如何使用Arduino和AD9833構(gòu)建信號(hào)發(fā)生器

　　如果您是像我這樣想要調(diào)整不同電子電路的電子愛(ài)好者，那么擁有一個(gè)像樣的函數(shù)發(fā)生器有時(shí)是必不可少的。但是擁有一個(gè)是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)檫@樣的基本設(shè)備可能要花一大筆錢(qián)。構(gòu)建自己的測(cè)試設(shè)備不僅更便宜，而且是提高知識(shí)的好方法。

　　因此，在本文中，我們將使用 Arduino 和 AD9833 DDS 函數(shù)發(fā)生器模塊構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)發(fā)生器，它可以在輸出端產(chǎn)生最大頻率為 12 MHz 的正弦波、方波和三角波。最后，我們將在示波器的幫助下測(cè)試輸出頻率。

　　什么是 DDS 函數(shù)發(fā)生器？

　　顧名思義，函數(shù)發(fā)生器是一種可以通過(guò)設(shè)置輸出特定頻率的特定波形的設(shè)備。例如，假設(shè)您有一個(gè) 想要測(cè)試輸出頻率響應(yīng)的LC 濾波器，您可以在函數(shù)發(fā)生器的幫助下輕松做到這一點(diǎn)。您需要做的就是設(shè)置所需的輸出頻率和波形，然后您可以調(diào)低或調(diào)高它以測(cè)試響應(yīng)。這只是一個(gè)例子，隨著列表的繼續(xù)，你可以用它做更多的事情。

　　DDS 代表直接數(shù)字合成。它是一種波形發(fā)生器，使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC） 從頭構(gòu)建信號(hào)。此方法專(zhuān)門(mén)用于生成正弦波。但是我們使用的IC可以產(chǎn)生方波或三角波信號(hào)。DDS 芯片內(nèi)部發(fā)生的操作是數(shù)字的，因此它可以非?？焖俚厍袚Q頻率，也可以非?？焖俚貜囊粋€(gè)信號(hào)切換到另一個(gè)信號(hào)。該設(shè)備具有良好的頻率分辨率和寬頻譜。

　　了解 AD9833 函數(shù)發(fā)生器 IC 的工作原理

　　我們項(xiàng)目的核心是由模擬設(shè)備設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的AD9833可編程波形發(fā)生器 IC。它是一種低功耗、可編程波形發(fā)生器，能夠產(chǎn)生最大頻率為 12 MHz 的正弦波、三角波和方波。這是一款非常獨(dú)特的 IC，只需一個(gè)軟件程序即可改變輸出頻率和相位。它有一個(gè) 3 線 SPI 接口，這就是為什么與這個(gè) IC 通信變得非常簡(jiǎn)單和容易的原因。該IC的功能框圖如下所示。

　　該IC的工作非常簡(jiǎn)單。如果我們看一下上面的功能框圖，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)我們有一個(gè)相位累加器，它的工作是存儲(chǔ)從 0 到 2π 的所有可能的正弦波數(shù)字值。接下來(lái)，我們有 SIN ROM，其工作是將相位信息轉(zhuǎn)換為以后可以直接映射到幅度的信息。SIN ROM 使用數(shù)字相位信息作為查找表的地址，并將相位信息轉(zhuǎn)換為幅度。最后，我們有一個(gè) 10 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它的工作是從 SIN ROM 接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓，這就是我們從輸出中得到的電壓。在輸出端，我們還有一個(gè)開(kāi)關(guān)，只需一點(diǎn)軟件代碼就可以打開(kāi)或關(guān)閉它。我們將在本文后面討論。AD9833 數(shù)據(jù)表，您也可以查看它以獲取更多信息。

　　構(gòu)建基于 AD9833 的函數(shù)發(fā)生器所需的組件

　　下面列出了構(gòu)建基于 AD9833 的函數(shù)發(fā)生器所需的組件，我們使用非常通用的組件設(shè)計(jì)了這個(gè)電路，這使得復(fù)制過(guò)程非常容易。

