基于STM32的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)論文.doc

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1、摘 要摘 要信號(hào)發(fā)生器是一種能產(chǎn)生多個(gè)函數(shù)信號(hào)的的儀器，常見的有正弦波、方波、三角波等。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，信號(hào)發(fā)生器作為各種信號(hào)源無論在實(shí)驗(yàn)室還是在設(shè)備檢測(cè)中已經(jīng)具有十分廣泛的用途。傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器大多是基于模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)制作的，這種信號(hào)源制作簡(jiǎn)單，成本低廉，但是它的缺點(diǎn)也很多，比如不便于存儲(chǔ)，頻率穩(wěn)定度差，失真度高等。DDS是以全數(shù)字技術(shù)，從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一種新的合成原理。本設(shè)計(jì)采用DDS和單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合，以STM32F103RBT6芯片及AD9834為核心設(shè)計(jì)了一種幅度、相位、頻率都可調(diào)節(jié)的信號(hào)發(fā)生器，它不僅能克服傳統(tǒng)的正弦波信號(hào)發(fā)生器的缺點(diǎn)，而且由模擬乘法器產(chǎn)

2、生調(diào)幅電路、采用數(shù)字鍵控的方法實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制PSK、ASK信號(hào)，且頻帶較寬、頻率穩(wěn)定度高，波形良好。該信號(hào)發(fā)生器具有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在跳頻技術(shù)、無線電通信技術(shù)方面具有比較廣闊的發(fā)展前景。關(guān)鍵字：信號(hào)發(fā)生器，STM32F103RBT6，DDS，AD983451AbstractABSTRACTSignal generator can generate multiple functions is a signal of the instrument, common have a sine wave, square wave, triangle wave, etc. In todays rapid de

3、velopment of electronic technology, signal generator as a variety of signal source in the laboratory or in the equipment testing has a very wide range of USES. Mostofthetraditionalsinewavesignalgeneratorisdesignedbasedonanalogelectronictechnology,thisissimpleandlowcostproductionsource,butithasmanysh

4、ortcomings,suchasitisnoteasytostore,itsfrequencystabilityispoor,highdistortionandsoon.DDSisanewsyntheticprinciplewhichbasedontheall-digitaltechnology,startingfromtheconceptofphasedirectsynthesisofwaveformsrequired.ThisdesignusesDDSandmicrocontrollertechnology,theAD9850DDSchiptothecore,designasinewav

5、esignalgenerator,whosemagnitude,phase,frequencycanberegulated.Itsnotonlycanovercomethetraditionalshortcomingsofthesinewavesignalgenerator,andtheamplitudecircuitisproducedbytheanalogmultiplier,thedigitalkeyingisusedtoachievebinaryPSK,ASKsignal,andithaswideband,highfrequencystability,wavegood.Thesigna

6、lgeneratorhasastrongermarketcompetitiveness,inthefrequencyhopping,radiocommunicationtechnologyhasrelativelybroadprospectsfordevelopment.Key words: signal generator, STM32F103RBT6, DDS, AD9834目 錄目 錄第1章引言11.1 選題背景11.2 研究目標(biāo)和意義21.3 研究思路2第2章方案論證32.1 主控制器32.2 信號(hào)發(fā)生源42.3 系統(tǒng)穩(wěn)壓模塊52.4 DDS穩(wěn)壓模塊52.5 頻率控制模塊52.6 串口

7、模塊62.7 顯示模塊6第3章硬件模塊詳解83.1 STM32F103RBT6簡(jiǎn)介83.1.1 綜述83.1.2 結(jié)構(gòu)概覽83.1.3 特性93.1.4 芯片引腳排列說明103.2 信號(hào)發(fā)生模塊123.2.1 綜述123.2.2 特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)123.2.3 芯片引腳排列及功能133.3 正弦調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生153.4 三角波調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生163.5 LCD顯示器173.5.1 綜述173.5.2 基本特征173.5.3 控制器接口信號(hào)說明18第4章硬件電路設(shè)計(jì)204.1 STM32主控電路及液晶顯示電路204.2 AD9834信號(hào)源模塊224.3 系統(tǒng)電源模塊及DDS電源234.4 控制模塊244

