单片机与CPLD结合的任意波形发生器设计

"基于单片机和CPLD的任意波形发生器的设计" 本文主要探讨了一种基于单片机（Microcontroller）和复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device, CPLD）的任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator, AWG）的设计方法。在超声技术领域，高质量的超声信号源对于各类超声产品的性能至关重要。传统的模拟超声信号源在智能化控制方面存在局限，只能产生固定频率的电信号，这限制了信号源的灵活性和利用率。 文中提到的新型AWG利用直接数字合成（Direct Digital Synthesis, DDS）技术来生成频率和幅度均可调的多种标准函数波形以及任意波形。DDS是一种先进的信号生成技术，它通过高速数字计算生成所需的波形，具有频率分辨率高、精度高的优点。这一设计能够覆盖从超低频到高频的宽广范围，适用于各种不同的应用需求。 系统的核心是单片机AT89S52，它负责管理输入输出、波形数据采集等控制任务。CPLD EPM7128S作为高速处理单元，从存储器AT28C256中读取波形数据，将其送至波形生成数模转换器（DAC，如AD7524）进行转换，生成实际的波形信号。通过调节DAC0832的输入值，可以改变输出波形的峰值。用户界面包括矩阵键盘和1602液晶模块，实现人机交互，而串行E2PROM AT24C02则用于在断电时保存波形数据。 任意波形数据可以通过两种方式获取：一是通过外部模拟信号经模数转换（A/D）后输入，二是利用具有RS-232接口的手写板直接输入数字数据。文章详细阐述了从理论基础（如DDS技术的构成、工作原理及特点）到各个模块（如CPLD、存储器、DAC和人机交互界面）的设计方案，再到系统的整体调试过程。最后，作者对系统的价值和意义进行了评估，总结了课题进展，并对未来功能扩展的可能性进行了展望。 关键词：任意波形发生器（AWG），超声波信号源，直接数字合成（DDS），单片机，CPLD