　　Arduino 納米 - 1

　　AD9833 DDS 函數(shù)發(fā)生器 - 1

　　128 X 64 OLED 顯示屏 - 1

　　通用旋轉(zhuǎn)編碼器 - 1

　　DC 桶形千斤頂 - 1

　　LM7809 穩(wěn)壓器 - 1

　　470uF 電容 - 1

　　220uF 電容 - 1

　　104pF 電容 - 1

　　10K 電阻 - 6

　　輕觸開(kāi)關(guān) - 4

　　螺絲端子 5.04mm - 1

　　女頭 - 1

　　12V 電源 - 1

　　基于 AD9833 的函數(shù)發(fā)生器 - 原理圖

　　AD9833 和基于 Arduino 的函數(shù)發(fā)生器的完整電路圖如下所示。

　　我們將使用帶有 Arduino 的 AD9833來(lái)生成我們想要的頻率。在本節(jié)中，我們將借助原理圖解釋所有細(xì)節(jié)；讓我簡(jiǎn)要概述一下電路發(fā)生的情況。讓我們從AD9833 模塊開(kāi)始。 AD9833模塊為函數(shù)發(fā)生器模塊，按照原理圖與Arduino連接。為了給電路供電，我們使用了 LM7809 穩(wěn)壓器 IC，它帶有一個(gè)不錯(cuò)的去耦電容，這是必要的，因?yàn)殡娫丛肼晻?huì)干擾輸出信號(hào)，從而導(dǎo)致不需要的輸出。與往常一樣，Arduino 是這個(gè)項(xiàng)目的大腦。為了顯示設(shè)定頻率和其他有價(jià)值的信息，我們連接了一個(gè) 128 X 64 OLED 顯示模塊。為了改變頻率范圍，我們使用了三個(gè)開(kāi)關(guān)。第一個(gè)將頻率設(shè)置為 Hz，第二個(gè)將輸出頻率設(shè)置為 KHz，第三個(gè)將頻率設(shè)置為 MHz，我們還有另一個(gè)按鈕可用于啟用或禁用輸出。最后，我們有旋轉(zhuǎn)編碼器，我們必須連接一些上拉電阻，否則這些開(kāi)關(guān)將不起作用，因?yàn)槲覀冋跈z查池方法上的按鈕按下事件。旋轉(zhuǎn)編碼器用于改變頻率，旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)部的輕觸開(kāi)關(guān)用于選擇設(shè)定的波形。

　　基于 AD9833 的函數(shù)發(fā)生器 - Arduino 代碼

　　此項(xiàng)目中使用的完整代碼可在此頁(yè)面底部找到。添加所需的頭文件和源文件后，應(yīng)該可以直接編譯Arduino文件了。您可以從下面給出的鏈接下載ad9833 Arduino 庫(kù)和其他庫(kù)，或者您可以使用板管理器方法安裝庫(kù)。

　　ino中的代碼說(shuō)明。文件如下。首先，我們首先包含所有必需的庫(kù)。AD9833 DDS 模塊庫(kù)首先是 OLED 庫(kù)，我們的一些計(jì)算需要數(shù)學(xué)庫(kù)。

　ino中的代碼說(shuō)明。文件如下。首先，我們首先包含所有必需的庫(kù)。AD9833 DDS 模塊庫(kù)首先是 OLED 庫(kù)，我們的一些計(jì)算需要數(shù)學(xué)庫(kù)。

?

#include  // AD9833 模塊庫(kù)
#include  // OLED 線庫(kù)
#include  // OLED 支持庫(kù)
#include  // OLED 庫(kù)
#include  // 數(shù)學(xué)庫(kù)

?

接下來(lái)，我們?yōu)榘粹o、開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器和 OLED 定義所有必要的輸入和輸出引腳。

?

#define SCREEN_WIDATA_PINH 128 // OLED 顯示寬度（以像素為單位）
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED 顯示高度，以像素為單位
#define SET_FREQUENCY_HZ A2 // 以Hz為單位設(shè)置頻率的按鈕
#define SET_FREQUENCY_KHZ A3 // 以 Khz 為單位設(shè)置頻率的按鈕
#define SET_FREQUENCY_MHZ A6 // 以 Mhz 為單位設(shè)置頻率的按鈕
#define ENABLE_DISABLE_OUTPUT_PIN A7 // 啟用/禁用輸出的按鈕
#define FNC_PIN 4 // AD9833 模塊需要的 Fsync
#define CLK_PIN 8 // 編碼器的時(shí)鐘引腳
#define DATA_PIN 7 // 編碼器的數(shù)據(jù)引腳
#define BTN_PIN 9 // 編碼器上的內(nèi)部按鈕

?

此后，我們定義了此代碼中所需的所有必要變量。首先，我們定義一個(gè)整數(shù)變量計(jì)數(shù)器來(lái)存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)編碼器的值。接下來(lái)的兩個(gè)變量clockPin和clockPinState存儲(chǔ)理解編碼器方向所需的引腳狀態(tài)。我們有一個(gè)時(shí)間變量來(lái)保存當(dāng)前的定時(shí)器計(jì)數(shù)器值，這個(gè)變量用于按鈕去抖動(dòng)。接下來(lái)，我們有一個(gè)無(wú)符號(hào)長(zhǎng)變量moduleFrequency，它保存了計(jì)算的頻率，它將被應(yīng)用。接下來(lái)，我們有debounce delay?？梢愿鶕?jù)需要調(diào)整此延遲。接下來(lái)，我們有三個(gè)布爾變量set_frequency_hz，set_frequency_Khz和?set_frequency_Mhz?這三個(gè)變量用于確定模塊的當(dāng)前設(shè)置。我們將在本文后面更詳細(xì)地討論它。接下來(lái)，我們有存儲(chǔ)輸出波形狀態(tài)的變量，默認(rèn)輸出波形是正弦波。最后，我們有encoder_btn_count變量，它保存用于設(shè)置輸出波形的編碼器按鈕計(jì)數(shù)。

?