8、.5 串口模塊24第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試265.1 Keil軟件的介紹265.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)275.2.1 軟件流程圖285.2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理285.3 信號(hào)產(chǎn)生的程序295.4 測(cè)試儀器315.4.1 技術(shù)性能345.5 指標(biāo)測(cè)試345.5.1 正弦波指標(biāo)測(cè)試345.5.2 三角波指標(biāo)測(cè)試345.5.3 方波指標(biāo)測(cè)試345.6 測(cè)試結(jié)果35參考文獻(xiàn)38致謝39附錄40附錄一：原理圖及PCB圖40外文資料原文41譯文47第1章 引言第1章 引言1.1 選題背景信號(hào)源作為一種信號(hào)產(chǎn)生的裝置已經(jīng)越來越受到人們的重視，它可以根據(jù)用戶的要求，產(chǎn)生自己需要的波形，具有重復(fù)性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)

9、，已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的函數(shù)發(fā)生器。當(dāng)今高性能的信號(hào)源均通過頻率合成技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，隨著計(jì)算機(jī)、數(shù)字集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展，頻率合成技術(shù)有了新的突破直接數(shù)字頻率合成技術(shù)DDS(Direct Digital Synthesis)，他是將先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理理論與方法導(dǎo)入到信號(hào)合成領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，它的出現(xiàn)為進(jìn)一步提高信號(hào)的頻率穩(wěn)定度提供了新的解決方法。同時(shí)，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器也有了新的進(jìn)展，功能更加完善，性能也更加可靠，智能程度也不斷提高。本課題的目的就是依據(jù)DDS原理設(shè)計(jì)開發(fā)出一個(gè)能產(chǎn)生正弦波，且能產(chǎn)生幅度調(diào)制（AM）信號(hào)電路，產(chǎn)生模擬調(diào)制（FM）信號(hào)電路，

10、產(chǎn)生二進(jìn)制PSK，ASK信號(hào)電路1。近幾年超高速數(shù)字電路的發(fā)展以及對(duì)DDS的深入研究，DDS的最高工作頻率以及噪聲性能已接近并達(dá)到鎖相頻率合成器相當(dāng)?shù)乃?。隨著這種頻率合成技術(shù)的發(fā)展，其已廣泛應(yīng)用于通訊、導(dǎo)航、雷達(dá)、遙控遙測(cè)、電子對(duì)抗以及現(xiàn)代化的儀器儀表工業(yè)等領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，目前高超性能優(yōu)良的DDS 產(chǎn)品不斷推出，主要有Qualcomm、AD、Sciteg 和Stanford 等公司單片電路（monolithic）。Qualcomm公司推出了DDS 系列Q2220、Q2230、Q2334、Q2240、Q2368，其中Q2368 的時(shí)鐘頻率為130MHz，分辨率為0.03Hz，雜

11、散控制為-76dB，變頻時(shí)間為0.1s;美國(guó)AD 公司也相繼推出了他們的DDS 系列：AD9850、AD9851、可以實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的AD9852、兩路正交輸出的AD9854以及以DDS為核心的QPSK調(diào)制器AD9853、數(shù)字上變頻器AD9856 和AD9857。AD公司的DDS系列產(chǎn)品以其較高的性能價(jià)格比，目前取得了極為廣泛的應(yīng)用。1.2 研究目標(biāo)和意義該畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究和制作全面說明了對(duì)低頻信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)要有一個(gè)全面的了解，對(duì)低頻信號(hào)的發(fā)生原理要理解掌握，以及低頻信號(hào)發(fā)生器工作流程：博興的設(shè)定、DAC應(yīng)用、新型微處理器系統(tǒng)控制、低噪聲LDO電源、顯示模塊、鍵盤、低噪聲放大器等各模塊之間通信，各

