毕业设计(论文) 题目:波形发生器成都工业学院论文摘要设计采用MCS-51系列单片机构成具有高可靠性的波形发生器，以单片机AT89C52为控制器，以DDS AD9850、D／A转换器TLC5615为核心。
通过微处理器控制AD9850，实现信号发生器功能,微处理器控制D／A转换器TLC5615，从而控制乘法器AD534，实现正弦信号幅值的可调性。
系统由单片机AT89C52最小系统模块、键盘模块、函数信号发生模块、I/O 口扩展模块（8155）、LCD1602显示模块、TLC5615与AD534调幅模块、中断调频和调相模块组成、积分电路模块组成。
单片机AT89S52最小系统模块为单片机提供12MHz晶振和复位电路，为单片机提供复位信号和内部时钟。
键盘模块以键盘扫描方式输入信号频率的初始值，以实现频率初始值时时可改的功能。
函数信号发生模块用数控的方法控制DDS芯片AD9850产生25Hz－40MHz正弦信号，25Hz－5MHz方波信号。
I/O口扩展模块利用8155芯片扩展单片机I/0口，以满足本设计对I/O口的需求量。
LCD1602显示模块时时显示输出波形频率、相位和幅值。
TLC5615与AD534调幅模块利用微处理器控制D／A转换器TLC5615，从而控制乘法器AD534，实现正弦信号幅值的可调性，精度可达O.05 V。
中断调频和调相模块由外中断0和外中断1组成，分别实现对输出信号频率步进、相位步进以及频率初值设定功能，频率步进量可达0.024，相位可按11.25°、22.5°、45°、90°、180°依此循环调节。
积分电路模块通过运算放大器，对输出方波积分实现三角波输出。
本设计用C语言编写模块化程序，增强可读性，便于AT89S52对各模块的控制。
关键词：单片机波形发生器直接频率合成器AbstractThis design adopts the MCS - 51 series single chip waveform generator with high reliability.AT89S52 as the controller, and DDS AD9850、TLC5615 D/A converter as the core. Through the microprocessor control of AD9850, realizes the signal generator. the microprocessor control of TLC5615 D/A converter, so as to control the multiplier AD534, adjustable sine wave signal amplitude.This system with 51 single-chip microcomputer as control core, by the power supply module, SCM AT89S52 minimum system module, keyboard module, I/O port extension module (8155), function module, LCD1602 display module, interrupt signal of frequency modulation, phase modulation modules. Keyboard input signal frequency scanning way, use the method of numerical control DDS chip AD9850 produces 25 HZ - 40 MHZ sine signal, 25 HZ - 5 MHZ square wave signal, and the triangular wave signal, the output waveform is stable, and the precision is higher. Adopt LCD1602 display frequency and phase of output waveform. Modular design using C language program, enhance readability, facilitate AT89S52 control of every module, realizing the function of each set.Key words：SCM Waveform Generator DDS目录论文摘要 (II)ABSTRACT (III)第1章绪论 (1)1.1题目背景与选题意义 (1)第2章 DDS技术的基本原理 (2)2.1 DDS结构 (2)2.1.1 频率预置与调节电路 (2)2.1.2 累加器 (3)2.1.3 控制相位的加法器 (3)2.1.4 D/A转换器 (3)2.1.5 低通滤波器 (3)2.2 DDS数学原理 (4)第3章总体设计方案 (6)3．1系统设计原理 (6)3．