单片机实现数字频率合成器.doc

1、本科毕业（设计）论文（二七届）题目单片机实现数字频率合成器分院系部专业姓名导师姓名导师职称二七年六月单片机实现数字频率合成器（）摘要本系统以51单片机为控制核心，采用AD9850产生0HZ30MHZ正弦信号，采用单片机最小系统与AD9850并行接口方式对时钟频率进行分频控制，增益放大器直接与AD9850相接,用来实现电压的放大并且控制波形的失真，经滤波、放大和功放模块放大至6V并具有一定的驱动能力。产生模拟幅度调制AM信号，频率调制（FM）信号，并采用模拟开关对信号实现ASK、FSK调制。测试信号发生模块产生的1KHZ正弦信号经过调幅（AM）模块、调频（FM）模块，对高频载波进行调幅或调频。本

2、系统从简洁、调整方便、功能完善为出发点，并且能输出比较稳定的波形。关键词频率合成，80C51，载波调制DIGITALFREQUENCYSYNCHESIZERBYMCUQIANGWENDEPTOFCOMPUTERANDINFORMATIONSCIENCE,SOUTHWESTFORESTRYCOLLEGE,KUNMING,YUNAN,650224,CHINAABSTRACTTHISTHISSYSTEMISINTHECOREOFMICROPROCESSOR,CONSISTOFSINESIGNALGENERATINGMODULE,GAINAMPLIFIERCONNECTSDIRECTLYWITHTHE

3、AD9850,WHICHCANBEUSEDFORTHEAMPLIFICATIONANDVOLTAGEWAVEFORMDISTORTIONCONTROL,FILTERING,CLICKTOENLARGEANDPOWERAMPLIFIERMODULEANDV6WITHADRIVINGCAPABILITYSIMULATIONGENERATEDAMPLITUDEMODULATIONAMSIGNAL,FREQUENCYMODULATIONFMSIGNAL,ANDTHESIMULATEDSWITCHRIGHTSIGNALTOASK,FSKMODULATIONTESTSIGNALMODULEOF1KHZSI

4、NUSOIDALSIGNALAFTERAMPLITUDEMODULATIONAMMODULE,FREQUENCYMODULATIONFMMODULE,THEHIGHFREQUENCYCARRIERFORAMORFMINADDITION,THEDESIGNOFTHISSYSTEMISBASICALLYSATISFYTHEREQUIREMENTSOFTHESYMPLIFICATION,EASYMODIFICATIONANDFULLFUNCTIONTHEOUTPUTSQUAREWAVEISVERYSTABLEANDITSPRECISIONISALSOVERYHIGHKEYWORDSFREQUENCY

5、SYNTHESIZER,80C51,CARRIERMODULATION,AD9850目录1绪论111课题研究的意义与作用112DDS的研究现状及发展趋势113DDS的系统简介错误未定义书签。131DDS的基本原理2132DDS的性能特点32单片机80C51的简介521主芯片80C51的硬件资源5211单片机的概念5212定时器/计数器的初始化53AD9850简介731AD9850功能概述732AD9850工作原理7321控制字格式及写入时序7322频率输出原理733AD9850应用与设计8331AD9850的应用8332AD9850的硬件设计84DDS信号源系统设计错误未定义书签。41方案论证

6、与比较9411正弦波生成方案9412输出电压幅度控制方案10413模拟幅度调制11414数字PSK/ASK载波调制1242单元电路设计13421正弦波的生成13422输出电压幅度控制错误未定义书签。423模拟信号的产生错误未定义书签。424数字PSK/ASK载波调制15425键盘与显示控制的设计155控制部分软件设计1651软件功能的实现错误未定义书签。52软件流程图16521总设计流程图16522外设流程图17523AD9850流程图186总结20参考文献21指导教师简介22致谢231绪论11绪论11研究的作用与意义1971年，美国学者JTIERNEY等人撰写的“ADIGITALFREQUE

7、NCYSYNTHESIZER“文首次提出了以全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。限于当时的技术和器件水平，它的性能指标尚不能与已有的技术相比，故未受到重视。近10年间，随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器（DIRECTDIGITALFREQUENCYSYNTHESIS简称DDS或DDFS）得到了飞速的发展，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的姣姣者。具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。12直接数字合成研

