基于梁山派的高频正弦调制信号发生器

专业版基于梁山派的高频正弦调制信号发生器

简介：采用立创·梁山派开发板为核心驱动DDS-AD9959模块，通过立创4.3寸RGB触摸屏设定输出正弦波形的幅度、频率、相位，可设定扫频、扫幅、扫相输出、可输出ASK、PSK、FSK调制信号。

开源协议: Public Domain

已参加：立创·开发板电子设计训练营

创建时间： 2023-08-22 01:25:00

更新时间： 2023-10-10 14:21:42

描述

![IMG_2377.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/o3gW7c7I8CnSlgu8y9HDNowSDZVQ8KicO2BtRSVO.jpeg) 项目基本功能： 1.可输出8路10Hz-200MHz正弦波，4路波形可调.4路反向信号 2.可调节4路输出波形的幅度、频率、相位. 3.可调节4路波形的扫幅、扫频、扫相波形输出 4.可调节输出ASK、PSK、FSK对应的2阶、4阶、8阶、16阶电平调制波形. 项目硬件主要设计： 1.设计DDS-AD9959信号输出模块电路，采用4层板设计，对电源层、地层进行分割，其中电源采用3通道DC-DC电源模块，减少外围器件的使用。 2.设计了以梁山派开发板为核心的底板电路，便于插接其他外设模块，同时在该底板上增加了Type-C电源供电电路、蜂鸣器电路、及一些可拓展的外围模块结构。 3.设计了安装底板，通过定位孔将模块集成，构成一个较为完善的系统主体. 项目软件主要设计： ①设计梁山派4.3寸RGB显示屏的GUI界面以及响应程序，通过触摸界面反馈，设置输出对应的波形信号. ②完善DDS-AD9959驱动程序，使其可以输出参数设置对应的波形信号 ③对模块进行焊接、组装联合调试。 ****************************************** 本项目对于模块的焊接流程不进行说明，项目重点在于PCB设计和软件调试上进行说明。 ****************************************** ## 主要界面GUI展示 1.开机界面：选择进入模式选择的模式：①数据采集模式，②射频信号输出模式. ![IMG_2314.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/ljGoseofFuUJbVNxBCC0OrkX7GT5WB4n16YOfo5t.jpeg) 2.4通道波形参数显示界面：显示波形参数，可通过按钮进入： ![IMG_2315.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/nbwtvBPB2Nt17HPfshaJlzwL3CE0wDsPwFBnv0OD.jpeg) 1.调频-->选择调频通道，进入参数设置界面如图所示： ![IMG_2316.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/SgSgbiQbgbgc0qDKnJ2Kjo1WxELLTfJWjTyH4hdH.jpeg) ![IMG_2317.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/vQMedXmIht0uIScHod7KUv6Lg4ZmTNiJroAT4YHD.jpeg) 2.调幅-->选择调幅通道，进入参数设置界面如图所示： ![IMG_2318_1.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/rlvCwd1DUUrkkt3I6LH5tQkXgm9Ten2z1X3pddSD.jpeg) ![IMG_2319.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/pSPHpqTmlxQJS0MMzVaKKLdFjhwqK6JBUfzXpegd.jpeg) 3.调相-->选择调相通道，进入参数设置界面如图所示： ![IMG_2320.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/Ou4xwxzMRzTn6luqRB9cLJHzhZEUpT81SQcnhCkH.jpeg) ![IMG_2321_1.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/0X29FGox3AIHaEXPPKDJmaGgfwmxJ2rOhdGIyyxI.jpeg) 4.调制-->进入调制模式，选择对应的调制模式：扫频、扫幅、扫相、ASK、PSK、FSK. ![IMG_2322.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/KOzM6VNSAf2krlOdl5sUnkmSOBi05CfwXvDXbfd0.jpeg) 5.扫频-->进入扫频模式参数显示界面，选择对应的扫频通道，设定对应的扫频参数. ![IMG_2324.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/aWcza1jwp6WvAaUb2rf69VaYC01Ei4mdvJfdA12J.jpeg) 6.扫幅-->进入扫幅模式参数显示界面，选择对应的扫幅通道，设定对应的扫幅参数. ![IMG_2325.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/30nA9Q7VSQDLGol6TYYvt3LMNedbsLeWNFJim4dt.jpeg) ![IMG_2326.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/2mRCFtq4YA7Z6FSPAnnrcC07id3BvG3eZ2MuseL1.jpeg) 7.扫相-->进入扫相模式参数显示界面，选择对应的扫相通道，设定对应的扫相参数. ![IMG_2327.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/OfFdZD4cyxjJpNu09yIxfVozrKEzcHD03kCypKNY.jpeg) ![IMG_2328_1.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/TN6YWDsFhrki8Emw2Dn4UpbpsFEKpzgqWnrHjF0X.jpeg) 8.FSK-2阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出FSK二阶调制波形. ![IMG_2329.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/5zGcy6it9gwAW1X1WLpNE6efzInvzRirjjKbV65K.jpeg) ![IMG_2330.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/GLVKPw1BRwaEHmgacXgqL0z3RLNpRmfqbrQmO8kH.jpeg) 9.FSK-4阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出FSK四阶调制波形. 