[導讀]不想錯過我的推送，記得右上角-查看公眾號-設為星標，摘下星星送給我沒有信號發(fā)生器？自己做一個唄！買得起的…就不用看這篇文章了，開個玩笑，DDS實現(xiàn)波形輸出的代碼還是很值得一看的。STM32DDS是我能想到的自制信號發(fā)生器的最優(yōu)方案了，同時自制過程中，我也收獲了很多知識和技能，希望...
不想錯過我的推送，記得右上角-查看公眾號-設為星標，摘下星星送給我
沒有信號發(fā)生器？自己做一個唄！買得起的…就不用看這篇文章了，開個玩笑，DDS實現(xiàn)波形輸出的代碼還是很值得一看的。STM32 DDS是我能想到的自制信號發(fā)生器的最優(yōu)方案了，同時自制過程中，我也收獲了很多知識和技能，希望分享給有需要的人。但由于本人也是DIY愛好者，技藝還不夠精湛，所以信號發(fā)生器的輸出波形的精度還可以提高，歡迎大家多提建議。——上海大學陳同學
信號發(fā)生器性能既然是自制信號發(fā)生器，那就需要輸出多種波形，常用的正弦波、方波、三角波是可以實現(xiàn)的?？捎面I盤輸入編輯生成上述三種波形（同周期）的線性組合波形，以及由基波及其諧波（5次以下）線性組合的波形。??輸出信號的頻率在100Hz～20kHz之間（非正弦波頻率按10次諧波計算）；重復頻率可調，頻率步進間隔≤100Hz。?波形幅度范圍0～5V（峰-峰值），可按步進0.1V（峰-峰值）調整。? ?同時，具有顯示輸出波形的類型、重復頻率（周期）和幅度的功能。
系統(tǒng)方案1) 波形采用STM32自帶的DAC DDS產生。
2) 主控模塊采用STM32F103單片機，控制整個系統(tǒng)的軟硬件操作。3) 顯示模塊采用液晶顯示器實時顯示當前輸出的波形的類型、幅值和頻率。4) 按鍵模塊采用獨立按鍵的方式設置輸出波形的類型、幅值和頻率等數(shù)據(jù)。輸出信號實測
總體軟件設計軟件架構圖如下：整個系統(tǒng)的交互采用按鍵和LCD顯示屏實現(xiàn)。為了交互的更加便捷，設計了多級的菜單界面，按鍵通過由菜單管理器切換菜單界面。菜單界面的底層是參數(shù)界面，參數(shù)界面用于設置和顯示參數(shù)。設置的參數(shù)通過被放入參數(shù)管理器，可用于設置波形的頻率和幅值。低頻波形用單片機上的DAC實現(xiàn)，高頻信號用AD8951直接數(shù)字信號合成器合成產生波形。但是為了選擇的多樣性，無論高頻還是低頻，DAC和DDS都會同時工作。●?交互模塊本系統(tǒng)的交互模塊有需要用到LCD顯示屏和按鍵。LCD顯示模塊主要由菜單顯示模塊和參數(shù)顯示模塊組成，分別由菜單管理器和參數(shù)管理器控制，通過按鍵設置菜單管理器和參數(shù)管理器的參數(shù)，可以設置顯示不同的界面。參數(shù)管理器也是連接波形發(fā)生模塊的橋梁。● STM32F103自帶DAC波形發(fā)生模塊為了提高DAC轉換的速度，使用DMA傳輸波形數(shù)據(jù)，DMA的觸發(fā)傳輸使用的是定時器的中斷。本系統(tǒng)使用的正弦波波形數(shù)據(jù)是通過C語言數(shù)學庫math.h里面的函數(shù)sin()計算得到的數(shù)組，三角波通過自定義函數(shù)計算波形數(shù)據(jù)，這兩個波形一個周期內采樣了512個數(shù)據(jù)點；而方波的則不同，方波每個周期只改變兩次DAC的值。當用戶通過交互界面改變幅值參數(shù)時，會重新計算波形數(shù)據(jù)數(shù)組。當用戶改變頻率參數(shù)時，會重新計算DMA定時器的周期。波形的輸出和關閉則是通過改變DMA定時器中斷使能和DMA傳輸使能實現(xiàn)。● 波形發(fā)生模塊DDS本身就是用來產生波形的，故要控制DDS產生波形，只需要設置DDS相應的寄存器就好了。
代碼實現(xiàn)DDS操作代碼：
沒有信號發(fā)生器？自己做一個唄！買得起的…就不用看這篇文章了，開個玩笑，DDS實現(xiàn)波形輸出的代碼還是很值得一看的。STM32 DDS是我能想到的自制信號發(fā)生器的最優(yōu)方案了，同時自制過程中，我也收獲了很多知識和技能，希望分享給有需要的人。但由于本人也是DIY愛好者，技藝還不夠精湛，所以信號發(fā)生器的輸出波形的精度還可以提高，歡迎大家多提建議。——上海大學陳同學
信號發(fā)生器性能既然是自制信號發(fā)生器，那就需要輸出多種波形，常用的正弦波、方波、三角波是可以實現(xiàn)的?？捎面I盤輸入編輯生成上述三種波形（同周期）的線性組合波形，以及由基波及其諧波（5次以下）線性組合的波形。??輸出信號的頻率在100Hz～20kHz之間（非正弦波頻率按10次諧波計算）；重復頻率可調，頻率步進間隔≤100Hz。?波形幅度范圍0～5V（峰-峰值），可按步進0.1V（峰-峰值）調整。? ?同時，具有顯示輸出波形的類型、重復頻率（周期）和幅度的功能。