8、究现状及趋势在频率合成（FS,FREQUENCYSYNTHESIS）领域中，常用的频率合成技术有模拟锁相环、数字锁相环、小数分频锁相环（FRACTIONALNPLLSYNTHESIS）等，直接数字合成DIRECTDIGITALSYNTHESISDDS是近年来新的FS技术。单片集成的DDS产品是一种可代替锁相环的快速频率合成器件。DDS是产生高精度、快速变换频率、输出波形失真小的优先选用技术。DDS以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数字信号处理，通过高速D/A变换器产生所需的数字波形（通常是正弦波形），这个数字波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。如图11所示，通过高

9、速DAC产生数字正弦数字波形，通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。DDS系统一个显著的特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位。除此之外，DDS的固有特性还包括相当好的频率和相位分辨率（频率的可控范围达HZ级，相位控制小于009）,能够进行快速的信号变换（输出DAC的转换速率300百万次/秒）。这些特性使DDS在军事雷达和通信系统中应用日益广泛。其实，以前DDS价格昂贵、功耗大（以前的功耗达WATT级）、DAC器件转换速率不高，应用受到限制，因此只用于高端设备和军事上。随着数字技术和半导体工业1绪论2的发展，DDS芯

10、片能集成包括高速DAC器件在内的部件，其功耗降低到MW级（AD9851在33V时功耗为650MW），功能增加了，价格便宜。因此，DDS也获得广泛的应用现代电子器件、通信技术、医学成像、无线、PCS/PCN系统、雷达、卫星通信。图11DDS方波输出框图121基本原理DDS的基本原理是利用采样定理，通过查表法产生波形。DDS的结构有很多种，其基本的电路原理可用图12来表示。图12DDS原理图相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲，加法器将频率控制字与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端。累加寄存器将加法器在上一个时钟脉冲作用后所产生的

11、新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位累加。由此可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的溢出频率就是DDS输出的信号频率。用相位累加器输出的数据作为波形存储器（ROM）的相位取样地址，这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值转换。波形存储器的输出送到DA转换器，DA转换器将数字量形式的波形比较器相位累加器相位/幅度变换D/A变换低通滤波基准时钟相位累加器波形存储器D/A

12、转换器低通滤波器1绪论3幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号。低通滤波器用于滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。DDS在相对带宽、频率转换时间、高分辨力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供了优于模拟信号源的性能。122性能特点（1）输出频率相对带宽较宽输出频率带宽为50S（理论值）。但考虑到低通滤波器的特性和设计难度以及对输出信号杂散的抑制，实际的输出频率带宽仍能达到40S。（2）频率转换时间短DDS是一个开环系统，无任何反馈环节，这种结构使得DDS的频率转换时间极短。事实上，在DDS的频率控制字改变之后，

13、需经过一个时钟周期之后按照新的相位增量累加，才能实现频率的转换。因此，频率转换的时间等于频率控制字的传输时间，也就是一个时钟周期的时间。时钟频率越高，转换时间越短。DDS的频率转换时间可达纳秒数量级，比使用其它的频率合成方法都要短数个数量级。（3）频率分辨率极高若时钟S的频率不变，DDS的频率分辨率就由相位累加器的位数决定。只要增加相位累加器的位数N即可获得任意小的频率分辨率。目前，大多数DDS的分辨率在HZ数量级，许多小于MHZ甚至更小。（4）相位变化连续改变DDS输出频率，实际上改变的每一个时钟周期的相位增量，相位函数的曲线是连续的，只是在改变频率的瞬间其频率发生了突变，因而保持了信号相位

14、的连续性。（5）输出波形的灵活性只要在DDS内部加上相应控制如调频控制FM、调相控制PM和调幅控制AM，即可以方便灵活地实现调频、调相和调幅功能，产生FSK、PSK、ASK和MSK等信号。另外，只要在DDS的波形存储器存放不同波形数据，就可以实现各种波形输出，如三角波、锯齿波和矩形波甚至是任意的波形。当DDS的波形存储器分别存放正弦和余弦函数表时，既可得到正交的两路输出。（6）其他优点1绪论4由于DDS中几乎所有部件都属于数字电路，易于集成，功耗低、体积小、重量轻、可靠性高，且易于程控，使用相当灵活，因此性价比极高。280C51的简介5280C51的简介13主芯片280C51的硬件资源131单

