摘 要

信号发生器能够产生各种不同的信号，在当代许多领域有着不可或缺的作用。DDS是目前世界上综合性能最好的频率合成设备。数模转换器是一种可以将数字量转化成模拟量的设备。本毕业设计利用STM32F103RBT6单片机、DDS和数模转换器制作一款可以改变频率且可以选择波形输出的信号发生器。整体的设计包含信号发生模块、处理器模块、显示模块、数模转换模块，以STM32F103RBT6为处理器，将AD9834产生的波形信号通过D/A转换器转化为模拟信号，再用示波器进行测试产生的波形；在此基础上还需要进行硬件电路设计、软件程序编程。软件部分通过Altium Designer软件设计STM332F103RBT6芯片电路、D/A转换电路等，并利用Keil MDK进行软件编程，设计STM32程序。通过以上一系列的工作，最终完成一个完整的信号发生器。

关键字：信号发生器 STM32F103RBT6 DDS 数模转换器

Using STM32 MCU to make signal generator

ABSTRACT

Signal generators are capable of producing a variety of different signals and are indispensable in many contemporary fields.DDS is the best frequency synthesizer in the world. A digital-to-analog converter is a device that converts digital quantities into analog quantities. This graduation project uses the STM32F103RBT6 microcontroller, DDS and digital-to-analog converter to create a signal generator that can change the frequency and select the waveform output. The overall design includes a signal generation module, a processor module, a display module, and a digital-to-analog conversion module. The STM32F103RBT6 is used as a processor, and the waveform signal generated by the AD9834 is converted into an analog signal by a D/A converter, and then the test is performed by using an oscilloscope. On this basis, hardware circuit design and software program programming are also required. The software part designs the STM332F103RBT6 chip circuit, D/A conversion circuit, etc.For the software part,STM332F103RBT6 chip circuit and D/A conversion circuit are designed by Altium Designer, and the microcontroller chip program is designed by Keil MDK. After the above series of work, a complete signal generator is finally completed.

KEYWORDS:Signal generator; STM32F103RBT6; DDS; Digital to analog converter

目 录

摘要 I

ABSTRACT ii

第1章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 研究目的和意义 1

1.3 研究思路 2

第二章 方案论证 3

2.1、主控制器 3

2.2、信号发生源 3

2.3、显示模块 4

2.4、频率控制 4

第三章 硬件设备介绍 5

3.1 STM32F103RBT6 5

3.1.1 结构概览 5

3.1.2 特征 5

3.1.3芯片引脚 6

3.2信号发生模块 7

3.2.1 AD9834特性 7

3.2.2 芯片引脚排列以及其功能 7

3.3 D/A转换模块 9

3.3.1 特性 9

3.3.2 功能图 10

3.4 显示模块 10

第四章 硬件电路设计 11

4.1 单片机芯片电路 11

4.2 液晶显示电路 11

4.3 LED电路 12

4.4 D/A转换电路 13

第五章 软件设计及调试 14

5.1 Keil软件介绍 14

5.2 系统软件设计 14

5.3 STM32F103RBT6主程序 15

5.4 定时器模块程序 18

5.5 SPI驱动程序 19

5.6 独立按键驱动模块程序 20

5.7 测试仪器 21

5.8 指标测试 21

5.9 测试结果 22

第六章 总结 25

参考文献 26

致谢 28

第1章 绪论

1.1 选题背景

信号发生器顾名思义就是一种产生信号的设备，可以产生各式各样的波形以满足不同的需求。同时还具备重复性好，实时性强等优点^[1]。直接数字式频率合成器，简称DDS。DDS不仅成本低，功耗低，而且分辨率高和转换时间快^[2]。本课题就是利用STM32单片机、DDS和D/A转换器制作出能产生三种频率可调的波形的信号发生器。

1971年，美国学者提出全数字技术，可是由于在那个年代科学技术有限，DDS并未得到重视。经过了几十年的研究与发展，数字频率合成技术有了质的飞跃。目前信号发生器的引导趋势主要在日本横河安捷伦、美国泰克和国外几个主要的设备公司。

安捷伦33250型生产函数/任意波形发生器能产生稳定、准确、低失真的任意波形。美国福禄克FLUKE—25模型的信号发生器可以产生高质量的波形和频率，可以得到低失真的正弦波和三角波；美国泰克dtg5000的采样率达到3.35Gb/s。

在国内也有一些不错的产品，国产SG1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分辨率、高精度且可靠的各种波形；国产S1000型数字合成扫频信号发生器可以形成高精度、宽频带的扫频源^[3]。

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