基于ARM的信号发生器-文献综述

苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第1页开题报告（文献综述）1.引言信号发生器是是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域,用来提供各种测量所需信号的仪器。在电子线路分析时，常常需要了解输入信号与输出信号之间的关系，信号发生器通过产生信号来激励系统，以便观察、分析它对激励信号的反映。而ARM芯片在当今由于其高性能、低成本、低功耗,可扩展性强,正被广泛应用于便捷式仪器的设计11。因此,为了满足试验对仪器便捷灵活及待机时间长等的要求,本文利用通过ARM技术控制,设计了一种波形可变换的模拟的信号发生器。2.函数信号发生器的应用及其发展趋势任意波形发生器可以产生各种理想及非理想的波形信号，广泛用于通信、雷达、探测、导航、宇航等领域2。1、通常分类是按照产生信号产生的波形特征来划分：音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器、标准高频信号源、射频信号源、电视信号发生器、噪声信号源、调制信号发生器、数字信号源等。这种分类基本覆盖了航空航天、电子、电力等领域的每一个角落。2、信号源按照应用领域分类：低频信号发生器(音频)，高频信号发生器(射频通信信号)，电视信号发生器(电视信号)，电视扫频信号发生器(电视信号)等。纵观信号发生器的发展，直接合成数字信号发生器是近几年的发展趋势。随着智能电子技术的发展，未来的函数信号发生器将应用在更多的领域。3、函数信号发生器的发展趋势1971年3月美国学者J.Tierncy，C.M.Rader和B.Gold首次提出了直接数字频率合成（DirectDigitalSynthesis）技术。这是一种从相位概念出发直接合成所需求的波形的新的全数字频率合成技术3。DDS技术的函数信号发生器以其输出频率稳定度高、范围宽、相位连续、分辨率高等优点成为了函数信号发生器的重要发展方向4。苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第2页自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段5：第1阶段（19711976）：信号发生器发展的初级阶段。发展了各种4位信号发生器，第2阶段（19761980）：初级8位机阶段。以1976年Intel公司推出的MCS48系列为代表，采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构，功能上可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。第3阶段（19801983）：高性能信号发生器阶段。这一阶段推出的高性能8位信号发生器普遍带有串行口，有多级中断处理系统，多个16位定时器/计数器。片内RAM、ROM的容量加大,且寻址范围可达64KB。第4阶段（198380年代末）：16位信号发生器阶段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位信号发生器MCS96系列，网络通信能力有显著提高。第5阶段（90年代）：信号发生器在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。3.论文研究的内容及安排本论文介绍了传统信号发生器与现在函数信号发生器的区别与发展趋势和对直接数字函数信号发生器的原理进行研究。用32位ARM单片机实现数字函数信号发生器，使其实现正弦波，方波，锯齿波的产生，并实现波形选择、频率与幅度可控制等功能。最后对实验调试结果与理论分析结果进行对比，并得出结论。1、绪论：阐述信号发生器的应用及发展趋势和论文的组织；2、系统方案：对设计中的控制模块，信号发生模块，液晶显示模块进行方案论述。3、系统分析：首先对ARM进行概述，阐述软件设计中的具体应用；再接受波形产生的原理及总体方案设计。4、给出系统硬件设计：介绍基于ARM的主要功能和结构，然后介绍主结点和子结点的硬件设计所需电路，以及串口通信用到的芯片的连接原理图等；苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第3页5、系统软件设计：，详细叙述了信号发生的算法，汉字及图像的显示，串口的设计等，系统方案。4.系统总体设计本文主要由硬件系统与软件单元组成，软件部分对于函数波形的产生采用模拟式的方法，使用ARM作为主控制器，通过Bresenham画线算法生成不同的波形、利用串口输入控制波形的参数，实现ARM程控信号发生器。硬件系统由信号产生模块与调控模块和控制模块组成，主要完成信号的输入与控制。硬件系统信号产生与调控模块控制芯片串口模块控制模块数据缓存GPIO接口电路软件单元嵌入式操作系统驱动程序信号算法处理程序显示界面程序图1系统总体设计方案苏州大学本科生毕业设计（论文）附件：文献综述第4页参考文献1万永波,基于ARM的任意波形发生器开发研究.陕西科技大学，2006,52林占江，林放编著.电子测量仪器原理与使用M.电子工业出版社，2006,43黄家良，基于ARM和DDS技术的智能函数信号源设计.江西理工大学4楚田田，基于ARM的函数信号发生器的设计.江苏大学,2010.55信号发生器的发展和主要表现，/shownews.asp?id=449，2012-08-116Cortex-M3嵌入式处理器原理与应用/范书瑞等编著.-北京：电子工业出版社，2011.1.7王文华,基于DDS技术的任意波形发生器的研究.浙江大学,2002.28毛德操，胡希明.嵌入式系统采用公开源代码和StrongARM/XScale处理器.浙江大学出版社，2005