15、片机的概念以及80C51单片机（MICROCONTROLLER，又称微控制器）是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。80C51是INTEL公司MCS51系列单片机中最基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它继承和扩展了MCS48单片机的体系结构和指令系统。80C51单片机的结构特点有以下几点8位CPU；片内振荡器及时钟电路；32根I/O线；外部存储器R

16、OM和RAM，寻址范围各64KB；两个16位的定时器/计数器；5个中断源，2个中断优先级全双工串行口布尔处理器132初始化定时和计数器（1）初始化步骤在使用80C51的定时器/计数器前，应对它进行编程初始化，主要是对TCON和TMOD编程，还需要计算和装载T/C的计数初值。一般完成以下几个步骤确定T/C的工作方式编程TMOD寄存器。计算T/C中的计数初值，并装载到TH和TL。T/C在中断方式工作时，须开CPU中断和源中断编程IE寄存器。启动定时器/计数器编程TCON中TR1和TR0位280C51的简介6（2）计数初值的计算在定时器方式下，T/C是对机器周期脉冲计数的，如果FOSC6MHZ，一个

17、机器周期为2US，则方式013位定时器最大时间间隔（21）2US16384MS；方式116位定时器最大时间间隔（21）2US131072MS；方式28位时器最大时间间隔（21）2US512US若使T/C工作在定时器方式1，要求定时1MS，求计数初值。如设计数初值为X,则有（21）2US1000USX2500因此，TH,TL可置65536500。3AD9850简介73AD9850简介14AD9850功能概述AD9850是高稳定度的直接数字频率合成器件，内部包含有输入寄存器、数据寄存器、数字合成器（DDS）、10位高速D/A转换器和高速比较器。AD9850高速的直接数字合成器（DDS）核心根据设定

18、的32位频率控制字和5位相移控制字，可产生0029HZ到625MHZ的正弦波信号和标准的方波信号。该器件提供了并行和串行控制字输入，可通过并行接口或串行接口实现控制字的定入，以改变其输出频率和相位。15AD9850的原理151控制字格式及写入时序AD9850包含一个40位输入寄存器，其中低32位为频率控制字，高5位为相位控制字，还有一位电源使能位和两位测试位。AD9850的控制字有并行和串行两种写入方式，时序如图52所示。并行装入模式下，图32控制字装入时序图WCLK第一个时钟上升沿到来时，装入高8位控制字，依次下去，当第5个WCLK时钟到来时装入低8位控制字，这样，连续5个WCLK时钟即可将

19、40位控制字装入输入寄存器。第5个WCLK时钟后，WCLK时钟将不再起作用，直到FQUD时钟上升沿以来或重新复位。FQUD时钟上升沿将40位控制字写入数据寄存器，AD9850输出新的频率波。对于串行模式，每一个WCLK时钟上升沿，由控制字输入口的第8位（管脚25）移入1位控制位（低位先移入），40个WCLK时钟后，FQUD脉冲的上升沿更新输出频率。值得注意的是两位测试位仅是为了生产测试用，必须是00。152频率输出AD9850的直接数字合成技术是基于数字分频原理实现频率合成的。器件内部有一个增量可调的累加器，每接收到一个输入脉冲，累加器就增加所设定的增量（由写入的32位频率控制字决定），当累加

20、器溢出时，就输出一临界值，AD9850用一种算法逻辑把累加器输出值转换为接近正弦的量化值，这种算法逻辑实际上就是由高度集成化的存储器查表技术和数字信号处理（DSP）技术来完成的。随后AD9850将量化3AD9850简介8值送内部的D/A转换器输出正弦波形，若再辅以外部电路（低通滤波）送内部比较器，即可输出标准的方波信号。其输出频率OUT由输入参考时钟和32位频率控制字决定，即WDCLK/，其中WD是32位频率控制字，CLK为输入时钟。由于AD9850是由10位D/A转换器输出正弦波信号，因此其输出频率最大值不能超过参考输入频率的1/2。当作为时钟源时，考虑到衰减问题，其输出频率的最佳值限制在参