10.FSK-8阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出FSK八阶调制波形. 11.FSK-16阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出FSK十六阶调制波形. 12.PSK-2阶电平调制-->选择对应的扫相通道输PFSK二阶调制波形. 13.PSK-4阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出PSK四阶调制波形. 14.PSK-8阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出PSK八阶调制波形. 15.PSK-16阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出PSK十六阶调制波形. 16.ASK-2阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出ASK二阶调制波形. 17.ASK-4阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出ASK四阶调制波形. 18.ASK-8阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出ASK八阶调制波形. 19.ASK-16阶电平调制-->选择对应的扫相通道输出ASK十六阶调制波形. 20.返回按钮-->返回调制波形参数显示界面. 4.返回-->返回上一界面 硬件模块实物展示： (1).DDS-AD9959模块实物 ![IMG_2311.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/MLLVG5szyVOEqxjWLMkEawdfUJ1qnMQMkVBESRSD.jpeg) ![IMG_2312_1.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/EbP7n02fMj0L7FVpyNhHkEu8sokE070TmRkKH8pP.jpeg) (2).由梁山派构成的底板实物 底板附加电路1：蜂鸣器模块：可用于触摸声音反馈 底板附加电路2：电机模块：可用于屏幕触感反馈 (3).4.3寸RGB显示屏：可在立创商城查询 (4).SMA口转接板 同向端转接板： ![IMG_2305.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/pBpZhE5ymCb5siiruu8genbQtnzsj5fHkpELIV5m.jpeg) 反向端转接板： ![IMG_2304_1.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/ohVTZxvOgoQApEsxAuWdkIqWXKwGK5kq3HlkOGqp.jpeg) (4).固定板 ![IMG_2390.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/TB4roM2OWbyua7z01GXf2Tsl4uLf9UcrSeLtXpb7.jpeg) (5).系统总体 ![IMG_2377.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/TkJs0Am3zRPC2z2hkOIr2rVwLcH837nPj7JWATkc.jpeg) 硬件模块实物操作演示视频： [https://www.bilibili.com/video/BV1Fh4y1r7mE/?spm_id_from=333.999.list.card_archive.click&vd_source=546381e542a881103bc2fe462ebe6317](https://www.bilibili.com/video/BV1Fh4y1r7mE/?spm_id_from=333.999.list.card_archive.click&vd_source=546381e542a881103bc2fe462ebe6317) 正弦波形输出截图展示： ①.100Hz正弦信号输出波形 ![024.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/Mxd5FjlrUbTnNzXvkVKCajBvSSFP9GEEoMnRZdBs.bmp) ![023.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/1meJOOdx1r5CITLc5S2ibqKCF47A6a7lmgdZGNVF.bmp) ②.1KHz正弦信号输出波形 ![022.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/hsVvZwFyt6snitRZwla8tgss8c7DIFY0FtMXwSw3.bmp) ③.10KHz正弦信号输出波形 ![020.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/2XWSAvlpTOGODh2FPKANvj4FDITbXbrh5oddVhoF.bmp) ④.100kHz正弦信号输出波形 ![018.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/fTGAMRqb0a4iwaMy8DWkVBDMnsxxRc7gqqLLuzOo.bmp) ![017.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/mosQytSvVWMXSSNaANiEld2TPx2pPGPIygfS6vg9.bmp) ⑤.1MHz正弦信号输出波形 ![016.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/NmDlmpyqCQmthIebNsjSoV1dlDMXy0sMwvW8vMYZ.bmp) ![015.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/lkFYuOI2hFgGyH2rH6I8gTk9jHmwp9WIMYYADR84.bmp) ⑥.10MHz正弦信号输出波形 ![014.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/oWcCXA5FmlmZBbUaxdqkI79gdZF2Op9pVnccJqx2.bmp) ![013.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/bKDLJjvgCUnwIrTqOAmyGF0zy9BM57esFiCF1geB.bmp) ⑦.50MHz正弦信号输出波形 ![012.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/T7cuUx3x2mCXXnjt7FTmdgSUF1fk18eL2Ak4Q9V4.bmp) ![011.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/Cdh603R8ieTz5FZ8uMsIzW4guJzXjYdkSODb5VgT.bmp) ⑧.90MHz正弦信号输出波形 ![010.