【电子设计】基于51单片机的数字频率合成系统设计.doc
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【电子设计】基于51单片机的数字频率合成系统设计,共计32页、2.26万余字摘要本系统以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...
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共计32页、2.26万余字
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 generating module. The AD9850 controlled by Micro－Process 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 modulate 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 requirements 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; AM; FM; ASK; PSK
第一章 绪 论
1.1课题研究的意义与作用
1.2 DDS的研究现状及发展趋势
1.3 DDS的系统简介
1.3.1 DDS的基本原理
1.3.2 DDS的性能特点
第二章 单片机80C51的简介
2.1 主芯片80C51的硬件资源
2.1.1单片机的概念
2.1.2 80C51的芯片引脚
2.1.3 使用I/O口的注意事项
2.2 80C51中断系统
2.2.3 中断响应
2.3 单片机定时/计数器的使用
2.3.1与T/C有关的特殊功能寄存器
2.3.2 定时器/计数器的初始化
第三章 AD9850简介
3.1 AD9850功能概述
3.２ AD9850工作原理
3.２.1 控制字格式及写入时序
3.２.2频率输出原理
3.３ AD9850应用与设计3.３.1 AD9850的应用
3.３.2 AD9850的硬件设计
第四章 DDS信号源系统设计
4.1 方案论证与比较
4.1.1 正弦波生成方案
4.1.2 输出电压幅度控制方案
4.1.3 模拟幅度调制
4.1.4 数字PSK/ASK载波调制
4.2 单元电路设计
4.2.1 正弦波的生成
4.2.2 输出电压幅度控制
4.2.3 模拟信号的产生
4.2.4 数字PSK/ASK载波调制
4.2.5 键盘与显示控制的设计
第五章 软件设计
5.1 软件功能的实现
5.2 软件流程图
5.2.1 总设计流程图
5.2.2 外设流程图
5.2.3 AD9850流程图
总 结
参考文献
附 录
致 谢
参考文献
[1] 张肃文 陆兆熊 高频电子线路（第三版）[M] 北京 高等教育出版社 1992:102-134.
[2] 谢自美 电子线路设计•实验•测试[M] 武汉 华中理工大学出版社 1994:89-117.
[3] 周立功 夏宇闻 单片机与CPLD综合应用技术[M] 北京 北京航空航天大学出版社 2004:189-218.
[4] 童诗白 化成英 模拟电子技术基础[M] 北京 高等教育出版社 2000:271-295.
[5] 樊昌信 詹道庸 通信原理[M] 北京 国防工业出版社 1995:71-83.
[6] 李友平 直接数字频率合成器（DDS）的原理与设计[J] 电声技术 1992，（11）．
[7] 马忠梅 籍顺心 单片机的C语言应用程序设计[M] 北京 北京航空航天大学出版社
2003:102-109
[8] 靳达编 单片机应用系统开发实例导航[M] 北京 人民邮电出版社 2000:24-31.
[9] 求是科技 单片机典型模块设计实例导航[M] 北京 人民邮电出版社 2003:61-69.
[10] 李光飞 单片机课程设计实例指导[M] 北京 北京航空航天大学出版社2004:45-51.
[11] 胡汉才 单片机原理及其接口技术[M] 北京 清华大学出版社 2005:157-164.
[12] 胡宴如 高频电子线路[M] 北京 高等教育出版社 2000:186-203.
[13] 白驹珩 雷晓平 单片计算机及其应用[M] 成都 电子科技大学出版社1997:74-82..
[14] 李广弟 单片机基础[M] 北京 北京航空航天大学出版社 1994:72-84.
[15] 肖汉波 一种基于DDS芯片AD9850的信号源[J] 北京 中国工程物理研究院电子工程研究所 2002,(9).
[16] 陈永泰 刘雪燕 AD9850与AT89C51在信号源中的应用[J] 武汉理工大学 2002,(8).
[17] Analog Devices Inc. CMOS 180MHz Complete DDS Synthesizer AD9851 ［M］1997:45-59.
[18] Nicholas HT The optimisation ofdirect digitalfrequency synthesizer performance in thepresence of finite word length effects［J］．Proc．42nd Annu．Frequency Cont Symp USER-ACOM，1988，（5）5：357.
