基于 AD9833 函数信号发生器的设计 摘 要 介绍一种以直接数字频率合成器(DDS) 为核心信号发生器的设计, 采用 AVR 单片机(ATmega128) 作为控制器, 实现对 DDS 芯片 AD9833的控制, 使它能够输出信号稳定度优于 10-3 的正弦波、 方波和三角波信号, 输出信号频率在 1 Hz~100 kHz 范围内可调, 具有步进和范围可调的扫频功能。 关键词 函数信号; 发生器 中图分类号: TN78 文献标识码: A 文章编号: 1671-7597(2013)24-0029-02 1 设计要求 设计并制作一台信号发生器, 使之能产生正弦波、 方波和三角波信号,根据要求我们设计的信号发生器有以下功能。 1) 信号发生器能产生正弦波、 方波和三角波三种周期性波形。 2) 输出信号频率在 100 Hz~100 kHz 范围内可调, 输出信号频率稳定度优于 10-3。 3) 输出正弦波信号的电压峰-峰值 Vopp 在 0 V~5 V 范围内可调。 2 系统硬件电路的设计及调试 2. 1 系统总体框图 本系统原理硬件框图如图 1 所示, 由三大部分组成: 处理系统和显示部分、 信号源部分、 信号处理部分。 图 1 系统原理硬件框图 本系统主要设计原理是采用 AVR 单片机 ATmega128 作为控制器, 通过对 DDS 芯片 AD9833 的控制, 使它能够产生频率可调的正弦波、 方波和三角波信号, 信号通过 LMH6609 运算放大器的放大和缓冲输出。 波形选择通过键盘输入选择, 频率的调节采用脉冲电位器通过编程的方法实现频率调节, 显示部分使用带汉字字库的 LCD12864 液晶模块。 2. 2 各个单元电路的原理及设计 2. 2. 1 DDS 模块电路 DDS 模块电路如图 2 所示, AD9833 外围电路很简单, 需要外部提供一个参考时钟, 电路中我们采用 25M 的有源晶振为 AD9833 提供 25 MHz 的系统时钟。 单片机通过 FSYNC、 SCLK、 SDATA、 三个引脚控制 AD9833。 1) 功能描述。 AD9833 是 ADI 公司生产的一款低功耗 DDS 芯片。 采用 10 引脚 MSOP 型表面贴片封装, 体积很小, +5 V 直流电供电。 AD9833 包含 2 个频率寄存器和 2 个相位寄存器, 其模拟输出为: ?MCLK/228× FREQEG, 其中, FREQEG为所选频率寄存器中的频率字, 该信号会被移相: 2π /4096× PHASEREC,其中, PHASEREC 为所选相位寄存器中的相位字。 图 2 DDS 模块电路 2) AD9833 的时序特性。 AD9833 有 3 根串行接口线, 与 SPI、 QSPI、 MICROWIRE 和 DSP 接口标准兼容, 在串口时钟 SCLK 的作用下, 数据是以 16 位的方式加载到设备上。