12、部分要熟練連接調(diào)試。能夠正確了解常規(guī)芯片的使用方法，掌握簡(jiǎn)單的信號(hào)發(fā)生器應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)方法。進(jìn)一步鍛煉我們?cè)谛盘?hào)處理方面的實(shí)際動(dòng)手能力和工作能力。1.3 研究思路（1）掌握相關(guān)電子電路，微處理器基礎(chǔ)理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法；（2）熟悉信號(hào)產(chǎn)生的原理；（3）利用相應(yīng)微處理器完成信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使信號(hào)頻率可調(diào)以及相關(guān)信息顯示。第2章 方案論證第2章 方案論證根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)主要由主控制器模塊、DDS模塊、系統(tǒng)穩(wěn)壓模塊、DDS穩(wěn)壓模塊、頻率控制模塊、串口模塊和顯示模塊構(gòu)成。如圖2-1：主控制器模塊DDS模塊系統(tǒng)穩(wěn)壓模塊DDS穩(wěn)壓模塊串口模塊顯示模塊頻率控制模塊圖2-1 系統(tǒng)原理圖2.1 主控

13、制器方案一：采用通用的51單片機(jī)AT89S52作為主控制器，完成數(shù)據(jù)處理，DDS的頻率輸出控制，鍵盤的掃描及液晶顯示器的顯示控制等。由于51單片機(jī)內(nèi)部的RAM和ROM都比較小，考慮到實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)處理及液晶顯示需占用大量的ROM資源等，用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)就需外擴(kuò)RAM和ROM，實(shí)現(xiàn)起來比較麻煩。而且本系統(tǒng)需要用A/D轉(zhuǎn)換器采樣調(diào)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號(hào)的輸出，使用51單片機(jī)就需外擴(kuò)一片A/D轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)也比較麻煩。而且基于整個(gè)系統(tǒng)的速度要求，51單片機(jī)也不能滿足要求。方案二：采用意法半導(dǎo)體公司的32位微處理器STM32F103RBT6作為主控制器。由于STM32F103RBT6內(nèi)置有

14、20K的SRAM和128K字的內(nèi)存FLASH，能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理及液晶顯示所需數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求CPU時(shí)鐘頻率高達(dá)72MHz，能滿足速度要求；集成有12位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，可以滿足系統(tǒng)采樣調(diào)制信號(hào)的要求；一片STM32F103RBT6就可以完成整個(gè)系統(tǒng)的主要功能，基本不需要擴(kuò)展其他器件，不僅體積小而且可靠性高。采用C語言編程，簡(jiǎn)單方便，使開發(fā)更加容易，整個(gè)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。方案二：采用凌陽公司的16位單片機(jī)SPCE061A作為主控制器。由于SPCE061A內(nèi)置有2K字的SRAM和32K字的內(nèi)存FLASH，能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理及液晶顯示所需數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求CPU時(shí)鐘頻率高達(dá)49.152MHz，不能能

15、滿足速度要求；集成有7通道10位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，可以滿足系統(tǒng)采樣調(diào)制信號(hào)的要求；一片凌陽SPCE061A單片機(jī)就可以完成整個(gè)系統(tǒng)的主要功能，基本不需要擴(kuò)展其他器件，不僅體積小而且可靠性高。而且凌陽單片機(jī)具有C語言風(fēng)格的匯編語言，有與標(biāo)準(zhǔn)C兼容的C語言，C語言函數(shù)可以與匯編函數(shù)互相調(diào)用，使其開發(fā)更加容易，但是由于處理速度不高，因此不能滿足要求綜上所述，本系統(tǒng)采用方案二，利用STM32F103RBT6作為主控芯片。2.2 信號(hào)發(fā)生源方案一：采用反饋型LC振蕩原理，選擇合適的電容、電感就能產(chǎn)生相應(yīng)的正弦信號(hào)。此方案器件比較簡(jiǎn)單，但是難以達(dá)到高精度的程控調(diào)節(jié)，而且穩(wěn)定度不高，故不采用。 方案二：

16、采用DDS技術(shù)的基本原理。DDS技術(shù)是基于 Nyquist采樣定理，將模擬信號(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)量化后存入存儲(chǔ)器中（查找表），通過CPLD或者FPGA進(jìn)行尋址查表輸出波形的數(shù)據(jù)，再經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換濾波即可恢復(fù)原波形。根據(jù) Nyquist 采樣定理知，要使信號(hào)能夠恢復(fù)，必須滿足采樣頻率大于被采樣信號(hào)最高頻率的2倍，否則將產(chǎn)生混疊，經(jīng)D/A 不能恢復(fù)原信號(hào)。此方案產(chǎn)生的波形比較穩(wěn)定，在高頻輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真，而且電路比較復(fù)雜，故不采用。方案三：直接采用DDS集成芯片。AD9834是AD公司生產(chǎn)的DDS芯片，帶并行和串行加載方式，AD9834 內(nèi)含可編程DDS系統(tǒng)和高速比較器,能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成。

