DDS与单片机信号发生器：设计与实现

本文档主要探讨了基于DDS(直接数字频率合成器)与单片机技术的信号发生器设计，由参赛队员陈天元、杨维龙和王伟健共同完成。传统的信号发生器设计方法依赖分立元件，存在设计周期长、成本高和可移植性差等问题。DDS技术则以其快速频率切换、高分辨率和连续相位变化的特点，提供了更为高效和灵活的解决方案。 设计的核心是利用STC89C52单片机，这是一种低功耗且性能卓越的8位微控制器，它允许用户在6或12个时钟周期内执行指令。单片机与DDS结合，能够实现对信号频率的精确控制，以及通过液晶显示实时监控频率和幅度。设计的目标是在±12V电源电压下生成正弦波信号，频率范围可达20Hz至300kHz，峰值输出电压1~3V，输出阻抗为50Ω。此外，设计还包括了提升频率至1MHz、幅度至1~10V的拓展功能，并通过按键操作进行设置，如调整频率和幅值，以及进入和退出设置模式。 硬件设计方面，设计者采用了7805电源模块、ADC0804模数转换器和1602液晶显示模块，以及独立按键等元件。通过短接DDS的J3接口，单片机控制DDS产生稳定的频率和幅值输出，同时液晶屏显示这些参数。用户可以通过按键操作进入设置模式，对频率和幅度进行精细调整，结束后单片机根据预设参数生成并输出相应的波形。 值得注意的是，在高频输出时，由于运放带宽限制，信号放大可能存在问题，但通过采用负电压增加电流的方式，实现了输出电压峰峰值的调整。整体而言，这个设计不仅提高了信号发生器的性能，还极大地提升了用户体验和设备的灵活性。 总结来说，这份本科毕业设计文档深入探讨了如何利用DDS技术和单片机技术来设计一款高效、易用的信号发生器，强调了其在信号生成和控制方面的优势，以及在实际应用中的实用性和扩展性。