2021年电赛 | 手把手带你玩转DDS
时间：2021-08-19 15:34:16
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[导读]摘要：原定于7月28日才发布的器件清单，提前2天在26号就发布了。感觉大家现在应该猜题预测，与其猜题，不如静下心来做题。盲目猜题是没有必要的，熟悉相关器件倒尤为重要。不要到处去水群聊天，听风就是雨，题目要是能被猜中了，那只能说题目出的很差，都能被我们猜到。既然猜不到，那就别浪...
摘要：原定于7月28日才发布的器件清单，提前2天在26号就发布了。感觉大家现在应该猜题预测，与其猜题，不如静下心来做题。盲目猜题是没有必要的，熟悉相关器件倒尤为重要。不要到处去水群聊天，听风就是雨，题目要是能被猜中了，那只能说题目出的很差，都能被我们猜到。高配版DDS模块 聪明如我 波形发生电路 运算放大输出电路 管脚功能描述
#define RCC_SCLK RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define PORT_SCLK GPIOB
#define PIN_SCLK GPIO_Pin_3
#define RCC_SDATA RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define PORT_SDATA GPIOB
#define PIN_SDATA GPIO_Pin_5
/* 片选 */
#define RCC_FSYNC RCC_AHB1Periph_GPIOF
#define PORT_FSYNC GPIOF
#define PIN_FSYNC GPIO_Pin_7
/* 定义口线置0和置1的宏 */
#define FSYNC_0() PORT_FSYNC->BSRRH = PIN_FSYNC
#define FSYNC_1() PORT_FSYNC->BSRRL = PIN_FSYNC
#define SCLK_0() PORT_SCLK->BSRRH = PIN_SCLK
#define SCLK_1() PORT_SCLK->BSRRL = PIN_SCLK
#define SDATA_0() PORT_SDATA->BSRRH = PIN_SDATA
#define SDATA_1() PORT_SDATA->BSRRL = PIN_SDATA
void bsp_InitAD9833(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
FSYNC_1(); /* FSYNC = 1 */
/* 打开GPIO时钟 */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_SCLK | RCC_SDATA | RCC_FSYNC, ENABLE);
/* 配置几个推挽输出IO */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; /* 设为输出口 */
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; /* 设为推挽模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; /* 上下拉电阻不使能 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz; /* IO口最大速度 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_SCLK;
GPIO_Init(PORT_SCLK,
1、电赛清单
其实国赛年的电赛仪器设备和主要元器件清单基本都差不多，只有很小的改动。2019年国赛年同样有DDS模块，今年照样有DDS模块。2、什么是DDS
DDS直接数字式频率综合器 DDS(Direct Digital Synthesizer)，实际上是一种分频器：通过编程频率控制字来分频系统时钟(SYSTEM CLOCK)以产生所需要的频率。DDS有两个突出的特点，一方面，DDS工作在数字域，一旦更新频率控制字，输出的频率就相应改变，其跳频速率高；另一方面，由于频率控制字的宽度宽（48bit 或者更高），频率分辨率高。说人话：可以把他理解为一个信号源即信号发生器。3、DDS工作原理
DDS主要分成3 部分：相位累加器 ， 相位幅度转换 ， 数模转换器(DAC)。- 相位累加器
- 相位幅度转换
- DAC输出
4、怎么做出一个DDS
注意电赛清单说的是：DDS芯片或模块。也就是意味着你可以买芯片自己设计电路板，也可以自己买DDS模块。如果你有能力当然是直接买芯片自己画板子，这样你做出来的DDS肯定你那些直接买DDS模块的同学更有优势。当然如果你觉得难度比较大还是买一个DDS模块吧！如何选择DDS
怎么选择具体的哪一款DDS芯片还是要看你自己的预算和你的需求。今天主要讲的DDS模块是安富莱家的AD9833这一款DDS模块。至于为啥选择一款，因为19年电赛购买过这一款，价格也还便宜，电路和编程相对来说还是比较简单的。强调一点这不是打广告啊！5、AD9833简介
AD9833是ADI公司生产的一款低功耗，可编程波形发生器，能够产生正弦波、三角波、方波输出。波形发生器广泛应用于各种测量、激励和时域响应领域，AD9833无需外接元件，输出频率和相位都可通过软件编程，易于调节，频率寄存器是28位的，主频时钟为25MHz时，精度为0.1Hz，主频时钟为1MHz时，精度可以达到0.004Hz。可以通过3个串行接口将数据写入AD983，这3个串口的最高工作频率可以达到40MHz，易于与DSP和各种主流微控制器兼容。AD9833的工作电压范围为2.3V-5.5V。AD9833还具有休眠功能，可使没被使用的部分休眠，减少该部分的电流损耗，例如，若利用AD9833输岀作为时钟源，就可以让DAC休眠，以减小功耗，该电路采用10引脚MSOP型表面贴片封装，体积很小。AD9833特点