17、 由于DDS集成芯片能達(dá)到要求，而且節(jié)省硬件電路，程控調(diào)節(jié)能夠方便實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用方案三，作為1K35MHz信號(hào)發(fā)生源。2.3 系統(tǒng)穩(wěn)壓模塊該MIC5219是具有高的高效線性電壓調(diào)節(jié)器峰值輸出電流能力，非常低的壓差電壓，不到1 的輸出電壓精度更好。差一般為10mV ，在輕載和小于500mV的滿負(fù)荷。該MIC5219的目的是提供一個(gè)峰值輸出電流為啟動(dòng)條件，其中高浪涌電流要求。它具有一個(gè)500mA峰值輸出評(píng)級(jí)。連續(xù)輸出電流只由封裝和布局的限制。該MIC5219可以啟用或由CMOS或關(guān)閉TTL兼容的信號(hào)。禁用時(shí)，功耗降至近于零。差的接地電流被最小化，以有助于延長(zhǎng)電池壽命。其他主要功能包括的反相電池保

18、護(hù)，電流限制，過溫關(guān)斷，并用一個(gè)超低噪聲的選擇的低噪聲性能。由于STM32F103是一款低功耗芯片，并且只具有少量外設(shè)，故采用體積十分小巧的MIC5219穩(wěn)壓芯片。2.4 DDS穩(wěn)壓模塊采用AM1117線性穩(wěn)壓芯片，AMS1117的片上微調(diào)把基準(zhǔn)電壓調(diào)整到1%的誤差以內(nèi)，而且電流限制也得到了調(diào)整，以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力使DDS芯片工作電壓平穩(wěn)，減少對(duì)信號(hào)源造成的雜波干擾。2.5 頻率控制模塊方案一：使用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻。變?nèi)荻O管是根據(jù)PN結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓改變而變化的原理設(shè)計(jì)的一種二極管。加反向偏壓時(shí)，變?nèi)荻O管呈現(xiàn)一個(gè)較大的結(jié)電容。變?nèi)荻O管要并接在產(chǎn)生中心頻率振

19、蕩的選頻網(wǎng)絡(luò)的兩端，并加上調(diào)制信號(hào)，使中心頻率隨調(diào)制信號(hào)的幅值的改變而改變，從而達(dá)到調(diào)頻作用。但是本方案會(huì)使電路產(chǎn)生的頻偏不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生中心頻率偏移。 方案二：采用鎖相環(huán)進(jìn)行調(diào)制，采用鎖相環(huán)路調(diào)頻，能夠達(dá)到中心頻率高度穩(wěn)定的調(diào)頻信號(hào)。由于鎖相環(huán)能跟蹤并鎖定中心頻率。從而使中心頻率有足夠高的穩(wěn)定度。而調(diào)制信號(hào)就加在VCO（壓控振蕩器）的輸入端，從而使中心頻率隨調(diào)制信號(hào)的幅值的改變而改變。本方案比較直觀，而且中心頻率和頻偏都比較準(zhǔn)確，但是電路復(fù)雜，故不采用。方案三：STM32F103RBT6內(nèi)部集成有12位ADC?？上葘⒄{(diào)制信號(hào)離散化，當(dāng)采集完一個(gè)周期（1ms）的數(shù)據(jù)后，計(jì)算出每相鄰兩個(gè)抽樣點(diǎn)的

20、偏移量，這樣就可以根據(jù)偏移量控制改變DDS的輸出頻率，從而達(dá)到調(diào)頻效果，而且硬件只需要使用彈性按鍵。綜上所述，本次設(shè)計(jì)采用方案三。2.6 串口模塊方案一：使用CH340串口芯片。CH340是一個(gè)USB總線的轉(zhuǎn)接芯片，實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口、USB轉(zhuǎn)IrDA紅外或者USB轉(zhuǎn)打印口。在串口方式下，CH340提供常用的MODEM聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于為計(jì)算機(jī)擴(kuò)展異步串口，或者將普通的串口設(shè)備直接升級(jí)到USB總線。CH340是一款十分優(yōu)秀的TTL電平轉(zhuǎn)換芯片，可以將USB直接轉(zhuǎn)換為TTL電平與主控制器UART進(jìn)行通信。但是因?yàn)殡娐份^為復(fù)雜，顧不采用。方案二：使用CP2102串口芯片。CP2102其集成度高，內(nèi)置US