21、考输入频率的33以下。器件内部设有最小时钟门限，当输入频率低于1MHZ时，芯片将自动实现电源判断。16AD9850主要应用AD9850主要应用于频率合成以及数字通信领域，但由于其具有分频特性且易于控制，这里，我们把它应用于信号发生器。161AD9850的应用由于AD9851是贴片式的体积非常小，引脚排列比较密，焊接时必须小心，还要防静电，焊接不好就很容易把芯片给烧坏。还有在使用中数据线、电源等接反或接错都很容易损坏芯片。所以在AD9851外围采用了电源、输入、输出、数据线的保护电路。为了不受外界干扰，还应添加了滤波电路，显得整个电路完美。162AD9850的硬件设计采用AT89C51作为CPU

22、与AD9850并行接口方式对时钟频率进行分频控制，其中先用一片锁存器来锁存控制字，用P32、P34模拟控制字写入时钟来控制数据的定入。控制字写入后，AD9850即由内部D/A转换器输出正弦波。电路设计时，对时钟信号的质量要求比较高，即时钟信号的上升沿和下降沿应无大的尖峰和凹坑，时钟信号必须用地线屏蔽。另外，给AD9850的时钟信号不能低于1MHZ，低于这个数值时，芯片将自动进入休眠状态；当高于此频率时，系统则恢复正常。最后还要考虑设计良好的去耦电路，去耦电容尽可能靠近器件，并注意良好接地，模拟地和数字地一定要分开等。4信号源的构成与实现94信号源的构成与实现17方案选择与比较171正弦波生成方

23、案案一采用自激振荡。1产生正弦波自激振荡的平衡条件为幅度平衡条件AF1相位平衡条件JAFJAJF2NP，N为整数实质上，只要电路中的反馈是正反馈，相位平衡条件就一定满足，这是由电路结构决定的，而幅度平衡条件则由电路参数决定，当环路增益AF1时，电路产生等幅振荡；AF1时，电路产生增幅振荡。2选频特性在振荡电路中，当放大电路或正反馈网络具有选频特性时，电路才能输出所需频率F0的正弦信号。也就是说，在电路的选频特性作用下，只有频率为F0的正弦信号才能满足振荡条件。3稳幅措施如果振荡电路满足起振条件，在接通直流电源后，它的输出信号将随时间的推移逐渐增大。当输出信号幅值达到一定程度后，放大环节的非线性

24、器件接近甚至进入饱和或截止区，这时放大电路的增益A将会逐渐下降，直到满足幅度平衡条件AF1，输出信号将不会再增大，从而形成等幅振荡。这就是利用放大电路中的非线性器件稳幅的原理。由于放大电路进入非线性区后，信号幅度才能稳定，所以输出信号必然会产生非线性失真削波。为了改善输出信号的非线性失真，常常在放大电路中设置非线性负反馈网络如，热敏电阻、半导体二极管、钨丝灯泡等，使放大电路未进入非线性区时，电路满足幅度平衡条件AF1，维持等幅振荡输出。这是一种比较好的稳幅措施。由基本放大器A和正反馈网络F组成的闭合正反馈环路，如图41所示。由闭合环路组成的自激振荡器，其振荡产生的起始信号来自于电路中的各种起伏

25、和外来扰动这些电信号中含丰富的频率成分，经选频网络选出某频率的信号输送至放大器A放大后，经F网络反馈后再放大，反复循环直至电路的输出由小至大。最后建立4信号源的构成与实现10和形成稳定的波形输出。但此电路易受外界的干扰，波形不易于稳定，而且难以达到题目中所要求的波形频率，操作麻烦。图41闭合正反馈环路图方案二采用单片机最小系统与AD9850并行接口方式对时钟频率进行分频控制，再连接锁相环，是输出波形的频率更加稳定。如图42所示，AD9850内含可编程DDS系统和高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成。AD9850是以高速的直接数字合成器（DDS）为核心根据设定的32位频率控制字和5位相移控

