摘要：信号发生器又称波形发生器，是一种被广泛地应用于无线电通信、自动测量和自动控制等系统中的信号源。在电子技术飞速发展的今天，信号发生器在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。传统的信号发生器绝大部分是基于模拟电子技术设计制作的，借助电阻、电容、电感、谐振腔、同轴线作为振荡回路产生正弦或其它函数波形，由机械驱动可变元件完成频率的调节。用于低频信号输出时，需要很大的RC值，电路结构复杂，体积和功耗都很大，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形。

随着计算机和数字集成电路技术的发展，当今高性能的信号源均通过频率合成技术来实现，频率合成技术有了新的突破——直接数字频率合成技术DDS(Direct Digital Synthesis)。它将先进的数字信号处理理论与方法导入到信号合成领域，为进一步提高信号的频率稳定度提供了新的解决方法。同时，随着微电子技术的迅速发展，尤其是单片机技术的发展，信号发生器有了新的进展，功能更加完善，性能也更加可靠，智能程度也不断提高。本课题就是基于DDS原理设计一种能产生正弦波等多种可调频率波形的多功能信号发生器，改进后能进行幅度调制，相位调节。本设计采用DDS设计方法和单片机技术相结合，以STM32F103ZET6芯片为核心设计一种频率可调的多功能信号发生器。

关键词：信号发生器， DDS， 单片机

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 前言-1

1.1 选题背景-1

1.2 课题研究现状及发展趋势-1

1.3 研究意义和价值-1

1.4 研究思路-2

第二章 课题设计内容及方案设计-3

2.1课题设计要求-3

2.2 课题研究方法-3

2.3 课题设计流程及思路-3

2.4 方案选择-3

2.4.1 预定方案-4

2.4.2 微处理器选择-4

2.4.3 频率控制方案-4

2.4.4 显示模块驱动方案-5

2.4.5 最终方案-5

2.5 方案可行性论证-5

2.6 信号发生器的实现-5

2.6.1 几种常见周期信号的傅里叶分析-5

2.6.2 波形数据的产生-7

2.6.3 波形发生原理及信号产生-9

2.6.4 周期/频率可调的实现方法-9

第三章 系统总体框图及各部分主要工作原理-11

3.1 系统总体框图-11

3.2 MCU各部分工作原理-11

3.2.1 GPIO模块-11

3.2.2 数模转换DAC模块-11

3.2.3 模数转换ADC模块-12

3.2.4 EXTI外部中断模块-13

3.2.5 TIMx 定时器模块-13

3.2.6 FSMC模块-14

3.2.7 DMA模块-14

3.3 TFTLCD显示模块-15

3.4 按键控制模块-16

3.4.1 按键的识别-16

3.4.2 消除按键的抖动-16

第四章 硬件电路设计-17

4.1 元器件选型-17

4.2 STM32主控模块电路-17

4.3 系统电源、复位模块-17

4.4 液晶显示模块电路-19

4.5 按键控制模块电路-20

4.6 程序下载模块电路-21

第五章 系统软件设计-23

5.1 Keil编程软件介绍-23

5.2软件设计-23

5.3 信号产生的程序-24

5.4 信号波形频率计算-25

5.5 TFTLCD模块驱动程序-25

第六章 系统调试及功能测试-28

6.1 系统调试-28

6.2 系统功能测试-29

6.2.1 测试仪器技术性能-29

6.2.2 波形指标测试-30

6.2.3 测试结果-36

第七章 总结与展望-38

7.1 设计总结-38

7.2改进方向与展望-39

参考文献-40

致谢-42