21、B2.0全速功能控制器、USB收發(fā)器、晶體振蕩器、EEPROM及異步串行數(shù)據(jù)總線（UART），支持調(diào)制解調(diào)器全功能信號(hào)，無需任何外部的USB器件。CP2102與其他USB-UART轉(zhuǎn)接電路的工作原理類似，通過驅(qū)動(dòng)程序?qū)C的USB口虛擬成COM口以達(dá)到擴(kuò)展的目的。CP2102是一款高度集成的電平轉(zhuǎn)換芯片，性能十分優(yōu)秀，整體電路十分簡(jiǎn)單、整潔。綜上所述，采用方案二CP2102作為串口模塊芯片。2.7 顯示模塊方案一：采用LCD1602顯示屏。工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5

22、X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。但不能顯示中文，因此不能直觀的表現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)。方案二：采用LCD12864顯示屏。帶中文字庫的LCD12864 是一種具有4 位/8 位

23、并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16 點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84行1616 點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。底層驅(qū)動(dòng)代碼簡(jiǎn)單易操作。十分符合系統(tǒng)要求。方案三：采用LED數(shù)碼管顯示。led數(shù)碼管（LED Segment Displays）由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。數(shù)碼管實(shí)際上是

24、由七個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示?？煞旁赑CB電路板上按紅綠藍(lán)順序呈直線排列，以專用驅(qū)動(dòng)芯片控制，構(gòu)成變化無窮的色彩和圖形。外殼采用阻燃PC塑料制作，強(qiáng)度高，抗沖擊，抗老化，防紫外線，防塵，防潮。LED護(hù)欄管具有功耗小，無熱量，耐沖擊，長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，配合控制器，即可實(shí)現(xiàn)流水，漸變，跳變，追逐等效果。但因?yàn)轱@示內(nèi)容不多，顧不采用。綜上所述，采用方案二采用LCD12864作為顯示模塊。第3章 硬件模塊詳解第3章 硬件模塊詳解3.1 STM32F103RBT6簡(jiǎn)介3.1.1 綜述STM32F103RBT6是ST公司基于ARM最新

25、Cortex-M3架構(gòu)內(nèi)核的32位處理其產(chǎn)品，內(nèi)置128KB的FLASH、20K的RAM、12位AD、4個(gè)16位定時(shí)器和3路UART通信口等多種資源，時(shí)鐘頻率最高可達(dá)72MHz。3.1.2 結(jié)構(gòu)概覽圖3-1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.1.3 特性STM32F103RBT6 封裝：LQFP64內(nèi)核：ARM32 位Cortex-M3 CPU,72MHz，90 DMIPS1.25 DMIPS MH,單周期乘法和硬件除法, 通用增強(qiáng)型,內(nèi)嵌中斷控制器有43 個(gè)可屏蔽中斷通道,采用尾鏈(tail chaining)技術(shù)的中斷處理（降至6 個(gè)CPU 周期）。STM32F103RBT6 內(nèi)置128KB 的Flash，最

26、多內(nèi)嵌20KB 的SRAM，以CPU 時(shí)鐘速度訪問（讀/寫），0 等待狀態(tài)時(shí)鐘，復(fù)位(RESET)，電源管理：-2.03.6 伏供電和I / O-POR, PDR,可編程電壓監(jiān)測(cè)器（PVD）-416 MHz 石英振蕩器-內(nèi)置8 MHz 廠家校準(zhǔn)RC-內(nèi)置32 kHz RC-為RTC 專用的32kHz 振蕩器及校準(zhǔn)STM32F103RBT6 具有低功耗：-睡眠，終止，待機(jī)三種模式-VBAT 為RTC 和備份寄存器供電2 x 12-bit, 1 s 數(shù)模轉(zhuǎn)換器(16 通道)-轉(zhuǎn)換范圍2.0 至3.6 伏-雙采樣保持功能-與先進(jìn)的控制定時(shí)器同步-溫度傳感器DMA:-7 通道DMA 控制器-支持的外設(shè)

