ARM控制DDS频率发生器的电路设计

基于特定的DDS系统,共进行了滤波模块、测频模块以及液晶显示模块的设计与调试工作,最终达到了项目要求。


摘要:随着科技的日新月异,采用了高速数字电路和高速D/A转换技术的直接数字频率合成器件愈发显现出了它的重要性。它具有频率转换时间短、频率分辨率高、相位输出连续以及相位可快速切换等传统频率合成器件难以实现的特点。同时,它还可以实现信号的全数字式调试。

本文从DDS结构和原理出发,利用高性能的LPC2138ARM微处理器控制AD9851输出指定的频率,实现对输出波形幅值、频率的调制功能。本课题利用Filter solution、Multisim12.0软件,设计出了五阶椭圆低通滤波器,将DDS产生的杂散信号进行了较好的滤除,同时,使用复杂可编程逻辑器件进行了输出频率的测量,结合金鹏触摸显示屏,实现了频率的实时显示。

关键词  直接数字频率合成器, ARM,复杂可编程逻辑器件,滤波电路,液晶

毕业设计说明书外文摘要

Title    Circuit Design of The System Which DDS Frequency Generator Is of The Control of ARM    

Abstract:With the ever-changing technology, the use of high-speed digital circuits and high-speed D / A conversion technology, direct digital frequency synthesis device increasingly show its importance. It’s frequency conversion time is short, the frequency resolution is high, the phase output is continuous and the phase can be quickly switched and other traditional frequency synthesis device is difficult to achieve the characteristics. At the same time, it can also achieve full digital signal debugging.

To the begin, this article introduced the DDS’s structure and principle, the use of  LPC2138ARM microprocessor which has high-performance controling AD9851 output specified frequency, to achieve the output waveform amplitude, frequency modulation. In this paper, the fifth-order elliptic low-pass filter is designed by Filter solution and Multisim12.0 software, and the spurious signal generated by DDS is well filtered. At the same time, the output frequency is calculated by using complex programmable logic device Measurement, then, we make it combine with Jinpeng touch screen to achieve the real-time display of frequency.

Keywords  Direct digital frequency synthesizer,  ARM,  Complex programmable logic device,  Filter circuit,  LCD

目   次

1  引言................1

1.1  课题研究的背景及意义.....1

1.2  国内外研究情况.2

1.3  本文主要工作内容.....2

2  DDS技术.......3

2.1  DDS技术概述.3

2.2  DDS结构.....3

2.3  DDS工作原理.5

3  系统的电路与实现........7

3.1 系统硬件总体设计要求和方案...7

3.2 AD9851芯片及工作原理.....8

3.3 滤波模块设计.10

3.4 CPLD 测频..16

3.5 触摸液晶板显示模块设计.....20

4  系统调试和结果分析..23

4.1 系统硬件及软件调试.23

4.2 系统调试结果分析.....27

5 结论....28

致谢29

参考文献30

1  引言

1.1  课题研究背景和意义

频率合成 (Frequency Synthesis)器在电子系统中是至关重要的一部分,利用它,我们能产生我们想要的正弦信号。随着科技的逐步发展,频率合成器慢慢地成为不可或缺的一个电子仪器。同时,许许多多的电参量都要在正弦信号发生器的辅助下进行测量。我们按照时间发展顺序,将其发展过程分成三代。

第一代:直接式频率合成器。

直接式频率合成器首先利用几个晶体振荡器产生一标准的频率源,再经过一系列分频或倍频等操作产生我们所需的频率[1]。这样产生的信号,具有噪声低、跳频频道多等优点。不过,由于这种频率产生实现方法原理简单,因此带来了造成其设备体积大,成本高,且调试难度大等缺点,目前,在现代电子系统中已较少使用。