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/ag2rNlLRcJ6e7LadgTkB300S7pAfPjMMDPi2z02V.bmp) ******************************************* 受限于示波器带宽限制，本波形项目最高输出波形截图为100MHz内的正弦波。 ******************************************* 调制信号波形截图展示： ①.扫频波形输出 ![007.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/atkD0ykGu5IfBBCBXBCCiivQVexGHpHihKDZQsrX.bmp) ①.扫幅波形输出 ![006.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/cxfXbAAzt1bKuVUtADxYSMrPWCxZngGG99OuHjpv.bmp) ①.扫相波形输出 ![003.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/mZlsa4ITxTflZrAY1x4eRtBaOKvHgyt3WM2lMCXr.bmp) ******************************************* 2阶ASK调制波形输出 ![000.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/rDEzRbRjUrdsjJmJ7age85CGM8TedJMkFGlPYOQC.bmp) ![001.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/agIK1kjInd3pbJTBnV2cUDhL0haXnCv4omw8KD1c.bmp) 4阶ASK调制波形输出 ![002.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/1JjLNcSFAcR40bjfjJ7Z82Z9yBlqG7qwV7qm6Xze.bmp) ![003.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/NwlNQWrMgpOLGuyTFZyenOnewGfUEaBSzLqQXX27.bmp) 8阶ASK调制波形输出 ![004.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/NOZ24bEVTE7zclGth6z4BYxZsKtF2HFP4iN9ayn4.bmp) ![005.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/lpY7tFl0NvEpwBjuLnR6wMixmjagtGzrabnEZ9QX.bmp) 16阶ASK调制波形输出 ![006.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/Pc1SSWHOvq1ViNai67fSCEJovfQlKzcmfDIAUSqf.bmp) ![007.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/TMYnH1BVBwUDm7V1U0Mz6mEQ7Zuf2I5foTuUKUYp.bmp) ![008.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/pG28TZFYV9laKpR2dQv7fe6VXkfflSmeanN3v9oH.bmp) ******************************************* 2阶PSK调制波形输出 ![000.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/JRD8W91raFKa3q6QxcjQrgjuf5uA1h59LaFhkjv0.bmp)![001.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/N2Q1Gv2WnKQtGHquggYHLnxPvzPv9pOfwChLQeyY.bmp) 4阶PSK调制波形输出 ![002.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/VlXZlwT8Fu9EBDTUMh3seTN5lW8wfFKLsG33nNZG.bmp)![003.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/bynBfixclylvcVlslqQ0xuQ3Rcso78reAznKKMgM.bmp) 8阶PSK调制波形输出 ![004.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/qCScwuhSpPCBgZsibNc1RWYL2KiVvGLaZLjk7H4f.bmp)![005.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/GMnmlpiaukvP3HGrZtAAZwa2sPg6puK1PWVwPeDa.bmp) 16阶PSK调制波形输出 ![007.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/2L7JtojsKeODsIAjpdSjBUwD6mP7Nzf4DMLt33nG.bmp) ![008.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/nR7IoZceszXO8hOjtm5A5nexGnVbw1R4PWOAqOB9.bmp) ![009.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/NYlYbLP30uBQDK1941AJK2djGmdjY5992S53gtDh.bmp) ![010.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/juTBzvOL6Iy99x3VLnrSmeKe8kYFP7NV54e0TPd8.bmp) ![012.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/RVTtOdQCTvJjlktfxRly1biCRqsN3DQK9LrGbsak.bmp) ****************************************** 2阶FSK调制波形输出 ![000.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/iNKJUVlogcofidPvjynA9jSXlag886C0lMTPUaB9.bmp) 4阶FSK调制波形输出 ![001.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/Gz2mcISZCC4TdApjUoP7pBLljaF8u5bwSIv6O1so.bmp) 8阶FSK调制波形输出 ![002.