26、制字，可产生0029HZ到625MHZ的正弦波信号和标准的方波信号，而且DDS芯片转换速度快、性能价格比高、体积小、输出波形稳定度，精度高、分辨率高，而且输出波的频率、相位可控，能达到题目预期的效果，操作方便，易于实现。经比较，在本设计中采用方案二。图42正弦波输出框图172输出电压控制采用可变增益放大器。增益放大器直接与AD9850相接,用来实现电压的放大并且控制波形的失真，精确度高，且较稳定，实现简单。可以采用AD603,它正是这样单片机AD9850锁相环正弦波稳定正弦波基本放大器A正反馈网络B4信号源的构成与实现11一种具有程控增益调整功能的芯片。它是美国ADI公司的专利产品，是一个低噪

27、、90MHZ带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系，压摆率为275V/S。管脚间的连接方式决定了可编程的增益范围，增益在1130DB时的带宽为90MHZ，增益在941DB时具有9MHZ带宽，改变管脚间的连接电阻，可使增益处在所需范围内。173模拟幅度调制方案一采用DDS芯片与0832分别产生正弦波，再经乘法器进行波形幅度调制，如图44所示。DDS产生调制正弦波信号，范围在1兆赫兹到10兆赫兹。0832产生正弦波载波，频率为1KHZ。单片机可以控制调制信号的步进量，但由于在本设计中所采用的51单片机不具备达到设计中所需正弦波载波的频率，因而此方案不能采用。图43利用

28、8032模拟幅度调制框图方案二采用两片DDS芯片分别产生正弦波调制信号与载波信号，如图45所示。产生的信号再由模拟乘法器进行调幅，用数字电位器来控制调制信号的步进量，此方案产生的波形稳定，且易于实现，能够基本实现设计中的要求。单片机8032模拟乘法器DDS正弦波正弦波调制信号4信号源的构成与实现12图44利用9850模拟幅度调制框图174数字PSK/ASK载波调制方案一采用两片DDS芯片分别产生正弦波和方波，如图46所示,在ASK的载波调制中，正弦波和方波通过模拟乘法器进行调制；在PSK的调制中，正弦波和方波通过高频继电器进行调制。但DDS芯片产生方波外界电路较为复杂，不易于调试。方案二采用5

29、55芯片来产生方波，DDS芯片来产生正弦波，如图46所示。在ASK的载波调制中，正弦波和方波通过模拟乘法器进行调制；在PSK的调制中，正弦波和方波通过高频继电器进行调制。此方案中所实现的方波较为稳定，易于调试。图45数字载波调制图DDS芯片模拟乘法器DDS芯片数字电位器调制信号555芯片模拟乘法器/高频继电器DDS芯片方波正弦波ASK/PSK信号4信号源的构成与实现13经比较，本设计采用方案一。根据题目的具体要求，以及各方案的讨论及研究得出了最终的整体方案，下图既为本设计的主体系统设计图46。图46整体方案框图18硬件电路设计181生成正弦波本设计中单片机最小系统中的8155与AD9850芯片

30、的接口采用的是8位并行接口方式。AD9850的频率/相位控制字共有40位，并行加载时，要连续加载5次，D7位最高位，D0位最低位。频率相位控制字的第一个8位中的5位用来控制相位的调制，1位用来低功耗，2位用于装载格式。第2个字节到第5个字节组成32位的频率控制字，其输出信号的频率F,其中为32位频率控制字的值，为工作时钟。8155的PB口PB0脚PB7脚与AD9850的数据口（D0脚D7脚）相接，AD9850的第7脚WCLK是加载时钟，与引脚FQUD配合，完成数据加载，FQUD为频率/相位更新控制。用单片机的P32与P34分别与AD9850的WCLK和FQUD相连接，模拟控制字写入时钟来控制数

31、据的定入。本设计中AD9850选用的时钟为66MHZ。AD9850波形的输出频率可以达到几十MHZ。连接如图47所示。单片机模拟幅度频率调制数字ASK/PSK载波调制DDS波形产生键盘控制电压幅度控制LED显示4信号源的构成与实现14图47AD9850的连接图182控制输出电压最初我对输出电压的幅度控制由模拟电路（晶体管等）来实现。正弦波从AD9850输出后进入到模拟电路中，晶体管基极上的10微法电容和100皮法电容分别控制高频信号和部分低频信号的通过，第一级为放大电路，实现电压的放大，使其输出电压的峰峰值达到5伏到7伏之间，晶体管采用9018，测得它的电流放大倍数，集极的电压控制为所加电压源

