虚拟函数信号发生器与数字信号处理器的研制

摘要

虚拟仪器技术在现代科学技术、工业生产和国防等诸多领域中的应用十分广泛。虚拟仪器的出现使测试仪器与计算机之间的界限消失，开创了测试仪器的新时代。虚拟仪器技术将高速发展的计算机技术、电子技术、通信技术和测试技术结合起来，开创了个人计算机仪器时代，是测试仪器工业发展的一个里程碑。基于LabWindows/CVI虚拟仪器可以广泛的应用于在通信、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、工业生产等领域。 本文仅就基于LabWindows/CVI虚拟函数信号发生器与数字信号处理器进行研究，提出基于C8051F020+DDS的虚拟函数信号发生器的软硬件结构，给出了基于C8051F020的数据采集卡的设计，并提出了基于 TCP/IP协议的网络测控和信号处理。虚拟函数信号发生器利用LabWindows/CVI提供的软件平台以及强大的函数库，通过简单的单片机MCU+DDS就可以产生频带宽，精度高，幅值、相位和频率连续可调的波形，借助PC机的网络传输功能可实现网络控制和信号处理。基于LabWindows/CVI的虚拟信号采集卡利用C8051F020微处理器内置的A/D通道及I/O端口完成模拟信号采集，放大处理和数据传输任务，对信号的处理和显示可由PC机来完成或由MCU完成，并可以由网络控制，减少硬件的开支，易于实现自动测控。最后，在对本系统进行全面测试，结果表明本方案可行，具有较大的通用性。

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引言

第一章LabWindows/CVI开发环境介绍

1.1 LabWindows/CVI的特点

1.2 LabWindows/CVI的应用范围

1.3基于LabWindows/CVI的虚拟仪器构成

1.3.1仪器硬件平台

1.3.2虚拟仪器应用软件

1.4虚拟仪器的内部功能

1.5 LabWindows/CVI的运行环境

1.6虚拟仪器及测控技术

1.6.1虚拟仪器的发展

1.6.2虚拟仪器技术应用

1.6.3仪器与自动测试技术的展望

第二章直接数字频率合成技术DDS

2.1 DDS介绍

2.2 DDS的工作原理

2.3 DDS性能特点

2.3.1 DDS优点

2.3.2 DDS局限性

2.4 DDS芯片介绍

第三章虚拟函数信号发生器与数字信号处理器的硬件设计

3.1增强型单片机C8050F020

3.1.1 C8050F020性能特点

3.1.2电源电路

3.1.3时钟电路

3.1.4复位电路

3.1.5 JTAG电路

3.1.6 A/D转换电路

3.1.7 D/D转换电路

3.1.8 UART电路

3.1.9 C8051F020最小系统

3.2系统软硬件电路设计与分析

3.2.1 C8050F020与上位机的通信

3.2.2数据存储电路

3.2.3 LED信号显示电路

3.2.4数据采集电路

3.2.5 DDS信号产生电路

第四章虚拟函数信号发生器与数字信号处理器的软件设计

4.1服务器端软件界面设计

4.2基于TCP/IP协议的收发数据软件设计

4.3函数信号发生器软件设计

4.4数据采集软件设计

4.5数据处理软件设计

4.6串口数据收发软件设计

第五章系统测试结果分析

5.1测试环境和方法

5.2测试结果

结论

参考文献

后记