ARM LM3S1138驱动的双路低频信号发生器与频谱分析论文

本篇论文是关于2012年山东省大学生电子设计竞赛的一等奖作品，标题为"双路低频信号发生及分析仪的设计制作"，核心采用了32位单片机ARM（LM3S1138）作为信号发生器的基础。设计目标是构建一个能够产生多种波形（包括正弦波、矩形波、三角波、锯齿波及线性组合波）的信号发生器，以及一个频域分析仪，频率范围设定在1000Hz至2000Hz。 设计的系统结构分为六个主要模块：波形发生、D/A转换、低通滤波、键盘控制、LCD显示和频域分析。波形发生模块利用数值计算技术，通过软件和硬件的结合，实现精确的频率和幅度调节。D/A转换和低通滤波电路确保输出波形的质量，用户可以通过键盘选择不同类型的波形并控制其参数。 信号发生方案对比了传统模拟振荡器的局限性，如精度低、稳定性差、成本高和调试复杂，以及数字锁相环频率合成技术的优势，如成熟、灵活性和可用现成集成电路。最后，选择了基于计算的数字频率合成方案，通过编程实现复杂的波形生成。 理论分析部分详细探讨了信号发生原理，包括模拟信号到数字信号的转换过程，以及信号在频域的分析方法。此外，还对采样频率的选择进行了依据分析，确保了信号质量和系统的性能。 电路与程序设计章节详细描述了主控制电路的设计，模拟电路的实现，以及如何利用ARM的处理能力和编程语言来控制信号生成和分析。这部分内容体现了设计的创新性和实用性。 系统测试与误差分析部分，作者介绍了测试设备、测试方法以及收集的数据，对系统的性能进行了评估，并进行了误差分析，以确保系统的准确性和稳定性。 这篇论文不仅阐述了一个实际的电子设计项目，而且深入地探讨了技术选型、原理实现、性能优化和测试验证等关键环节，展示了ARM单片机在信号发生器领域的应用潜力。对于从事电子设计和信号处理研究的学生和工程师，这篇文章提供了宝贵的实践经验和理论支持。