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/m5PhT60sMqgpf14G5oDsRzi16bKLFuqEISvSWISO.bmp) 16阶FSK调制波形输出 ![003.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/PJ7Xew4ojnHLcMZ7Bsm8nyhZunDfjcDQk3jbyVFq.bmp) FSK调制波形输出截图： ![004.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/ywj46Nx9nPVh3TSvmxU6mziMdVylwZejoeaJA0iG.bmp) ![005.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/ezKYCivbFD7CxxP83zV5GpXnp3o9pO8lrpnvPYML.bmp)![006.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/vPvXh4hkGpQf7K2eC7eEmYurGDVve0l8fspP4jIA.bmp)![007.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/MLnT8Ntvr92KvOGJheA4gjW64j1rDM7JDkLUgB0B.bmp)![008.bmp](//image.lceda.cn/pullimage/MvdbmovUVXPjOPtqyg3p4KyPVpKVmC1NM1oXX3QD.bmp) ****************************************** 硬件电路设计简单说明： 1.在设计AD9959模块电路时，需要使用3.3V和1.8V电源供电，且电流要求较高，从降低PCB使用面积和成本方向出发，本设计电源采用3通道DC-DC模块作为电源，采用4层板层叠设计，因为布线复杂度不高，可根据实际项目需求，进行层叠设计。 2.AD9959为每一个通道提供了一个反向信号输出接口，本模块将其全部引出，可作为参考信号。 3.输出波形频率越高，其峰峰值越低。 4.淘宝上售卖的AD9959模块，大多为了降低成本采用的是AMS111系列转换芯片将5V电压进行降压成3.3V和1.8V供芯片使用，这就导致DC-DC芯片发热严重，具体原因应该是压差较大和芯片功耗太大造成的。本设计采用的DC-DC电源方案在使用时，发热量少，且LDO不烫手！！！！！！！！！！！！！！！这是很主要的！！！！！！！！！！！！！！1 5.滤波电路有个电阻接地，一般将其拆除，若不拆除，其输出的峰峰值电压会随着波形的频率越高，峰峰值越高。 软件程序简单说明： 1.根据单片机使用的IO口，进行连接或AD9959.C-AD9959.h里面的程序 ![固件说明.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/mnsmQBrUbQbFZht3aemrofKF0n4iYDGgxrBvpdjk.jpeg) 2.AD9959波形输出函数，根据需要使用AD9959进行相应的波形输出设置 ![AD9949输出函数.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/vLVKHyXzMr43QYuWVUIVdcpVCzTIg3DxPre4wc7a.jpeg) 3.GUI函数，主要是驱动梁山派进行不同的设置界面显示： ![GUI使用函数.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/4UGpuIXZIp7whM9KDlZTNEFmYOC7MOzKEEmZC49B.jpeg) 4.按键响应处理参数 ![主函数主要是对按键触摸情况进行确认.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/oRhe8bwno8n5nq2gApQ3AAhcfpkhXwjmAM6kgFjE.jpeg) 5.按键数据处理参数 ![按键处理.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/ruRITF2MOHl6U8ZuHTimMFkolyVpXvEwoFk6qCLD.jpeg) 6.按键数据用数组存储 ![用数组进行数据存放很方便.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/LTOeMUVKuo1M1WeGitXOGqFEg7dYqcct0jrHKCzJ.jpeg) 7.按键数据用数组存储![should2.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/UDRSVDbgtzXENyfrLE1cMASQJ63upIeolpFN5DMh.jpeg) ![should.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/fjrMmct5TYjQQe9vGzdHkNCkH0Rf14a6NpvG3vAR.jpeg) 最后不多说其他！！！！直接硬件细节展示！！！！我专门用相机拍的！！！画了快一个月的时间从硬件设计到软件程序，最后就得这个玩意，真的来之不易！！ ![IMG_2380.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/yyLuRMMxOb6IwL0lK8ImGRjhQDeUxC0rXfCczzi8.jpeg) ![IMG_2381.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/UxzfOlYsky4yWvBiuDHCNKRjWkoAiNT9bizqaMoX.jpeg) ![IMG_2382.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/7YHLyyQmDmTuwYGUhiu5MlPif6pFlXDHtf4fmXeb.jpeg) ![IMG_2383.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/z1AvRKeATtCb3Xav70cElwETR9BrFYAFn9dcsUyT.jpeg) ![IMG_2384.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/gSyPUGyqyG4bstjnKvOv1rEw6cmLHAYoGNGdYhb9.jpeg) ![IMG_2387.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/60fE6FHjQJT7yLAboIJiSdO5D2cOz26fnf0qPWQa.jpeg) ![IMG_2388.JPG](//image.lceda.cn/pullimage/X4LubuVdLekZdbe45uVIuMTY7kZfVaLX887RaNCn.jpeg) 该项目说明到此结束！！！！ 该项目到此圆满结束！！！！

设计图

原理图

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