32、的一半，本设计中晶体管所加电源为12伏，因此集极的电压为6伏，初始先定集极的电阻为3千欧，根据公式由得出从而得出集极的电流，进而由求得基极的电阻，发射极直接接地，从而构成了共射放大电路，实现输出电压的峰峰值要求（5伏7伏）。第二级为跟随器，从而能够带动50欧的负载。基极与发射极由01微法的电容所构成的回路为自举电路。基极接电阻后直接接到电源，发射极直接接负载从而构成了跟随器。根据调试再对相应的参数进行调整，来实现整个电路的运行，最终实现在频率范围内50欧负载电阻上正弦信号输出电压的峰峰值（5伏7伏）。但在设计过程中，我发现模拟电路部分难以实现，于是我们采用了添加自动增益放大器芯片的方法来实现设

33、计的要求。采用的是美国ADI公司的AD603芯片如图49，经它放大后，可以实现设计的要求，达到输出波形的幅度标准。183产生模拟信号4信号源的构成与实现15为了能够产生模拟幅度调制信号，设计要求在1MHZ10MHZ范围内调制度可在10100之间可调，所以由DDS芯片产生的正弦波调制信号能够进行调节，为了实现调节的步进，应该使用数字电位器，利用单片机进行程控，不过因为时间紧，未能找到合适的数字电位器，故只好采用普通电位器。虽能实现幅度调节，但是不能实行步进，只能做到线性调节。184进行数字PSK/ASK载波调制对数字信号进行二进制调制振幅键控，主要有两种方法乘法器实现法和键控法。在这里我们采用乘

34、法器实现法，我们采用的乘法器是美国ADI公司的乘法器AD835。它具它有工作频率高，运算速度快等优点，十分适合进行ASK载波调制。对于PSK调制，采用了键控法，采用了开关式三极管和高频继电器来实现，通过调制信号来控制高频继电器通断来实现调制。185键盘与显示控制的设计利用芯片8279来进行键盘控制显示管LED的显示以及波形的频率和波形频率的步进。初始化时，有芯片8279控制的显示管LED显示HELLO，当按下A建时，键盘清屏；键盘的09设置频率,当设置完毕后，按B键表示设置完毕，此时显示管LED的值即为输出正弦波的频率；C键为频率步进正100赫兹，D键为步进负100赫兹。5控制部分软件设计16

35、5控制部分软件设计19功能描述程序全部由单片机的C语言编写，由正弦信号发生模块、功率放大模块、调幅（AM）、调频（FM）模块、数字键控（ASK，PSK）模块以及测试信号发生模块组成。采用数控的方法控制DDS芯片AD9850产生0HZ30MHZ正弦信号，经滤波、放大和功放模块放大至6V并具有一定的驱动能力。测试信号发生模块产生的1KHZ正弦信号经过调幅（AM）模块、调频（FM）模块，对高频载波进行调幅或调频。二进制基带序列信号送入数字键控模块，产生二进制PSK或ASK信号，同时对ASK信号进行解调，恢复出原始数字序列。110软件流程图1101总体设计流程图总设计流程图在对系统初始化后，LED显示

36、HELLO，同时两片AD9850都产生1KHZ的正弦波。产生正弦波测试信号的AD9850将保持1KHZ不变，而作为信号发生器的AD9850将在键盘的控制下产生预定的正弦波。同时还可以通过电路的改变进行模拟调制和数字调制。从而实现各种功能。设计流程图如图51所示。5控制部分软件设计17图51软件流程图1102外设流程图作为人机界面的键盘和LED通过8279来控制。8279是专用键盘/显示器控制芯片，能对显示器自动扫描，能识别键盘上按下键的键号；可充分提高CPU的工作效率。8279与MCS51接口方便，由它构成的标准键盘/显示器接口在微机应用系统中使用越来越广泛。键盘和LED的软件流程图如图52所

