摘要：信号发生器作为一种电子设备，无论是在教学、科研还是在工程技术中，都有着广泛的应用。随着电子技术的发展，集成度高、通用性好、性价比高、设计灵活等特点成为了信号发生器的重要发展方向。

本设计从工程应用的角度出发，提出基于STM32F4系列芯片和DAC数模转换器（AD5754）的三相正弦信号发生器系统的设计方案，并针对该方案进行了具体的硬件电路设计、人机操作界面设计和控制系统的软件设计。由单片机控制DAC芯片输出三相正弦信号，利用反馈电路采集信号的幅值、频率和相位差来实现闭环，可通过串口触摸屏调节参数。整个方案在实现的过程中采用软硬件结合的方法，充分利用了硬件的多功能性、高速性和低功耗以及软件的灵活性。

在完成系统软硬件设计后，对三相正弦信号发生器进行输出性能测试和结果分析，结果表明，本系统实现了三相正弦信号发生器的基本功能，达到了预期效果，在输出信号波形和装置成本上有很大的优势。

关键词：三相信号发生器；串口通信；DAC数模转换器；幅频调制；

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

1.1 课题的背景和意义-1

1.2 国内外发展状况-1

1.3 本文的主要工作和内容安排-2

2. 系统的总体设计-4

2.1 设计目标-4

2.2 系统的总体设计方案-4

3. 硬件电路设计-6

3.1 系统整体的硬件设计-6

3.2 电源供电系统设计-6

3.2.1电源芯片选型-6

3.2.2  DC±12V电路应用设计-7

3.2.3  DC+5V、+3.3V和+2.5V电路应用设计-8

3.3  MCU最小系统的设计-9

3.4 三相正弦信号产生的设计-10

3.5 信号反馈电路的设计-11

3.5.1 电压反馈电路设计-12

3.5.2 频率与相位差信号反馈-12

3.6 串口屏通信电路设计-14

3.7 保护电路设计-14

4. 软件程序设计-15

4.1 系统程序整体设计-15

4.2系统初始化程序设计-15

4.2.1 系统时钟初始化-16

4.2.2 ADC采集初始化-16

4.2.3 TIM初始化-17

4.3 三相正弦信号产生的程序设计-17

4.3.1  AD5754控制程序设计-18

4.3.2 正弦波函数的实现-19

4.4反馈信号处理程序设计-21

4.4.1 输出电压反馈处理程序设计-21

4.4.2 频率与相位差反馈程序设计-22

4.4.3 PID调节软件设计-24

4.5 人机交互界面设计-25

4.6保护控制程序设计-26

5. 调试与分析-27

5.1 调试方案-27

5.2 调试过程-28

5.2.1正弦信号输出测试-28

5.2.2反馈信号采集测试-30

5.3 调试结果与分析-31

6. 总结与展望-32

6.1 总结-32

6.2 展望-32

6.3 对环境和社会可持续发展的影响-33

参考文献-34

致 谢-35

附 录-36

附录一 原理图和PCB-36

附录二 实物图-39

附录三 系统核心代码-39