- 频率和相位可数字编程
- 工作电压为3V时，功耗仅为20mW
- 输出频率范围为OHz-12.5MHz
- 频率寄存器为28位(在25Mz的参考时钟下，精度为0.1Hz)
- 可选择正弦波、三角波、方波输出
- 无需外界元件
- 3线SPI接口
- 温度范围为-40℃- 105℃
AD9833模块电路图
6、AD9833驱动代码
一般你在网上买到模块后，卖家一都会送你实例代码，可能实例代码与你所用的单片机型号不同。但是大致的思路框架是一样的，下面就以安富莱家的AD9833代码为例。说明：他家的平台是STM32F407，也许你用的F103系列或者MSP430，但是驱动代码都是的。你完全可以把驱动代码的.c和.h文件导入到你的项目中即可。功能描述
AD9833有3根串行接口线，与SPI、QSPI、DSP接口标准兼容，在串口时钟SCLK的作用下，数据是以16位的方式加载到设备上，FSYNC引脚是片选使能引脚，电平触发方式，低电平有效。进行串行数据传输时，FSYNC引脚必须置低，要注意 FSYNC有效到SCLK下降沿的建立时间的最小值。FSYNC置低后，在16个SCLK的下降沿数据被送到AD9833的输入移位寄存器，在第16个SCLK的下降沿FSYNC可以被置高，但要注意在SCLK下降沿到FSYC上升沿的数据保持时间的最小和最大值。当然，也可以在 FSYNC为低电平的时候，连续加载多个16位数据，仅在最后一个数据的第16个SCLK的下降沿的时将 FSYNC置高，最后要注意的是，写数据时SCLK时钟为高低电平脉冲，但是，在 FSYNC刚开始变为低时，(即将开始写数据时)，SCLK必须为高电平(注意t11这个参数)。当AD9833初始化时，为了避免DAC产生虚假输出，RESET必须置为1（RESET不会复位频率、相位和控制寄存器），直到配置完毕，需要输出时才将 RESET置为0；RESET为0后的8-9个MCLK时钟周期可在DAC的输出端观察到波形。AD9833写入数据到输出端得到响应，中间有一定的响应时间，每次给频率或相位寄存器加载新的数据，都会有7-8个MCIK时钟周期的延时之后，输出端的波形才会产生改变，有1个MCLK时钟周期的不确定性，因为数据加载到目的寄存器时，MCLK的上升沿位置不确定。既然模块要与单片机相连那肯定首先要确定使用那几个引脚，因为他们之间是通过3线的SPI方式通信的。初始化GPIO
* 定义GPIO端口 */#define RCC_SCLK RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define PORT_SCLK GPIOB
#define PIN_SCLK GPIO_Pin_3
#define RCC_SDATA RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define PORT_SDATA GPIOB
#define PIN_SDATA GPIO_Pin_5
/* 片选 */
#define RCC_FSYNC RCC_AHB1Periph_GPIOF
#define PORT_FSYNC GPIOF
#define PIN_FSYNC GPIO_Pin_7
/* 定义口线置0和置1的宏 */
#define FSYNC_0() PORT_FSYNC->BSRRH = PIN_FSYNC
#define FSYNC_1() PORT_FSYNC->BSRRL = PIN_FSYNC
#define SCLK_0() PORT_SCLK->BSRRH = PIN_SCLK
#define SCLK_1() PORT_SCLK->BSRRL = PIN_SCLK
#define SDATA_0() PORT_SDATA->BSRRH = PIN_SDATA
#define SDATA_1() PORT_SDATA->BSRRL = PIN_SDATA
void bsp_InitAD9833(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
FSYNC_1(); /* FSYNC = 1 */
/* 打开GPIO时钟 */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_SCLK | RCC_SDATA | RCC_FSYNC, ENABLE);
/* 配置几个推挽输出IO */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; /* 设为输出口 */
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; /* 设为推挽模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; /* 上下拉电阻不使能 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz; /* IO口最大速度 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_SCLK;
GPIO_Init(PORT_SCLK,
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