基于单片机的数字合成波形发生器

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3.0 朱铭铭 2024-09-20 4 4 278KB 5 页 150积分

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基于单片机的数字合成波形发生器

摘要：本文以 AD 公司的 AD9857 直接数字合成芯片为核心，设计了一种结构简便性能优良的数字合成波形发生器。文中主要

对微机控制的任意波形发生器的软硬件设计进行了相应的研究，该数字合成波形发生器以 INTEL 公司的高性能单片机

AT89C52 作为控制器，利用了 AD9857 的 DAC 模式组成任意波产生的电路，在硬件电路的设计中使用可编程门阵列器件对一

些特殊的电路进行了设计。该任意波形发生器不仅能产生正弦波，方波，三角波等常用的标准信号，还可根据用户的需要

生成任意波形。

关键字：波形发生器，任意波形，直接数字合成

中图分类号: TP332 文献标识码:B

Digital Waveform Function Generator Based on

MCU

Li Bo Zhu Jing

Zhong shan University Electronic Department

Abstract: This paper designs a brief structure and excellent performance waveform generator based on the Analog Device Company’s

DDS chip-AD985. It studies the software and hardware of arbitrary waveform generator controlled by the microcontroller. It takes

the high performance microcontroller-AT89C52 as the controller, adopts DAC module of AD9857 to build arbitrary waveform. It

designs some special circuits based on CPLD. It can produce standard waveform such as sine, square, triangle, and generate arbitrary

waveform according to the user's demand, at the same time.

Key words: waveform generator, arbitrary waveform, direct digital synthesize

0 引言

直接数字式频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis，简称 DDS)是近年来发展

起来的新的频率合成技术。它将是用随机读写存储器 RAM 存储一个波形周期的量化数据，按

照不同频率要求以频率控制字为步进对相位增量进行累加，以累加相位值作为地址码读取存

放在存储器内的波形数据，经 D/A 转换和滤波可得所需波形输出。通过改变频率控制字可以

很方便地改变输出频率，通过更新存储器的波形数据可以得到不同的波形输出，即可实现任

意波形输出。

1 数字合成波形发生器方案设计

由于数字波形变化不规则，其中有丰富的谐波，因而这时不能简单地用滤波的方法来改

善波形失真。所以当要合成产生任意波形时，应采取逐点读出波形的每一个数据，要改变输

出频率，可通过改变参考时钟频率或通过改变波形存储器中存储的波形周期的数目来

实现，由于商用 DDS 芯片中 ROM 表中的数据已固化，只能输出正弦波。采用商用的 DDS 芯片

显然很难直接实现任意波形的生成。

因此，基于实用和性能的综合考虑，设计的数字波形发生器的结构下需要采取两种直接

数字合成结构的结合，整个设计由两个通道组成，第一个通道采用相位累加器方式，利用

DDS 芯片产生高质量的正弦波，并在后面加一高速比较器，输出与正弦波同频率的方波，同

时此方波还作为第二个部分的时钟信号，第二个通道为任意波发生通道，采用地址计数器的

方式，在第一个通道发出的方波作用下，逐点读出波形存储器中波形的数据，经过 D/A 转换

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摘要：

基于单片机的数字合成波形发生器摘要：本文以AD公司的AD9857直接数字合成芯片为核心，设计了一种结构简便性能优良的数字合成波形发生器。文中主要对微机控制的任意波形发生器的软硬件设计进行了相应的研究，该数字合成波形发生器以INTEL公司的高性能单片机AT89C52作为控制器，利用了AD9857的DAC模式组成任意波产生的电路，在硬件电路的设计中使用可编程门阵列器件对一些特殊的电路进行了设计。该任意波形发生器不仅能产生正弦波，方波，三角波等常用的标准信号，还可根据用户的需要生成任意波形。关键字：波形发生器，任意波形，直接数字合成中图分类号:TP332文献标识码:BDigitalWaveformF...

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