系統(tǒng)方案1) 波形采用STM32自帶的DAC DDS產生。
2) 主控模塊采用STM32F103單片機，控制整個系統(tǒng)的軟硬件操作。3) 顯示模塊采用液晶顯示器實時顯示當前輸出的波形的類型、幅值和頻率。4) 按鍵模塊采用獨立按鍵的方式設置輸出波形的類型、幅值和頻率等數(shù)據(jù)。輸出信號實測
總體軟件設計軟件架構圖如下：整個系統(tǒng)的交互采用按鍵和LCD顯示屏實現(xiàn)。為了交互的更加便捷，設計了多級的菜單界面，按鍵通過由菜單管理器切換菜單界面。菜單界面的底層是參數(shù)界面，參數(shù)界面用于設置和顯示參數(shù)。設置的參數(shù)通過被放入參數(shù)管理器，可用于設置波形的頻率和幅值。低頻波形用單片機上的DAC實現(xiàn)，高頻信號用AD8951直接數(shù)字信號合成器合成產生波形。但是為了選擇的多樣性，無論高頻還是低頻，DAC和DDS都會同時工作。●?交互模塊本系統(tǒng)的交互模塊有需要用到LCD顯示屏和按鍵。LCD顯示模塊主要由菜單顯示模塊和參數(shù)顯示模塊組成，分別由菜單管理器和參數(shù)管理器控制，通過按鍵設置菜單管理器和參數(shù)管理器的參數(shù)，可以設置顯示不同的界面。參數(shù)管理器也是連接波形發(fā)生模塊的橋梁。● STM32F103自帶DAC波形發(fā)生模塊為了提高DAC轉換的速度，使用DMA傳輸波形數(shù)據(jù)，DMA的觸發(fā)傳輸使用的是定時器的中斷。本系統(tǒng)使用的正弦波波形數(shù)據(jù)是通過C語言數(shù)學庫math.h里面的函數(shù)sin()計算得到的數(shù)組，三角波通過自定義函數(shù)計算波形數(shù)據(jù)，這兩個波形一個周期內采樣了512個數(shù)據(jù)點；而方波的則不同，方波每個周期只改變兩次DAC的值。當用戶通過交互界面改變幅值參數(shù)時，會重新計算波形數(shù)據(jù)數(shù)組。當用戶改變頻率參數(shù)時，會重新計算DMA定時器的周期。波形的輸出和關閉則是通過改變DMA定時器中斷使能和DMA傳輸使能實現(xiàn)。● 波形發(fā)生模塊DDS本身就是用來產生波形的，故要控制DDS產生波形，只需要設置DDS相應的寄存器就好了。
代碼實現(xiàn)DDS操作代碼：
#define ad9851_rest_l HAL_GPIO_WritePin(AD9851_RESET_GPIO_Port, AD9851_RESET_Pin, GPIO_PIN_RESET)#define ad9851_rest_h HAL_GPIO_WritePin(AD9851_RESET_GPIO_Port, AD9851_RESET_Pin, GPIO_PIN_SET)#define ad9851_fq_up_l HAL_GPIO_WritePin(AD9851_FQ_UP_GPIO_Port, AD9851_FQ_UP_Pin, GPIO_PIN_RESET)#define ad9851_fq_up_h HAL_GPIO_WritePin(AD9851_FQ_UP_GPIO_Port, AD9851_FQ_UP_Pin, GPIO_PIN_SET)#define ad9851_w_clk_l HAL_GPIO_WritePin(AD9851_W_CLK_GPIO_Port, AD9851_W_CLK_Pin, GPIO_PIN_RESET)#define ad9851_w_clk_h HAL_GPIO_WritePin(AD9851_W_CLK_GPIO_Port, AD9851_W_CLK_Pin, GPIO_PIN_SET)#define ad9851_data_l HAL_GPIO_WritePin(AD9851_DATA_GPIO_Port, AD9851_DATA_Pin, GPIO_PIN_RESET)#define?ad9851_data_h?HAL_GPIO_WritePin(AD9851_DATA_GPIO_Port,?AD9851_DATA_Pin,?GPIO_PIN_SET)//串行口初始化void ad9851_reset_serial(){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = AD9851_RESET_Pin|AD9851_FQ_UP_Pin|AD9851_W_CLK_Pin|AD9851_DATA_Pin; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOG, 
下載文檔