整數(shù)計(jì)數(shù)器 = 1；// 如果旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，此計(jì)數(shù)器值將增加或減少
整數(shù)時(shí)鐘引腳；// 旋轉(zhuǎn)編碼器使用的引腳狀態(tài)占位符
整數(shù)時(shí)鐘引腳狀態(tài)；// 旋轉(zhuǎn)編碼器使用的引腳狀態(tài)占位符
無(wú)符號(hào)長(zhǎng)時(shí)間 = 0; // 用于去抖動(dòng)
無(wú)符號(hào)長(zhǎng)模塊頻率；//用于設(shè)置輸出頻率
長(zhǎng)時(shí)間去抖 = 220; // 去抖動(dòng)延遲
布爾 btn_state; // 用于啟用 AD98333 模塊的禁用輸出
布爾 set_frequency_hz = 1; // AD9833模塊的默認(rèn)頻率
bool set_frequency_khz;
bool set_frequency_mhz;
字符串 waveSelect = "SIN"; // 模塊的啟動(dòng)波形
int 編碼器_btn_count = 0; // 用于檢查編碼器按鈕是否按下
接下來(lái)，我們有兩個(gè)對(duì)象，一個(gè)用于 OLED 顯示器，另一個(gè)用于 AD9833 模塊。
Adafruit_SSD1306 顯示（SCREEN_WIDATA_PINH，SCREEN_HEIGHT，&Wire，-1）；
AD9833 gen(FNC_PIN);

?

接下來(lái)，我們有我們的setup()函數(shù)，在該 setup 函數(shù)中，我們首先啟用 Serial 進(jìn)行調(diào)試。我們借助begin()方法初始化 AD9833 模塊。接下來(lái)，我們將所有分配的旋轉(zhuǎn)編碼器引腳設(shè)置為輸入。而我們將時(shí)鐘引腳的值存儲(chǔ)在clockPinState變量中，這是旋轉(zhuǎn)編碼器的必要步驟。

接下來(lái)，我們將所有按鈕引腳設(shè)置為輸入，并在display.begin()方法的幫助下啟用 OLED 顯示，我們還使用if 語(yǔ)句檢查是否有任何錯(cuò)誤。完成后，我們清除顯示并打印啟動(dòng)啟動(dòng)畫(huà)面，我們添加 2 秒的延遲，這也是啟動(dòng)畫(huà)面的延遲，最后，我們調(diào)用update_display()函數(shù)清除屏幕并更新再次顯示。update_display()方法的細(xì)節(jié)將在本文后面討論。

?

無(wú)效設(shè)置（）{
  序列號(hào).開(kāi)始（9600）；// 啟用串行@9600 波特
  gen.Begin(); // 這必須是聲明 AD9833 對(duì)象后的第一個(gè)命令
  pinMode（CLK_PIN，輸入）；// 將引腳設(shè)置為輸入
  pinMode（DATA_PIN，輸入）；
  pinMode（BTN_PIN，INPUT_PULLUP）；
  clockPinState = digitalRead(CLK_PIN);
  pinMode(SET_FREQUENCY_HZ, INPUT);// 將引腳設(shè)置為輸入
  pinMode（SET_FREQUENCY_KHZ，輸入）；
  pinMode（SET_FREQUENCY_MHZ，輸入）；
  pinMode（ENABLE_DISABLE_OUTPUT_PIN，輸入）；
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // 地址 0x3D 為 128x64
    Serial.println(F("SSD1306 分配失敗"));
    為了 （;;）;
  }
  display.clearDisplay(); //清屏
  display.setTextSize(2); // 設(shè)置文本大小
  display.setTextColor（白色）；//設(shè)置液晶顏色
  display.setCursor(30, 0); // 設(shè)置光標(biāo)位置
  display.println("AD9833"); // 打印這個(gè)文本
  display.setCursor(17, 20); // 設(shè)置光標(biāo)位置
  display.println("函數(shù)"); // 打印這個(gè)文本
  display.setCursor(13, 40); // 設(shè)置光標(biāo)位置
  display.println("生成器"); // 打印這個(gè)文本
  顯示.顯示（）；// 更新顯示
  延遲（2000）；// 延遲 2 秒
  更新顯示（）；// 調(diào)用 update_display 函數(shù)
}

?

