基于ARM的DDS任意波信号发生器控制系统研究

摘要

信号源作为一种基本电子设备无论是在教学、科研还是在工程技术保障中，都有着广泛的使用。从理论到工程对信号的发生进行深入研究，不论是从教学科研角度，还是从工程技术保障服务角度出发都有着积极的意义。任意波形发生器(AWG)是随着不断进步的计算机技术和微电子技术在测量仪器中的应用而形成和发展起来的一类新型信号源。直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthsis，简称DDS)是一种新的频率合成方法，它的发明和使用是信号频率合成领域里的一次革命。随着数字集成电路和微电子技术的发展，直接数字频率合成技术日益显露出它的优越性。基于DDS技术的任意波形发生器具有输出频率稳定、准确，波形质量好和输出频率范围宽等一系列独特的优点，是任意波形发生器研究的一个重要方向。 本论文主要针对任意波信号发生器人机交互控制系统的开发进行了设计和研究。论文首先详细介绍了DDS的工作原理、基本结构及主要特点，并对当前任意波信号发生器的发展现状作了概述。根据上面的分析研究，确定了DDS任意波信号发生器人机交互控制系统的硬件和软件设计方案。 论文完成了任意波形发生器的人机交互控制系统的硬件电路设计、人机操作界面设计和ARM控制系统的软件设计，为新型DDS任意波信号发生器的人机交互系统提供了一种解决方案。硬件系统采用目前高档的32位ARM微处理器作为嵌入式主控制器，并使用了320x240高分辨率的TFT彩色液晶显示屏。软件方面构建了一个使用简单、信息详尽的任意波形发生器人机交互系统，支持中英文显示。此外开发了串口通讯接口，允许上位机通过接口控制信号发生器或下载任意波数据。 论文最后针对系统调试阶段出现的问题进行了优化，进一步提升了系统的整体性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本文选题背景

1.2国内外研究现状

1.3论文研究开展的意义

1.4论文研究的主要内容

第二章DDS技术概述

2.1 DDS的基本原理

2.2 DDS的基本结构

2.3 DDS系统的特点

2.3.1 DDS系统的优点

2.3.2 DDS系统的缺点

2.4本章小结

第三章控制系统各模块设计

3.1系统总体方案设计

3.1.1系统硬件总体方案设计

3.1.2系统软件总体方案设计

3.2处理器模块设计

3.2.1 HMS30C7202的特性

3.2.2 HMS30C7202处理器适配电路设计

3.2.3 HMS30C7202处理器初始化

3.3动态存储器设计

3.3.1 SDRAM的引脚和封装

3.3.2 SDRAM的内部结构和工作原理

3.3.3 SDRAM初始化

3.4静态存储器设计

3.4.1 FLASH的引脚和封装

3.4.2 FLASH的结构

3.4.3 FLASH的初始化

3.4.4 FLASH的操作

3.5串口通讯模块设计

3.5.1 HMS30C7202串口控制器简介

3.5.2串口通讯硬件电路设计

3.5.3串口初始化

3.5.4串口的收发操作

3.6矩阵键盘模块设计

3.6.1 HMS30C7202键盘控制器简介

3.6.2矩阵键盘电路设计

3.6.3矩阵键盘初始化

3.6.4矩阵键盘的按键响应

3.7液晶显示模块设计

3.7.1 HMS30C7202处理器LCD控制器简介

3.7.2液晶显示屏简介

3.7.3液晶显示屏接口电路设计

3.7.4液晶显示模块初始化

3.8本章小结

第四章任意波形发生器人机交互系统设计

4.1人机操作界面设计

4.1.1波形显示界面设计

4.1.2人机操作界面特点

4.2波形参数输入算法设计

4.2.1参数显示算法

4.2.2参数输入算法

4.3上位机通讯协议开发

4.3.1帧头数据结构

4.3.2帧数据结构

4.4本章小结

第五章系统性能优化

5.1代码运行速度优化

5.2参数输入算法优化

5.3本章小结

第六章总结和展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

附录

致谢

作者简介