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 generating module. The AD9850 controlled by Micro－Process 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 modulate 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 requirements 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; AM; FM; ASK; PSK
第一章 绪 论
1.1课题研究的意义与作用
1.2 DDS的研究现状及发展趋势
1.3 DDS的系统简介
1.3.1 DDS的基本原理
1.3.2 DDS的性能特点
第二章 单片机80C51的简介
2.1 主芯片80C51的硬件资源
2.1.1单片机的概念
2.1.2 80C51的芯片引脚
2.1.3 使用I/O口的注意事项
2.2 80C51中断系统
2.2.3 中断响应
2.3 单片机定时/计数器的使用
2.3.1与T/C有关的特殊功能寄存器
2.3.2 定时器/计数器的初始化
第三章 AD9850简介
3.1 AD9850功能概述
3.２ AD9850工作原理
3.２.1 控制字格式及写入时序
3.２.2频率输出原理
3.３ AD9850应用与设计3.３.1 AD9850的应用
3.３.2 AD9850的硬件设计
第四章 DDS信号源系统设计
4.1 方案论证与比较
4.1.1 正弦波生成方案
4.1.2 输出电压幅度控制方案
4.1.3 模拟幅度调制
4.1.4 数字PSK/ASK载波调制
4.2 单元电路设计
4.2.1 正弦波的生成
4.2.2 输出电压幅度控制
4.2.3 模拟信号的产生
4.2.4 数字PSK/ASK载波调制
4.2.5 键盘与显示控制的设计
第五章 软件设计
5.1 软件功能的实现
5.2 软件流程图
5.2.1 总设计流程图
5.2.2 外设流程图
5.2.3 AD9850流程图
总 结
参考文献
附 录
致 谢
参考文献
[1] 张肃文 陆兆熊 高频电子线路（第三版）[M] 北京 高等教育出版社 1992:102-134.
[2] 谢自美 电子线路设计•实验•测试[M] 武汉 华中理工大学出版社 1994:89-117.
[3] 周立功 夏宇闻 单片机与CPLD综合应用技术[M] 北京 北京航空航天大学出版社 2004:189-218.
[4] 童诗白 化成英 模拟电子技术基础[M] 北京 高等教育出版社 2000:271-295.
[5] 樊昌信 詹道庸 通信原理[M] 北京 国防工业出版社 1995:71-83.
[6] 李友平 直接数字频率合成器（DDS）的原理与设计[J] 电声技术 1992，（11）．
[7] 马忠梅 籍顺心 单片机的C语言应用程序设计[M] 北京 北京航空航天大学出版社
2003:102-109
[8] 靳达编 单片机应用系统开发实例导航[M] 北京 人民邮电出版社 2000:24-31.
[9] 求是科技 单片机典型模块设计实例导航[M] 北京 人民邮电出版社 2003:61-69.
[10] 李光飞 单片机课程设计实例指导[M] 北京 北京航空航天大学出版社2004:45-51.
[11] 胡汉才 单片机原理及其接口技术[M] 北京 清华大学出版社 2005:157-164.
[12] 胡宴如 高频电子线路[M] 北京 高等教育出版社 2000:186-203.
[13] 白驹珩 雷晓平 单片计算机及其应用[M] 成都 电子科技大学出版社1997:74-82..
[14] 李广弟 单片机基础[M] 北京 北京航空航天大学出版社 1994:72-84.
[15] 肖汉波 一种基于DDS芯片AD9850的信号源[J] 北京 中国工程物理研究院电子工程研究所 2002,(9).
[16] 陈永泰 刘雪燕 AD9850与AT89C51在信号源中的应用[J] 武汉理工大学 2002,(8).
[17] Analog Devices Inc. CMOS 180MHz Complete DDS Synthesizer AD9851 ［M］1997:45-59.
[18] Nicholas HT The optimisation ofdirect digitalfrequency synthesizer performance in thepresence of finite word length effects［J］．Proc．42nd Annu．Frequency Cont Symp USER-ACOM，1988，（5）5：357.