接下來(lái)，我們有我們的loop()函數(shù)，所有主要功能都寫(xiě)在循環(huán)部分。

首先，我們讀取旋轉(zhuǎn)編碼器的時(shí)鐘引腳并將其存儲(chǔ)在我們之前聲明的 clockPin 變量中。接下來(lái)，在if語(yǔ)句中，我們檢查 pin 的先前值和 pin 的當(dāng)前值是否相似，我們還檢查 pin 的當(dāng)前值。如果全部為真，我們檢查數(shù)據(jù)引腳，如果為真，則表示編碼器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，我們?cè)赾ounter--命令的幫助下減少計(jì)數(shù)器值。否則，我們使用counter ++命令增加計(jì)數(shù)器值。最后，我們用另一個(gè)if語(yǔ)句將最小值設(shè)置為 1。接下來(lái)，我們用當(dāng)前的clockPin更新clockPinState未來(lái)使用的價(jià)值。

?

無(wú)效循環(huán)（）
{
  clockPin = digitalRead(CLK_PIN);
  if (clockPin != clockPinState && clockPin == 1) {
    if (digitalRead(DATA_PIN) != clockPin) {
      柜臺(tái)  - ;
    }
    別的 {
      counter ++;// 編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此遞增
    }
    如果 (計(jì)數(shù)器 < 1 ) 計(jì)數(shù)器 = 1;
    Serial.println(計(jì)數(shù)器);
    更新顯示（）；
  }

?

接下來(lái)，我們有我們的代碼來(lái)檢測(cè)按鈕按下。在本節(jié)中，我們借助一些嵌套的 if 語(yǔ)句來(lái)檢測(cè)編碼器內(nèi)部的按鈕，if (digitalRead(BTN_PIN) == LOW && millis() - time > denounce)，?在此語(yǔ)句中，我們首先檢查按鈕是否引腳是否為低電平，如果它為低電平，則它被按下。然后我們?cè)俅螜z查帶有去抖動(dòng)延遲的計(jì)時(shí)器值，如果兩個(gè)語(yǔ)句都為真，那么我們聲明它是一個(gè)成功的按鈕按下動(dòng)作，如果這樣我們?cè)黾觘ncoder_btn_count值。接下來(lái)，我們聲明另一個(gè) if 語(yǔ)句將最大計(jì)數(shù)器值?設(shè)置為 2，我們需要它，因?yàn)槲覀冋谑褂盟鼇?lái)設(shè)置輸出波形。連續(xù)三個(gè) if 語(yǔ)句就是這樣做的，如果值為 0，則選擇正弦波，如果為 1，則為方波，如果值為 2，則為三角波。在所有這三個(gè)?if 語(yǔ)句中，我們使用?update_display()?函數(shù)更新顯示。?最后，我們用當(dāng)前的計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)器值更新時(shí)間變量。

?

//如果我們檢測(cè)到一個(gè)LOW信號(hào)，按鈕被按下
  if ( digitalRead(BTN_PIN) == LOW && millis() - time > debounce) {
    編碼器_btn_count++；// 增加值
    if (encoder_btn_count > 2) // 如果值大于 2 將其重置為 0
    {
      編碼器_btn_count = 0;
    }
    if (encoder_btn_count == 0) { // 如果值為 0 則選擇正弦波
      波選擇=“罪”；// 用 sin 值更新字符串變量
      更新顯示（）；// 更新顯示
    }
    if (encoder_btn_count == 1) { // 如果值為 1 則選擇方波
      波選擇 = "SQR"; // 用 SQR 值更新字符串變量
      更新顯示（）；// 更新顯示
    }
    if (encoder_btn_count == 2) { // 如果值為 1 則選擇三角波
      波選擇=“三”；// 用 TRI 值更新字符串變量
      update_display();// 更新顯示
    }
    時(shí)間=毫秒（）；// 更新時(shí)間變量
  }

?

接下來(lái)，我們定義所有必要的代碼，這些代碼需要設(shè)置所有具有去抖動(dòng)延遲的按鈕。由于按鈕連接到 Arduino 的模擬引腳，我們使用模擬讀取命令來(lái)識(shí)別按鈕按下，如果模擬讀取值低于 30，則我們檢測(cè)其成功按下按鈕，我們等待 200 毫秒檢查它是實(shí)際的按鈕按下還是僅是噪音。?如果此陳述為真，我們?yōu)椴紶栕兞糠峙溆糜谠O(shè)置函數(shù)發(fā)生器的 Hz、Khz 和 Mhz 值的值。接下來(lái)，我們更新顯示并更新時(shí)間變量。我們?yōu)榕c Arduino 連接的所有四個(gè)按鈕執(zhí)行此操作。

?

