论文总字数：21250字

摘 要

近数十年来，随着科学技术的发展创新而与时倶进，信号发生器常常被运用在测量控制领域，成为了工程实践中不可或缺的利用工具之一。

本课题在STM32单片机的基础上，利用DDS芯片设计并制作参数可调节的信号发生器。在本课题中，主要是分成以下几个模块：

1. STM32单片机模块是整个系统的核心部分，作为核心处理和运算单元对整个系统进行控制；
2. DDS芯片模块受STM32单片机控制，负责将处理器输出的信号数据转换成模拟量输出，即产生不同波形，连接示波器后可观察波形。
3. 显示触屏模块负责实时显示当前的输出波形，显示内容包括波形类型、输出频率等参数，同时可通过触屏控制改变这类参数；
4. 电源模块可根据硬件需求，给整个设计系统提供合适的电压。

本设计是全数字化结构，经测试表明能满足课题要求，且具有电路简单，体积小、集成度高等特点。

关键词：信号发生器 DDS STM32

The DDS Signal Generator with Touch Screen Based on STM32

Abstract

In recent decades, with the advance and innovation of discipline and machinery, signal generator is often used in the field of measurement and control, and becomes one of the indispensable tools in engineering practice.

On the basis of STM32 single-chip microcomputer, this paper designs and makes a signal generator with adjustable parameters by using DDS chip. In this topic, it is mainly divided into the following modules:

1. STM32 single chip module is the core of the whole system, as the core processing and operation unit to control the whole system;

2. The DDS chip module is controlled by STM32 single-chip microcomputer, which is in charge of converting the sign information output by the processor into analog output, that is, generating different waveforms. After connecting the oscilloscope, the waveforms can be observed.

3. The display touch screen module is in charge of real-time display of the current output waveform, including waveform type, output frequency and other parameters, which can be changed through touch screen control;

4. The power module can provide appropriate voltage for the whole design system according to the hardware requirements.

The design is full digital structure, which can meet the requirements of the project through testing, and has the characteristics of simple circuit, small volume, high integration.

Key words: signal generator; DDS; STM32

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景和意义 1

1.2频率合成技术发展概述 1

1.3国内外研究现状 2

1.4本设计主要工作概述 3

第二章 DDS技术 4

2.1 DDS的基本概念及特点 4

2.2 DDS的结构及工作原理 4

2.2.相位累加器 5

2.2.波形存储器 7

2.3本章小结 7

第三章 系统的总体设计 8

3.1系统设计方案 8

3.1.1核心控制模块 8

3.1.2信号产生模块 9

3.1.2显示模块 10

3.2模块选型 10

3.3本章小结 10

第四章 硬件电路设计 11

4.1总体结构框架 11

4.2 STM32最小系统 11

4.3 DDS芯片 17

4.4 TFT触屏液晶显示 20

4.5本章小结 22

第五章 系统软件设计 23

5.1软件开发环境 23

5.2软件总体设计 23

5.2.1初始化程序 24

5.2.2 TFT液晶显示器程序 25

5.2.3 AD9833程序 27

5.3本章小结 28

第六章 系统的调试与测试 29

6.1硬件功能测试 29

6.2系统软件测试 29

6.3误差分析 31

6.4本章小结 31

第七章 总结与展望 32

参考文献 33

致 谢 35

第一章 绪论

1.1 课题背景和意义

软硬件集成在一起是传统信号发生器的设计方式，但是其缺点也很明显。首先就内部硬件性能来说，基本结构并不灵活多变，容易加大系统硬件改进的困难度；其次对于软件设计的程序来说，功能部分程序不方便修改，而且兼容性差。与此同时，日新月异的计算机技术，让嵌入式技术得以发展，以至于使信号发生器与计算机相结合的情况越来越多。

与信号发生器结合的设备越完善的同时，信号发生器的电路技术也在不断改进。原本传统信号发生器合中的采用的是模拟电路技术，然而是由数字电路为主。这样做的愿意不外乎数字结构集成度高且更为简单方便。

尽管这些被应用于信号发生器的技术越来越成熟，但是人们对于信号发生器的要求也会越来越高。尤其是在这个比较智能的时代，很多人工手段都逐渐被淘汰，故而对信号发生器也变为要求自动。在这种要求下，直接频率合成技术（DDS）被普遍采用。

在现有条件下，DDS技术拥有宽频带、快速转换的特点，可实现对信号参数的参数控制^[1]。与另外的技术比较，它的高分辨率和连续的相位都是不可或缺的优点。因此，在不同的领域里，使用DDS技术提供不同功能起到更佳的效果。

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