基于51单片机的频率合成设计毕业论文

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1、 1 摘 要 本系统以 51 单片机为控制核心，由正弦信号发生模块、功率放大模块、调幅（ AM）、调频（ FM）模块、数字键控（ ASK， PSK）模块以及测试信号发生模块组成。采用数控的方法控制 DDS 芯片 AD9850 产生 0Hz 30MHz 正弦信号，经滤波、放大和功放模块放大至 6v 并具有一定的驱动能力。测试信号发生模块产生的1kHz 正弦信号经过调幅（ AM）模块、调频（ FM）模块，对高频载波进行调幅或调频。 二进制基带序列信号送入数字键控模块，产生二进制 PSK 或 ASK 信号，同时对 ASK 信号进行解调，恢复出原始数字序列。 另外 ，本系统从简单、调整方便、功能完备为

2、出发点，基本实现了设计中的要求，波形输出较稳定，且精度较高。本设计还配备有 LED 显示屏、键盘，提供了友好的人机交互界面。 关键词 ： 直接数字频率合成（ DDS） AD9850 锁相环 VCO 调幅 调频 数字键控 ABSTRACT This system is in the core of Micro-Processor , consist of sine signal generating module, Power amplifier, Amplitude Modulator, Frequency Modulator, ASK/PSK module and test signal g

3、enerating module. The AD9850 controlled by MicroProcess in digital way to generate sine signal with the bandwidth 0Hz to 30MHz adjustable per 1Hz. After processing by LPF & power amplifier, the output signal has a peak value of move than 6V. The sine signal at 1 KHz was send to AM and FM module to m

4、odulate the high frequency carrier waveform. The binary sequential was send to the relative module to generate ASK and PSK signal. At last demodulate module demodulate the ASK signal and got the same binary sequential as set before. In addition,the design of this system is basically satisfy the requ

5、irements of the symplification ,easy-modification and full-function.the output square wave is very stable and its precision is also very high. In order to provide a friendly user interface, the LED and remote infrared control keyboard was introduced in this system. Key words： DDS ； AD9850； PLL； VOC；

6、 AM； FM； ASK； PSK 2 第一章 绪 论 1.1 课题研究的意义与作用 1971 年，美国学者 j.Tierney等人撰写的 A Digital Frequency Synthesizer-文首次提出了以全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。限于当时的技术和器件水平，它的性能指标尚不能与已有的技术相比，故未受到重视。近 10 年间，随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器（ Direct Digital Frequency Synthesis简称 DDS或 DDFS）得到了飞速的发展，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中

7、的姣姣者。 具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字 化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。 1.2 DDS 的研究现状及发展趋势 在频率合成（ FS, Frequency Synthesis）领域中，常用的频率合成技术有模拟锁相环、数字锁相环、小数分频锁相环（ fractional-N PLL Synthesis）等，直接数字合成 (Direct Digital Synthesis DDS)是近年来新的 FS 技术。单片集成的 DDS 产品是一种可代替 锁相环的快速频率合成器件。 DDS 是产生高精度、快速变

8、换频率、输出波形失真小的优先选用技术。 DDS 以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数字信号处理，通过高速 D/A 变换器产生所需的数字波形（通常是正弦波形），这个数字波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。如图 1-1 所示，通过高速 DAC 产生数字正弦数字波形，通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。 DDS系统一个显著的特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位。除此之 外， DDS 的固有特性还包括：相当好的频率和相位分辨率（频率的可控范围达 Hz 级，相位控制小于 0.09） ,能够进行快速的信号变换（输出 DAC 的转换速率 300 百万次 /秒）。这些特性使 DDS 在军事雷达和通信系统中应用日益广泛。 其实，以前 DDS 价格昂贵、功耗大（以前的功耗达 Watt 级）、 DAC 器件转换速率不高，应用受到限制，因此只用于高端设备和军事上。随着数字技术和半导体工业的发展， DDS 芯片能集成包括高速 DAC 器件在内的部件，其功耗降低到mW 级（ AD9851 在 3.3v 时功耗为 650mW），功能增加了，价格便宜 。因此， DDS