  if (analogRead(SET_FREQUENCY_HZ) < 30 && millis() - time > debounce) {   
    set_frequency_hz = 1; //更新布爾值
    設(shè)置頻率khz = 0；
    set_frequency_mhz = 0;
    update_display();// 更新顯示
    time = millis();// 更新時(shí)間變量
  }
  if (analogRead(SET_FREQUENCY_KHZ) < 30 && millis() - time > debounce){
    set_frequency_hz = 0; //更新布爾值
    set_frequency_khz = 1;
    set_frequency_mhz = 0;
    模塊頻率 = 計(jì)數(shù)器 * 1000；
    update_display();// 更新顯示
    time = millis();// 更新時(shí)間變量
  }
  if (analogRead(SET_FREQUENCY_MHZ) < 30 && millis() - time > debounce ) { // 使用去抖延遲檢查模擬引腳
    set_frequency_hz = 0; //更新布爾值
    設(shè)置頻率khz = 0；
    set_frequency_mhz = 1;
    模塊頻率 = 計(jì)數(shù)器 * 1000000；
    update_display();// 更新顯示
    time = millis();// 更新時(shí)間變量
  }
  if (analogRead(ENABLE_DISABLE_OUTPUT_PIN) < 30 && millis() - time > debounce ) {// 使用去抖延遲檢查模擬引腳
    btn_state = ! btn_state; // 反轉(zhuǎn)按鈕狀態(tài)
    gen.EnableOutput(btn_state); // 根據(jù)按鈕狀態(tài)啟用/禁用函數(shù)發(fā)生器的輸出
    update_display();// 更新顯示
    time = millis();// 更新時(shí)間變量
  }
}

?

最后，我們有了update_display()函數(shù)。在此功能中，我們所做的不僅僅是更新此顯示器，因?yàn)轱@示器的某些部分無(wú)法在 OLED 中更新。要更新它，您必須使用新值重新繪制它。這使得編碼過(guò)程變得更加困難。

在這個(gè)函數(shù)中，我們從清除顯示開(kāi)始。接下來(lái)，我們?cè)O(shè)置所需的文本大小。此后，我們?cè)O(shè)置光標(biāo)并使用display.println("Function Function"); 打印函數(shù)生成器；命令。在display.setCursor(0, 20)?函數(shù)??的幫助下，?我們?cè)俅螌⑽谋敬笮≡O(shè)置為 2，將光標(biāo)設(shè)置為 (0,20 ) 。

這是我們打印波浪信息的地方。

?

display.clearDisplay(); // 首先清除顯示
  display.setTextSize(1); //設(shè)置文字大小
  display.setCursor(10, 0); // 設(shè)置光標(biāo)位置
  display.println("函數(shù)生成器"); //打印文本
  display.setTextSize(2);//設(shè)置文字大小
  display.setCursor(0, 20);//設(shè)置光標(biāo)位置

?

接下來(lái)，我們檢查布爾變量以獲取頻率詳細(xì)信息并更新moduleFrequency變量中的值。我們對(duì) Hz、kHz 和 MHz 值執(zhí)行此操作。接下來(lái)，我們檢查waveSelect變量并確定選擇了哪個(gè)波?，F(xiàn)在，我們有了設(shè)置波形類(lèi)型和頻率的值。

?

if (set_frequency_hz == 1 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 0 ) { // 檢查設(shè)置頻率的按鈕是否被按下
    模塊頻率 = 計(jì)數(shù)器；//用當(dāng)前計(jì)數(shù)器值更新moduleFrequency變量
  }
  if (set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 1 && set_frequency_mhz == 0 ) { // 檢查是否按下了設(shè)置 KHz 頻率的按鈕
    moduleFrequency = counter * 1000;//用當(dāng)前計(jì)數(shù)器值更新 moduleFrequency 變量，但我們乘以 1000 將其設(shè)置為 KHZ
  }
  if (set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 1) { // 檢查是否按下了以MHz為單位的頻率設(shè)置按鈕
    模塊頻率 = 計(jì)數(shù)器 * 1000000；
    如果（模塊頻率> 12000000）
    {
      模塊頻率 = 12000000；// 不要讓頻率超過(guò) 12Mhz
      計(jì)數(shù)器 = 12；
    }
  }

  if (waveSelect == "SIN") { // 正弦波被選中
    display.println("SIN");
    gen.ApplySignal(SINE_WAVE, REG0, moduleFrequency);
    Serial.println(moduleFrequency);
  }
  if (waveSelect == "SQR") {// Sqr 波被選中
    display.println("SQR");
    gen.ApplySignal(SQUARE_WAVE, REG0, moduleFrequency);
    Serial.println(moduleFrequency);
  }
  if (waveSelect == "TRI") {// 三波被選中
    display.println("TRI");
    gen.ApplySignal(TRIANGLE_WAVE, REG0, moduleFrequency); // 更新 AD9833 模塊。
    Serial.println(moduleFrequency);
  }

?

