函数发生器。方案、说明

功能 DDS 发生器。无线电电子电气工程百科全书

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这种DDS信号函数发生器（2.0版）组装在AVR微控制器上，具有良好的功能，具有幅度控制，并且还组装在单面印刷电路板上。

功能 DDS 生成器。 DDS发生器外观

这个生成器基于算法 Jesper DDS 生成器, 该程序已升级为带有汇编代码插入的 AVR-GCC C。发生器有两个输出信号：第一个是 DDS 信号，第二个是高速（1..8 MHz）“矩形”输出，可用于恢复带有错误保险丝的 MK 和其他用途。

高速信号 HS（高速）直接取自 Atmega16 OC1A (PD5) 微控制器。

DDS 信号是通过电阻 R2R 矩阵和 LM358N 芯片从 MK 的其他输出生成的，它允许您调整信号的幅度 (Amplitude) 和偏移 (Offset)。偏移量和幅度可通过两个电位器进行调节。偏移量可在 +5V..-5V 范围内调整，幅度为 0...10V。 DDS 信号的频率可以在 0 到 65534 Hz 之间进行调整，这对于测试音频电路和其他业余无线电任务来说绰绰有余。

DDS 生成器 V2.0 的主要特点

- 具有普通且廉价无线电元件的简单电路；
- 单面印刷电路板；
- 内置电源；
- 高达 8 MHz 的独立高速输出 (HS)；
- 具有可变幅度和偏移的 DDS 信号；
- DDS 信号：正弦、矩形、锯齿和倒锯齿、三角形、心电信号和噪声信号；
- 2×16液晶屏；
- 直观的 5 键键盘；
- 频率调整步骤：1、10、100、1000、10000 Hz；
- 记忆上电后的最后状态。

下面的框图显示了函数发生器的逻辑结构：

功能 DDS 生成器。函数发生器的逻辑结构

如您所见，该设备需要多个电源电压：+5V、-12V、+12V。 +12V 和 -12V 电压用于控制信号幅度和偏移。电源设计使用一个变压器和几个稳压芯片：

（点击放大）

电源组装在单独的板上：

功能 DDS 生成器。 DDS发生器电源

如果您不想自己组装电源，那么您可以使用计算机上的常规 ATX 电源，那里已经存在所有必要的电压。 ATX 连接器引出线.

液晶屏

所有动作都通过液晶屏显示。发电机由五个按键控制

功能 DDS 生成器。液晶菜单

上/下键用于在菜单中移动，左/右键用于改变频率值。当按下中央键时，所选信号的生成开始。再次按下该键停止发电机。

发电机菜单系统：

功能 DDS 生成器。发电机菜单系统

提供了一个单独的值来设置频率变化步长。如果您需要在很宽的范围内更改频率，这很方便。

噪声发生器没有任何设置。为此，使用了通常的 rand() 函数，连续馈送到 DDS 生成器的输出。

高速 HS 输出有 4 种频率模式：1、2、4 和 8 MHz。

示意图

函数发生器电路很简单，并且包含易于访问的元素：
- 微控制器 AVR Atmega16，带有 16 MHz 的外部石英；
- 标准HD44780型液晶屏2×16；
- 来自传统电阻的 R2R 矩阵 DAC；
- 运算放大器LM358N（国产模拟KR1040UD1）；
- 两个电位器；
- 五把钥匙；
- 几个插座。

（点击放大）

工资

功能 DDS 生成器。发电机板

函数发生器组装在塑料盒中

功能 DDS 生成器。组装发电机

测试运行

功能 DDS 生成器。测试运行

Программноеобеспечение

正如我上面所说，在我的程序的核心，我使用了算法 Jesper DDS 生成器. 我添加了几行汇编代码来实现停止生成。该算法现在包含 10 个 CPU 周期而不是 9 个。

无效静态内联 Signal_OUT(const uint8_t *signal, uint8_t ad2, uint8_t ad1, uint8_t ad0){
asm volatile("eor r18, r18 ;r18<-0″ "\n\t"
"eor r19, r19 ;r19<-0" "\n\t"
"1:" "\n\t"
"添加 r18, %0 ;1 个循环" "\n\t"
"adc r19, %1 ;1 循环" "\n\t"
"adc %A3, %2 ;1cycle" "\n\t"
"lpm ;3 个周期" "\n\t"
"out %4, __tmp_reg__ ;1 个周期" "\n\t"
"sbis %5, 2 ;1 循环如果没有跳过" "\n\t"
"rjmp 1b ;2 个周期。总共 10 个周期" "\n\t"
:
:"r" (ad0),"r" (ad1),"r" (ad2),"e" (信号),"I" (_SFR_IO_ADDR(PORTA)), "I" (_SFR_IO_ADDR(SPCR))
：“r18”，“r19”
);}

DDS 信号形式表位于 MK 的闪存中，其地址以 0xXX00 开头。这些部分在 makefile 中定义，在它们各自的内存位置中：

#定义存储信号表的部分
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection1=0x3A00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection2=0x3B00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection3=0x3C00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection4=0x3D00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection5=0x3E00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection6=0x3F00

LCD 库可以在 winavr.scienceprog.com 上找到。

我不想详细描述程序代码。源代码有很好的注释（尽管是英文的），如果您对此有任何疑问，您可以随时使用我们的 MK 论坛，forum.cxem.net。

测试

我用示波器和频率计数器测试了发生器。所有信号都在整个频率范围 (1...65535 Hz) 内生成良好。幅度和偏移控制工作正常。

（点击放大）

在生成器的下一个版本中，我想实现一个上升的正弦信号。

最新软件版本（WinAVR20071221）、源代码、EagleCAD和Proteus文件均可 скачатьздесь.

作者：科尔蒂科夫 A.V.；出版：cxem.net

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