27、，定時(shí)器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，SPI 接口，i2c 接口，USART 接口DEBUG 模式-串行線debug（SWD）和JTAG 接口STM32F103RBT6 有80 個(gè)快速I/O 端口- 32/49/80 5 V-tolerant I/Os-不可中斷的讀/修改/寫操作- 16 個(gè)外部中斷向量全可映射7 個(gè)定時(shí)器-三個(gè)16 位定時(shí)器，每個(gè)有4 個(gè)IC / OC/ PWM 或脈沖計(jì)數(shù)器-6 通道16 位先進(jìn)控制定時(shí)器：多達(dá)6 個(gè)PWM 輸出死區(qū)時(shí)間生成和急停-2 個(gè)16 位監(jiān)視定時(shí)器(Independent and Window)- SysTick 定時(shí)器：24 位遞減計(jì)數(shù)器STM32F103RBT6

28、 多達(dá)9 個(gè)通信接口-多達(dá)2 個(gè)I C 接口（支持SMBus / PMBus）-多達(dá)3 個(gè)USART（ISO7816 接口，LIN，紅外線功能，調(diào)制解調(diào)器控制）- 2 個(gè)SPI 接口（18 Mbit/s）3.1.4 芯片引腳排列說明STM32F103RBT6有64個(gè)引腳，采用LQFP64封裝形式；排列如下圖3-2、圖3-3：圖3-2 芯片原理圖圖3-3 芯片封裝圖3.2 信號(hào)發(fā)生模塊信號(hào)發(fā)生模塊主要部分是AD9834。3.2.1 綜述AD9834是一款75 MHz、低功耗DDS器件，能夠產(chǎn)生高性能正弦波和三角波輸出。其片內(nèi)還集成一個(gè)比較器，支持產(chǎn)生方波以用于時(shí)鐘發(fā)生。當(dāng)供電電壓為3 V時(shí)，其功

29、耗僅為20 mW，非常適合對(duì)功耗敏感的應(yīng)用。AD9834提供相位調(diào)制和頻率調(diào)制功能。頻率寄存器為28位；時(shí)鐘速率為75 MHz，可以實(shí)現(xiàn)0.28 Hz的分辨率。同樣，時(shí)鐘速率為1 MHz時(shí)，AD9834可以實(shí)現(xiàn)0.004 Hz的分辨率。影響頻率和相位調(diào)制的方法是通過串行接口加載寄存器，然后通過軟件或FSELECT/PSELECT引腳切換寄存器。AD9834通過一個(gè)三線式串行接口寫入數(shù)據(jù)。該串行接口能夠以最高40 MHz的時(shí)鐘速率工作，并且與DSP和微控制器標(biāo)準(zhǔn)兼容。該器件采用2.3 V至5.5 V電源供電。模擬和數(shù)字部分彼此獨(dú)立，可以采用不同的電源供電；例如，AVDD可以是5 V，而DVDD可

30、以是3 V。AD9834具有掉電引腳(SLEEP)，支持從外部控制掉電模式。器件中不用的部分可以掉電，以將功耗降至最低。例如，在產(chǎn)生時(shí)鐘輸出時(shí)，可以關(guān)斷DAC。3.2.2 特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)窄帶SFDR 72 dB電源電壓范圍：2.3 V至5.5 V 電源供電輸出頻率最高達(dá)37.5 MHz正弦波輸出/三角波輸出片上集成比較器式SPI接口擴(kuò)展溫度范圍：40C至+105C掉電選項(xiàng)功耗：20 mW（3 V時(shí)）20引腳TSSOP3.2.3 芯片引腳排列及功能FS ADJUST（1腳）：全面調(diào)控。在此腳與AGND有個(gè)電阻RSET。這決定整個(gè)DA轉(zhuǎn)換的電流的幅度。電流和RSET的關(guān)系IOUTFULLSCALE=1