我們?cè)俅卧O(shè)置光標(biāo)并更新計(jì)數(shù)器值。我們?cè)俅螜z查布爾值以更新顯示器上的頻率范圍，我們必須這樣做，因?yàn)?OLED 的工作原理非常奇怪。

?

display.setCursor(45, 20);
  display.println(計(jì)數(shù)器); // 在顯示器上打印計(jì)數(shù)器信息。
  如果（set_frequency_hz == 1 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 0）{
    display.setCursor(90, 20);
    display.println("Hz"); // 在顯示器上打印 Hz
    顯示.顯示（）；// 當(dāng)所有設(shè)置更新顯示
  }
  如果（set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 1 && set_frequency_mhz == 0）{
    display.setCursor(90, 20);
    display.println("Khz");
    顯示.顯示（）；// 當(dāng)所有設(shè)置更新顯示
  }
  if (set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 1) {
    display.setCursor(90, 20);
    display.println("Mhz");
    顯示.顯示（）；// 當(dāng)所有設(shè)置更新顯示
  }

?

接下來(lái)，我們檢查按鈕按下變量以將輸出打開(kāi)/輸出關(guān)閉到 OLED。由于 OLED 模塊，這再次需要完成。

?

如果（btn_state）{
    display.setTextSize(1);
    display.setCursor(65, 45);
    display.print("輸出開(kāi)啟"); // 打印輸出到顯示器
    顯示.顯示（）；
    display.setTextSize(2);
  }
  別的 {
    display.setTextSize(1);
    display.setCursor(65, 45);
    display.print("輸出關(guān)閉"); // 打印輸出到顯示器
    顯示.顯示（）；
    display.setTextSize(2);
  }

?

　　這標(biāo)志著我們編碼過(guò)程的結(jié)束。如果此時(shí)有疑惑，可以查看代碼中的注釋進(jìn)一步理解。

　　測(cè)試基于 AD9833 的函數(shù)發(fā)生器

　　為了測(cè)試電路，使用上述設(shè)置。如您所見(jiàn)，我們已將 12V 直流電源適配器連接到 DC 筒形插孔，并將 Hantek 示波器連接到電路的輸出端。我們還將示波器連接到筆記本電腦，以可視化和測(cè)量輸出頻率。

　　完成后，我們?cè)谛D(zhuǎn)編碼器的幫助下將輸出頻率設(shè)置為 5Khz，并測(cè)試輸出正弦波，果然，輸出端是 5Khz 正弦波。

　　接下來(lái)，我們將輸出波形改為三角波，但頻率保持不變，輸出波形如下圖所示。

　　然后我們把輸出改成方波，觀察輸出，是一個(gè)完美的方波。

　　我們還改變了頻率范圍并測(cè)試了輸出，它運(yùn)行良好。

　　進(jìn)一步增強(qiáng)

　　該電路只是概念驗(yàn)證，需要進(jìn)一步增強(qiáng)。首先，我們需要一塊優(yōu)質(zhì)的 PCB 和一些優(yōu)質(zhì)的 BNC 連接器用于輸出，否則我們無(wú)法獲得更高的頻率。模塊的幅度非常低，因此為了增強(qiáng)它，我們需要一些運(yùn)算放大器電路來(lái)放大輸出電壓。可以連接電位計(jì)以改變輸出幅度?？梢赃B接一個(gè)用于抵消信號(hào)的開(kāi)關(guān)；這也是必備功能。此外，代碼需要大量改進(jìn)，因?yàn)樗悬c(diǎn)錯(cuò)誤。最后，OLED 顯示器需要更換，否則無(wú)法編寫(xiě)易于理解的代碼。

#include // AD9833 模塊

庫(kù) #include // OLED 線庫(kù)

#include // OLED 支持庫(kù)

#include // OLED 庫(kù)

#include // 數(shù)學(xué)庫(kù)

#define SCREEN_WIDATA_PINH 128 // OLED 顯示屏寬度，以像素為單位

#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED 顯示屏高度，以像素為單位

#define SET_FREQUENCY_HZ A2 // 設(shè)置頻率的按鈕，以 Hz 為單位

#define SET_FREQUENCY_KHZ A3 // 以 Khz 為單位設(shè)置頻率

的按鈕 #define SET_FREQUENCY_MHZ A6 // 以 Mhz 為單位設(shè)置頻率的按鈕

#define ENABLE_DISABLE_OUTPUT_PIN A7 // 啟用/禁用輸出的按鈕

#define FNC_PIN 4 // AD9833 模塊所需的 Fsync

#define CLK_PIN 8 // 編碼器時(shí)鐘引腳

#define DATA_PIN 7 // 編碼器數(shù)據(jù)引腳

#define BTN_PIN 9 // 編碼器內(nèi)部按鈕

int counter = 1; // 如果旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)

int clockPin; // 這個(gè) Counter 值會(huì)增加或減少 // 旋轉(zhuǎn)編碼器使用的占位符 por 引腳狀態(tài)

int clockPinState; // 旋轉(zhuǎn)編碼器使用的占位符 por 引腳狀態(tài)

unsigned long time = 0; // 用于去抖動(dòng)

unsigned long moduleFrequency; // 用于設(shè)置輸出頻率

在

long debounce = 220; // 去抖動(dòng)延遲

bool btn_state; // 用于啟用 AD98333 模塊的禁用輸出

bool set_frequency_hz = 1; // AD9833模塊的默認(rèn)頻率

bool set_frequency_khz;?

bool set_frequency_mhz;?