2总体设计框图 (6)第4章系统的硬件设计 (7)4.1 DDS芯片的选择 (7)4.2 AD9850简介 (7)4.2.1 AD9850功能概述 (7)4.2.2 AD9850的引脚功能 (7)4.2.3 AD9850的控制时序 (8)4.2.4 AD9850的控制字（频率相位调节） (9)4.2.5 单片机与AD9850的接口 (10)4.3 单片机（AT89C52）控制电路 (11)4.3.1 AT89C52主要性能 (11)4.3.2 时钟电路 (12)4.3.3 复位电路 (13)4.4 TLC5615与AD534幅值调节模块 (13)4.4.1 幅值调节的实现 (13)4.4.2 TLC5615和AD534与单片机的链接 (14)4.5 液晶显示模块 (15)4.5.1 LCD 1602的主要性能 (15)4.5.2 LCD 1602引脚功能及基本操作 (15)4.5.3 LCD 1602的显示地址 (16)4.5.4 LCD 1602指令说明 (17)4.5.5 LCD 1602与单片机的连接 (18)4.6 I/O口扩展（8155） (19)4.6.1 8155主要性能 (19)4.6.2 8155各引脚功能说明 (19)4.6.3 8155的地址编码及工作方式 (20)4.6.4 8155与单片机的链接 (20)4.7 键盘控制模块 (21)4.7.1 矩阵键盘的工作原理与接口（3*4） (21)4.7.2矩阵键盘与单片机链接电路 (22)4.8 低通滤波器的设计 (22)4.9 方波、三角波转换 (23)第5章波形发生器的软件设计 (24)5.1 主函数程序流程图 (24)5.2 频率相位步进值设置 (25)5.2.1 外中断0子程序 (25)5.2.2 流程图 (25)5.3 频率初始值设置 (26)5.3.1 外中断1子程序 (26)5.3.2 流程图 (26)5.4 波形生成 (27)5.4.1 AD9850子程序 (27)5.4.2 流程图 (27)5.5 信号幅值调节 (28)5.5.1 TLC5615子程序 (28)5.5.2 流程图 (28)5.6 键盘扫描 (29)5.6.1 键盘子程序 (29)5.6.2 流程图 (29)5.7 LCD的显示 (30)设计结果及结论 (31)参考文献 (32)附录1 硬件原理图 (33)附录2 程序代码 (34)第1章绪论1.1题目背景与选题意义信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于电子测量、自动控制和工程设计等领域。
随着电子技术的发展,对信号源频率的稳定度、准确度以及频谱纯度的要求越来越高。
通过单片机与DDS器件相结合，利用采样定理，通过查表法所产生的波形，不仅能满足多种类，高精度等条件，且输出波形的覆盖频率宽，可由0.029Hz到62.5MHz，频率步进间隔也足以满足<=10Hz的要求。
而DDS器件内部自带DA 转换器输出波形幅度可控，且转换精度高，也足以满足可按步进0.1V(峰-峰值)调整的要求。
利用所学单片机知识，设计出高精确度和稳定度，能产生多种波形，且易于产生任意波形和各种基本波形的线性组合的波形发生器，不仅能巩固和加深我们对所学单片机知识的理解，还能提高我们分析问题、解决问题的综合能力，同时还培养了自己的动手能力。
因此利用所学知识设计出多波形，宽频覆盖，高精度，自动化和智能化的波形发生器对培养我们各方面的能力非常必要。
第2章DDS技术的基本原理2.1 DDS结构直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer）是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。
一个直接数字频率合成器由相位累加器、加法器、波形存储ROM、D/A转换器和低通滤波器（LPF）构成。
DDS的原理框图如下所示：图2.1 DDS原理框图其中K为频率控制字、P为相位控制字、fc为参考时钟频率，N为相位累加器的字长，D为ROM数据位及D/A转换器的字长。
相位累加器在时钟fc的控制下以步长K作累加，输出的N位二进制码与相位控制字P相加后作为波形ROM的地址，对波形ROM进行寻址，波形ROM输出D位的幅度码S(n)经D/A 转换器变成阶梯波S(t)，再经过低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形。
这里我们用DDS实现正弦波的合成。
2.1.1 频率预置与调节电路K被称为频率控制字，也叫相位增量。
DDS方程为：f0=fCLK/2n，f0为输出频率，fc 为时钟频率。
当K=1时，DDS输出最低频率（也即频率分辨率），为fc/2n,而DDS的最大输出频率由Nyquist采样定理决定，即fc/2，也就是说K 的最大值为2N-1。
因此，只要N足够大，DDS可以得到很细的频率间隔。
要改变DDS的输出频率，只要改变控制字K即可。
2.1.2 累加器图2.2 累加器框图相位累加器由N位加法器与N位寄存器级联构成。
每来一个时钟脉冲fc，加法器将频率控制字K与寄存器输出的累加相位数据相加，再把相加后的结果送至寄存器的数据输入端。
寄存器将加法器在上一个时钟作用下继续与频率控制字进行相加。
这样，相位累加器在时钟的作用下，进行相位累加。
当相位累加器累加满时就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作。
2.1.3 控制相位的加法器通过改变相位控制字P可以控制输出信号的相位参数。
令相位加法器的字长为N，当相位控制字由0跃变到P（P≠0）时，波形存储器的输入为相位累加器的输出与相位控制字P之和，因而其输出的幅度编码相位会增加P/2N，从而使最后输出的信号产生相移。