第1页共42页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共42页低成本双路正弦波发生器（D题）摘要本作品基于DDS工作原理，利用CPLD编程实现NCO功能，进而实现题目中要求产生正弦波，每路信号的频率、幅度及两路信号的相位差均可程控设置。以P89V51RD2芯片为本设计的控制核心，通过单片机与CPLD的连接实现对波形的频率、幅度及相位差的程控可调，并且可实现取消微处理器单元，控制逻辑单元也能实现独立设置特定参数信号功能。参数设定与相关信息通过液晶屏显示。关键字：DDS原理，微处理器，可编程逻辑，CPLD第2页共42页第1页共42页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共42页任务：设计、制作一个低成本双路正弦波发生器，每路信号的频率、幅度及两路信号的相位差均可程控设置。除工作电源外，正弦波发生器由微处理器单元（含键盘显示）、控制逻辑单元和模拟电路单元三部分组成。要求控制逻辑单元不使用任何存储器资源，模拟电路单元不使用集成DAC且无可调阻容件。正弦波发生器结构框图如下所示，微处理器单元以串行方式向控制逻辑单元发送参数控制字，控制逻辑单元产生若几个频率稳定的逻辑脉冲输出给模拟电路单元，模拟电路单元经过信号变换后得到预定参数的双路正弦波。系统框图如下：主要由键盘显示，微处理单元，控制逻辑单元，模拟电路单元构成。本任务中推荐采用的信号变换原理有：PWM信号经低通滤波后可变换为直流电压，窄带范围内的方波经低通滤波后可变换为相应频率的正弦波，两路不同频率的正弦波经差频与低通滤波后可变换为另一低频正弦波。要求基本要求第3页共42页第2页共42页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共42页（1）两路正弦波的频率范围1Hz—1kHz，步进值不大于1Hz，频率准确度不低于0.1%；（2）两路正弦波输出最大幅度不低于3V，幅度设置，设置分辨率不低于12bit；（3）正弦波信号在整个频率设置范围内，波形失真度不大于2%；（4）两路信号的相位差可以在0—359度内可调，设置分辨力不大于1度；（5）所有参数均可程控设置；（6）微处理器单元与控制逻辑单元信号连线应不超过3条。发挥部分（1）控制逻辑单元输出给模拟电路单元的信号线应不超过5条；（2）当两路信号频率为1到10间的倍频关系时能同步，示波器观测两路波形稳定；（3）设定的输出信号电压值在整个频段内，变换量小于5%；（4）两路正弦信号幅度设置为零时，输出噪声小于5mV；（5）取消微处理器单元，控制逻辑单元也能实现独立设置特定参数信号的输出；（6）其他，主要考核硬件成本、技术指标提升和工艺水平。目录摘要..........................................................................2任务：.........................................................................2第4页共42页第3页共42页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共42页要求...........................................................................3目录.........................................................................4一、方案论证与比较.............................................................51.1键盘显示比较与选择.....................................................51.2微处理器比较与选择.....................................................51.3控制逻辑单元选择与比较.................................................51.4模拟单元中放大器的方案比较：...........................................61.5电源方案比较：..........................................................6二、系统方案描述与论证：.......................................................72.1总体设计：.............................................................72.2单元电路设计：.........................................................72.2.1CPLD部分：.......................................................72.2.2模拟部分：......................