字符串 waveSelect = "SIN"; // 模塊啟動(dòng)波形

int encoder_btn_count = 0; // 用于檢查編碼器按鈕按下

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDATA_PINH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);?

AD9833 gen(FNC_PIN);?

無(wú)效設(shè)置（）{

? 序列.開(kāi)始（9600）；

? gen.Begin(); // 這必須是聲明 AD9833 對(duì)象

? pinMode(CLK_PIN, INPUT) 后的第一個(gè)命令；

? pinMode（DATA_PIN，輸入）；

? pinMode（BTN_PIN，INPUT_PULLUP）；

? clockPinState = digitalRead(CLK_PIN);?

? pinMode（SET_FREQUENCY_HZ，輸入）；

? pinMode（SET_FREQUENCY_KHZ，輸入）；

? pinMode（SET_FREQUENCY_MHZ，輸入）；

? pinMode（ENABLE_DISABLE_OUTPUT_PIN，輸入）；

? if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // 地址 0x3D for 128x64?

? ? Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));?

? ? 為了 （;;）;?

? }?

? display.clearDisplay(); // 清屏

? display.setTextSize(2); // 設(shè)置文本大小

? display.setTextColor(WHITE); // 設(shè)置 LCD 顏色

? display.setCursor(30, 0); // 設(shè)置光標(biāo)位置

? display.println("AD9833"); // 打印這個(gè)文本

? display.setCursor(17, 20); // 設(shè)置光標(biāo)位置

? display.println("Function"); // 打印這個(gè)文本

? display.setCursor(13, 40); // 設(shè)置光標(biāo)位置

? display.println("Generator"); // 打印這個(gè)文本

? 顯示.顯示（）；// 更新顯示

? 延遲（2000）；// 延遲 2 秒

? update_display(); // 調(diào)用 update_display 函數(shù)

}?

void loop()?

{?

? clockPin = digitalRead(CLK_PIN);?

? if (clockPin != clockPinState && clockPin == 1) {?

? ? if (digitalRead(DATA_PIN) != clockPin) {

? ? ? 計(jì)數(shù)器 --;?

? ? }?

? ? else {?

? ? ? counter ++;// 編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以遞增

? ? }?

? ? if (counter < 1) counter = 1;?

? ? Serial.println(計(jì)數(shù)器);?

? ? 更新顯示（）；

? }

? 時(shí)鐘引腳狀態(tài) = 時(shí)鐘引腳；// 記住最后的 CLK_PIN 狀態(tài)

? //如果我們檢測(cè)到 LOW 信號(hào)，按鈕被按下

? if (digitalRead(BTN_PIN) == LOW && millis() - time > debounce) {?

? ? encoder_btn_count++; // 增加值

? ? if (encoder_btn_count > 2) // 如果值大于 2 將其重置為 0?

? ? {?

? ? ? encoder_btn_count = 0;?

? ? }?

? ? if (encoder_btn_count == 0) { // 如果值為 0 則選擇正弦波

? ? ? waveSelect = "SIN"; // 用 sin 值更新字符串變量

? ? ? update_display(); // 更新顯示

? ? }?

? ? if (encoder_btn_count == 1) { // 如果值為 1 則選擇方波

? ? ? waveSelect = "SQR"; // 使用 SQR 值更新字符串變量

? ? ? update_display(); // 更新顯示

? ? }

? ? if (encoder_btn_count == 2) { // 如果值為 1 則選擇三角波

? ? ? waveSelect = "TRI"; // 用 TRI 值更新字符串變量

? ? ? update_display();// 更新顯示

? ? }?

? ? time = millis(); // 更新時(shí)間變量

? }?

? // 使用analogread方法檢查按鈕按下動(dòng)作

? // 稍微延遲以幫助消除讀數(shù)

? if (analogRead(SET_FREQUENCY_HZ) < 30 && millis() - time > debounce) { // 檢查analogpin有去抖延遲

? ? //更新布爾值

? ? set_frequency_hz = 1;?

? ? 設(shè)置頻率khz = 0；

? ? set_frequency_mhz = 0;?

? ? update_display();// 更新顯示

? ? time = millis();// 更新時(shí)間變量

? }?

? if (analogRead(SET_FREQUENCY_KHZ) < 30 && millis() - time > debounce) { // 使用 debounce delay 檢查analogpin?

? ? //更新布爾值

? ? set_frequency_hz = 0;?

