文档介绍：毕业设计(论文)
基于单片机和 CPLD 的任意波形发生器的设计
专业年级 2003 级通信工程
学号
姓名
指导教师
评阅人
二○○七年六月
中国南京
I
摘要
在超声技术日益发展的今天,一个高质量的超声信号源成为各种超声产品的
主动力。传统模拟超声信号源的智能化控制尚不完善,只能直接产生适当频率的
电信号,用以驱动特定的超声波换能器。这对于信号源的合理利用是一个较大的
弊端。本文介绍了一种采用单片机与复杂可编程逻辑器件(CPLD)相结合的方法
设计的新型任意波形发生器(AWG)。其中波形合成采用了直接数字合成(DDS)技
术。本系统能输出频率和幅度可调的多种标准函数波以及任意波形。信号频率范
围覆盖超低频和高频,同时极大地提高了频率的分辨率和准确度,因此可以用它
代替常用的模拟超声信号源。
本系统采用单片机(AT89S52)对整机的输入、输出过程和波形数据采集进
行控制。高速的 CPLD(EPM7128S)将波形数据从存储器(AT28C256)中读出
并送给波形生成 DAC(AD7524)进行转换,形成所要的波形。并通过改变幅度
控制 DAC(DAC0832)的输入值来调节输出波形的峰值。用户通过面板上的矩
阵键盘和 1602 液晶模块进行人机交互。串行 E2PROM(AT24C02)实现了波形
数据掉电保存功能。任意波形数据既可由输入的模拟信号经 A/D 转换后获得,
也可采用具备 RS-232 接口的手写板直接输入。
本文由七章组成。第一章、第二章主要论述系统设计所必须的理论知识,讨
论了 DDS 技术的基本组成结构、工作原理和特点。第三章、第四章和第五章分
别介绍系统各模块的设计方案。第六章介绍整个系统的调试过程。第七章评价了
系统的价值和意义,总结了课题的进展,并对系统的功能拓展进行了展望。
关键字:AWG,超声波信号源,DDS,单片机,CPLD
I
Abstract
With the development of ultrasonic technology nowadays, an ultrasonic signal
source with high quality es dominating drive for all kinds of ultrasonic products.
Traditional analog ultrasonic signal source, which lacks of intellectualized control,
mostly produces proper frequency signal directly to drive fixed ultrasonic-wave
transducer. This is an abuse when the ultrasonic signal source is used. An arbitrary
waveform generator (AWG) which is designed by MCU plex Programmable
Logic Device (CPLD) is discussed in this paper. A technology named DDS is adopted
in waveform synthesis. The AWG can generate various standard function waveforms
and arbitrary waveform signals whose frequencies and amplitudes can be adjusted.
The signal obtained by this means proved to be having high frequency resolution and
accuracy in a wide range and thus can be suitable to replace that generated by analog
ultrasonic signal source.
The system uses MCU (AT89S52) to control the input and output process, as
well as the data-acquisition of waveform. High-speed CPLD (EPM7128S) reads out