37、示。5控制部分软件设计18图52外设流程图1103AD9850流程图由于用一片AT89C51来控制两片AD9850，所以利用8155扩展I/O口。这样可以使得I/O口更加充足。如图53。5控制部分软件设计19图53AD9850流程图初始化AD9850写入控制字波形输出参考文献206总结本设计是我第一次比较系统完成的一次设计。在本次设计中我从选题，搜集资料，电路设计到硬件电路的调试以及程序的调试，比较系统的接触到了一次设计整个过程的具体环节，从中受益匪浅。本设计基本上实现了设计任务所要求的功能，但由于时间的紧迫，有许多本可以做的更好的地方，但没能做到。例如对于数字信号发生器，起初是设想通过从机与

38、主机之间通信数据完成，而实际设计过程仅仅选用了键盘直接控制没有实现通讯控制。尽管如此，这次设计是对大学四年来所学知识的一次综合运用，增强了我理论结合实践能力。通过本次设计我进一步加深了对51系列单片机、DDS、信号发生器系统设计的了解，增强了我对电路分析能力，并且对AT89C51、AD9850、8279、8155等所用芯片有了更深的了解，这为我以后的学习打下了良好的基础。参考文献21参考文献1STC12C51XX系列单片机数据手册HTTP/WWWMCUMEMORYCOM/2李正军。计算机控制系统。北京机械工业出版社，20053RAMONPALLASARENY，JOHNGWEBSTER（美）。信

39、号调节，第2版。张伦译。北京清华大学出版社，20034高峰编。单片微型计算机原理与接口技术。北京科学出版社，20035阎石。数字电子技术基础。北京高等教育出版社，1980指导教师简介22指导教师简介致谢23致谢附录24附录设计程序源代码INCLUDEINCLUDEDEFINECOM8155XBYTE0X2100/8155DEFINEPB8155XBYTE0X2102DEFINECOM8279XBYTE0X7FFF/8279DEFINEDAT8279XBYTE0X7FFEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTDEFINEULONGUNSIGNED

40、LONGUCHARCODEKEYTAB0XC1,0XC8,0XC9,0XD0,0XD8,0XE0,0XC2,0XCA,0XD1,0XD9,0XDA,0XC3,0XCB,0XD2,0XD3,0XDBUCHARCODEDISPCODE0X0C,0X9F,0X4A,0X0B,0X99,0X29,0X28,0X8F,0X08,0X09,0X88,0X38,0X6C,0X1A,0X68,0XE8UCHARCODEHELLO0X98,0X68,0X7C,0X7C,0X0CUCHARK0,A8,ADD0,DEC0SBITCLEARFLAGACC7SBITW_CLKP16SBITFQ_UDP14SBITRES

41、ETP12ULONGX00XFD72,FREQUENCY0XFD72,PA1,SEEMVOIDRESET1/9850复位1UCHARI,JFORI0I8K0COM82790XDFDOACCCOM8279WHILECLEARFLAG1IFN0XC3BREAKVOIDDISPFREULONGX/频率显示5附录28UCHARICOM82790X80IX/10000000DAT8279DISPCODEICOM82790X81IX10000000/1000000DAT8279DISPCODEICOM82790X82IX1000000/100000DAT8279DISPCODEICOM82790X83IX

42、100000/10000DAT8279DISPCODEICOM82790X84IX10000/1000DAT8279DISPCODEICOM82790X85IX1000/100DAT8279DISPCODEICOM82790X86IX100/10DAT8279DISPCODEICOM82790X87IX10DAT8279DISPCODEIVOIDDISPSWITCHKK1CASE7FREQUENCYA010000000A11000000A2100000A310000A41000A5100附录29A610A7BREAKCASE6FREQUENCYA01000000A1100000A210000A

43、31000A4100A610A6BREAKCASE5FREQUENCYA0100000A110000A21000A3100A410A5BREAKCASE4FREQUENCYA010000A11000A2100A310A4BREAKCASE3FREQUENCYA01000A1100A210A3BREAKCASE2FREQUENCYA0100A110A2BREAKCASE1FREQUENCYA010A1BREAKCASE0FREQUENCYA0BREAKK0SEEMFREQUENCY65AGAINSEEMVOIDADDTIONIFSEEM0X19CASEEM0X19CAELSEDEC1DISPFRESEEM/65AGAINSEEMMAINUCHARIRESET1INTIALHELLOMEWHILE1IKEYBOARDIFI0X0ACAUTIONDISPIFI0X0CADDADDTIONIFI0X0DDECDECREASE