? ? set_frequency_khz = 1;?

? ? set_frequency_mhz = 0;?

? ? 模塊頻率 = 計(jì)數(shù)器 * 1000；

? ? update_display();// 更新顯示

? ? 時(shí)間 = millis();// 更新時(shí)間變量

? }?

? if (analogRead(SET_FREQUENCY_MHZ) < 30 && millis() - time > debounce ) { // 使用 debounce delay 檢查analogpin?

? ? //update布爾值

? ? set_frequency_hz = 0;?

? ? 設(shè)置頻率khz = 0；

? ? set_frequency_mhz = 1;

? ? 模塊頻率 = 計(jì)數(shù)器 * 1000000；

? ? update_display();// 更新顯示

? ? 時(shí)間 = millis();// 更新時(shí)間變量

? }?

? if (analogRead(ENABLE_DISABLE_OUTPUT_PIN) < 30 && millis() - time > debounce ) {// 使用 debounce delay 檢查analogpin?

? ? btn_state = ! btn_state; // 反轉(zhuǎn)按鈕狀態(tài)

? ? gen.EnableOutput(btn_state); // 根據(jù)按鈕狀態(tài)啟用/禁用函數(shù)發(fā)生器的輸出

? ? update_display();// 更新顯示

? ? time = millis();// 更新時(shí)間變量

? }?

}?

void update_display()?

{?

? display.clearDisplay(); // 首先清除顯示

? display.setTextSize(1); //設(shè)置文本大小

? display.setCursor(10, 0); // 設(shè)置光標(biāo)位置

? display.println("Function Generator"); //打印文本

? display.setTextSize(2);//設(shè)置文本大小

? display.setCursor(0, 20);//設(shè)置光標(biāo)位置

? if (set_frequency_hz == 1 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 0 ) { / / 檢查是否按下了以Hz為單位設(shè)置頻率的按鈕

? ? moduleFrequency = counter; //更新模塊頻率變量與當(dāng)前計(jì)數(shù)器值

? }

? if (set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 1 && set_frequency_mhz == 0 ) { // 檢查是否按下了設(shè)置 KHz 頻率的按鈕

? ? moduleFrequency = counter * 1000;//更新模塊頻率變量與當(dāng)前計(jì)數(shù)器值但我們相乘1000 to set it on KHZ?

? }?

? if (set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 1) { // 檢查設(shè)置頻率的按鈕是否被按下

? ? moduleFrequency = counter * 1000000;?

? ? if (moduleFrequency > 12000000)?

? ? {?

? ? ? moduleFrequency = 12000000; // 不要讓頻率大于 12Mhz

? ? ? 計(jì)數(shù)器 = 12;?

? ? }?

? }?

? if (waveSelect == "SIN"

? ? display.println("SIN");?

? ? gen.ApplySignal(SINE_WAVE, REG0, moduleFrequency);?

? ? Serial.println(moduleFrequency);?

? }?

? if (waveSelect == "SQR") {// 選擇 Sqr 波

? ? display.println("SQR");?

? ? gen.ApplySignal(SQUARE_WAVE, REG0, moduleFrequency);?

? ? Serial.println(moduleFrequency);?

? }?

? if (waveSelect == "TRI") {// 選擇三波

? ? display.println("TRI");?

? ? gen.ApplySignal(TRIANGLE_WAVE, REG0, moduleFrequency); // 更新 AD9833 模塊。

? ? Serial.println(moduleFrequency);?

? }?

? display.setCursor(45, 20);?

? display.println(計(jì)數(shù)器); // 在顯示屏上打印計(jì)數(shù)器信息。

? if (set_frequency_hz == 1 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 0 ) {?

? ? display.setCursor(90, 20);?

? ? display.println("Hz"); // 在顯示器上打印 Hz?

? ? display.display(); // 當(dāng)所有設(shè)置更新顯示

? }?

? if (set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 1 && set_frequency_mhz == 0 ) {?

? ? display.setCursor(90, 20);?

? ? display.println("Khz");?

? ? 顯示.顯示（）；// 當(dāng)所有設(shè)置更新顯示

? }?

? if (set_frequency_hz == 0 && set_frequency_khz == 0 && set_frequency_mhz == 1) {?

? ? display.setCursor(90, 20);?

? ? display.println("Mhz");?

? ? 顯示.顯示（）；

? if (btn_state) {??

? ? display.setTextSize(1);?

? ? display.setCursor(65, 45);?

? ? display.print("輸出開(kāi)啟"); // 將輸出打印到顯示器

? ? display.display();?

? ? display.setTextSize(2);?

? }

? 其他 {?

? ? display.setTextSize(1);?

? ? display.setCursor(65, 45);?

? ? display.print("輸出關(guān)閉"); // 打印輸出到顯示器

? ? display.display();?

? ? display.setTextSize(2);?

? }?

}