基于单片机的DDS多波形发生器的设计

《基于单片机的DDS多波形发生器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、《自动化技术与应用2011年第30卷第8期仪器仪表与检测技术InstrumentationandMeasurment基于单片机的DDS多波形发生器的设计刘玉利(哈尔滨学院，黑龙江哈尔滨150036)摘要：本文采用直接数字式频率合成技术DDS，以AD9852、AD9833芯片为核心，由单片机控制，设计了一种结构简单性能优良的波形发生器可输出正、余弦波，方波、三角波等。该波形发生器具有频率分辨率高，频率切换快，频带宽及全数字化易于集成等诸多优点，应用范围十分广泛。关键词：波形发生器；DDS；频率合成；控制字中图分类号：TP36

2、8．1文献标识码：B文章编号：1003—724l(2011)08005605DesignofDDSMulti--WaveformGeneratorBasedonMCULIUY_u．1i(HarbinUniversity，Harbin150036China)Abstract：Basedondirectdigitalfrequencysynthesis(DDS)，theAD9852&AD9833chipsasthecore，theMCUcontrol，akindofwaveformgenerator，withasimplest

3、ructureandexcellentperformance，thatcanoutputsineandcosinewave，squarewave，trianglewave，isdesigned．Thisfunctiongeneratorhasawiderangeofapplications，becauseithascharacteristicbymanyvirtues，forinstance，ahigherfrequencyresolution，fasterfrequency—switching，widefrequency

4、bandwidthandeasyintegrationofdigitaltechnology．Keywords：waveformgenerator；directdigitalsynthesisfrequencysynthesis；controlword1引言2DDS的基本原理及波形分析波形发生器是生产科研与教学中实验仿真的最佳在直接数字合成技术中近年来发展得最快，最成工具。随着我国经济和科技的发展，对各种测试仪器和熟、应用最多的是基于相位累加器的数字频率合成法测试手段也提出了更高的要求[11。传统函数发生器通常【5】，该技

5、术具有频率分辨率高、转换速度相对较快、易采用模拟法：即由分立元件或集成芯片组成自激震荡电于控制等许多突出优点，成为诸多学者竞相研究的主要路，产生原始波形，然后经适当的波形转换电路(比较器，课题，这里首先介绍DDS的基本原理和波形分析。微、积分电路，各种触发器等)将其转换为其他所需波2．1DDS的基本原理形。此种方法电路复杂，波形相关参数完全由硬件电路基于相位累加器的数字频率合成技术原理框图如完成，若组成任意波形几乎不可能实现。频率合成技术图1所示。开创了由软件运算合成频率的先河，它经历了直接频率合成、锁相式频率合成、直接数

6、字频率合成(DirectDigitalSynthesis简称DDS)三阶段的发展，如今DDS技术已十分成熟(l3】。DDS具备超高的分辨率，超快的切换速度全数字化易于扩展和集成等诸多优点[4I。图1DDS原理框图图中K、P、W为控制字：分别控制频率、相位和波形，fcLK为参考时钟频率、L表示ROM的地址位数、收稿日期：2010—04—29N表示相位累加器的字长、D表示ROM的数据位数以碥ITat,t'r~-麓，0AI．-naI-，丘^haI^仪器仪表与检测技术《自动化技术与应用》2011年第30卷第8期lnstrument

7、ationandMeasurmenl及D／A转换器的字长。到fCLK的范围内DDS的工作原理：相位累加器在fcLK的控制下以步。2长K做累加，输出的N位二进制码与P、W相加后，取其高L位作为波形存储器ROM的地址对波形ROM进3系统方案及硬件设计行寻址，波形ROM寻址输出的D位幅度码S(n)经D／A3．1系统方案转换器变成阶梯状波形s(t)，再经过低通滤波器(LPF)平滑后即可得到合成信号波形输出。输出的合成信号波形形状取决于ROM中存放的幅度码，相位控制字P和波形控制字W可根据需要选择使用，采用DDS技术可以产生多种信号

8、波形。2．2DDS波形分析整个DDS相当于一个理想的采样保持电路，采样器图2系统组成框图内包括相位累加器和正弦查询表，采样周期1系统框图如图2所示，DDS波形发生器主要由五大c，保持电路的冲激响应为：模块(单片机控制模块、键盘与显示模块、数字合成模块、滤波模块及运放模块)组成。各模块的功能：波形产～【0