31、8*FSADJUST/RSET。FSADJUST=1.15V(額定),REST=6.8 K(典型值)。REFOUT（2腳）：輸出參考電壓。芯片內(nèi)已有一個(gè)1.2V的電壓參考值。COMP（3腳）：DA轉(zhuǎn)換偏壓。用來耦合偏置電壓。AVDD（4腳）：模擬部分正極電源。范圍2.3V5.5V，在AVDD和AGND之間應(yīng)加一個(gè)0.1uF的去耦電容。DVDD（5腳）：數(shù)字部分正極電源。CAP/2.5V（6腳）：數(shù)字電路運(yùn)行在2.5V下。此電源產(chǎn)生于DVDD，用的是板上調(diào)節(jié)器。這個(gè)調(diào)節(jié)器需要一個(gè)100nF的去耦電容，接在此腳和DGND間，如果DVDD14); if(freq_number = FREQ_0) F

32、REQREG_LSB_14BIT &= (1U15); FREQREG_LSB_14BIT |= 114; FREQREG_MSB_14BIT &= (1U15); FREQREG_MSB_14BIT |= 114; else FREQREG_LSB_14BIT &= (114); FREQREG_LSB_14BIT |= 1U15; FREQREG_MSB_14BIT &= (114); FREQREG_MSB_14BIT |= 1U15; AD9834_Write_16Bits(FREQREG_LSB_14BIT); AD9834_Write_16Bits(FREQREG_MSB_14BI

33、T); 5.4 測(cè)試儀器采用RIGOL DS1052E型50M雙通道數(shù)字示波器。DS1052E型示波器以優(yōu)異的技術(shù)指標(biāo)及眾多功能特性的完美結(jié)合，向用戶提供了簡(jiǎn)單而功能明晰的前面板，以進(jìn)行所有的基本操作。各通道的標(biāo)度和位置旋鈕提供了直觀的操作，完全符合傳統(tǒng)儀器的使用習(xí)慣，用戶不必花大量的時(shí)間去學(xué)習(xí)和熟悉示波器的操作，即可熟練使用。為加速調(diào)整，便于測(cè)量，用戶可直接按AUTO鍵，立即獲得適合的波形顯現(xiàn)和檔位設(shè)置。除易于使用之外，示波器還具有更快完成測(cè)量任務(wù)所需要的高性能指標(biāo)和強(qiáng)大功能。通過1GSa/s的實(shí)時(shí)采樣和25GSa/s的等效采樣，可在示波器上觀察更快的信號(hào)。強(qiáng)大的觸發(fā)和分析能力使其易于捕獲和

34、分析波形。清晰的液晶顯示和數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，便于用戶更快更清晰地觀察和分析信號(hào)問題。DS1052E示波器向用戶提供簡(jiǎn)單而功能明晰的前面板，以進(jìn)行基本的操作。面板上包括旋鈕和功能按鍵。顯示屏右側(cè)的一列5個(gè)灰色按鍵為菜單操作鍵（自上而下定義為1號(hào)至5號(hào)）。通過它們，可以設(shè)置當(dāng)前菜單的不同選項(xiàng)；其它按鍵為功能鍵，通過它們，可以進(jìn)入不同的功能菜單或直接獲得特定的功能應(yīng)用。如圖5-2：圖5-2 前面板控制及功能值得注意的是，MENU功能鍵的標(biāo)識(shí)用一方框包圍的文字表示，如，代表前面板上的標(biāo)注Measuee文字的透明功能鍵。標(biāo)識(shí)為的多功能旋鈕，用表示。兩個(gè)標(biāo)識(shí)為POSITION的旋鈕，用表示。兩個(gè)標(biāo)識(shí)為SCALE的旋鈕，用表示。標(biāo)識(shí)為L(zhǎng)EVEL的旋鈕，用表示。菜單操作鍵的標(biāo)識(shí)用帶陰影的文字表示，如波形存儲(chǔ)，表示存儲(chǔ)菜單中的存儲(chǔ)波形選項(xiàng)。圖5-3 顯示界面說明（僅模擬通道打開）圖5-4 顯示界面說明（模擬和數(shù)字通道同時(shí)打開）5.4.1 技術(shù)性能雙模擬通道，每通道帶寬：50MHz。高清晰彩色液晶顯示系統(tǒng)：320234分辨率。支持即插即用閃存式USB存儲(chǔ)設(shè)備以及USB接口打印機(jī)，并可通