苏ICP备112451047180号-6
基于ANDROID结合CPLD的DDS波形信号发生器研制——ANDROID以及蓝牙部分
本课题研究的是基于安卓结合CPLD的DDS波形信号发生器设计，基于手机平台,借助于蓝牙技术,设计和实现了DDS波形信号发生器。设计以手机控制平台、蓝牙通讯模块、等硬件模块组成的DDS波形信号发生器。
阐述一种通过手机蓝牙DDS波形信号发生器软、硬件设计。手机蓝牙作为客户端,客户端采用Eclipse开发环境,JAVA编程,AD9851 为核心芯片，测试结果表明系统具有高频率稳定性的主要特点。输出信号稳定不失真，控制灵活，具有广泛的实际应用前景。
前 言
近年来,直接数字频率合成器(Direct Digital Fre2quency Synthesis 简称DDS 或DDFS) 有着飞速的发展，它是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字；频率分辨率取决于累加器位数；相位分辨率取决于ROM的地址线位数；幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和DIA转换器位数等。基于DDS信号发生器有如下优点：(1)频率分辨率高，输出频点多，可达N个频点(N为相位累加器位数)；(2)频率切换速度快，可达μs量级；(3)频率切换时相位连续；(4)可以输出宽带正交信号；(5)输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；(6)可以产生任意波形；(7)全数字化便于集成，体积小，重量轻。 DDS的核心部件是相位累加器，它由N位加法器与N位相位寄存器构成，类似一个简单的计数器。每来一个时钟脉冲，相位寄存器的输出就增加一个步长的相位增量值，加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加结果送至累加寄存器的数据输入端。相位累加器进入线性相位累加，累加至满量程时产生一次计数溢出，这个溢出频率即为DDS的输出频率。具有相对带宽、频率分辨率高、频率转换时间短、控制灵活和全数字化的优点，并且成本低，功耗小。它的优越性能使其在跳频通信、雷达系统、电子测量等领域得到了广泛的应用。采用DDS 芯片AD9851和51 单片机实现的正弦信号发生器，输出信号具有高精度、高频率、高稳定度的特点。
Andriod是一个完全开放的标准平台，在2007年11月5日这天，谷歌公司正式向外界展示了这款名为Android的操作系统，并且在这天谷歌宣布建立一个全球性的联盟组织，该组织由34家手机制造商、软件开发商、电信运营商以及芯片制造商共同组成。这一联盟将支持谷歌发布的手机操作系统以及应用软件，将共同开发Android系统的开放源代码。本程序是基于Android 2．1系统，所用开发工具为Eclipse集成开发环境，Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境(IDE)。最初主要用来Java语言开发，但是目前亦有人通过插件使其作为其他计算机语言比如C++、Python和Android的开发工具，在此开发环境下开发软件非常的方便。
设计方案分析
一、 设计要求
本次设计要求实现一个手机可以远程通过蓝牙控制DDS波形信号发生器。要求学生对单片机和安卓手机开发有一定程度的理解，会基本的C语言和java，熟练掌握软件的使用与程序下载以及安卓手机软件开发环境。
二、 设计构思
通过查找资料进行方案论证和选择，可以确定出该系统的整体构成。本设计是以设置手机界面。为蓝牙接收模块，通过与手机端的蓝牙进行连接配对，从而接收从手机端发送过来的动作指令。是基于安卓结合CPLD的DDS波形信号发生器设计，基于手机平台,借助于蓝牙技术,设计和实现了DDS波形信号发生器。设计以手机控制平台、蓝牙通讯模块、等硬件模块组成的DDS波形信号发生器。
三、蓝牙模块的选择
本模块分主机和从机，主机能和从机配对通信，从机与从机之间或主机与主机之间不能通信，从机能和电脑、手机等的蓝牙配对通信，购买时默认为从机。我们在做智能小车控制时，蓝牙模块主要是实现接收从手机端发送过来的指令，所以我们需要的是从机模块。蓝牙串口在模块功能上，偶数命名的互相兼容，从机命名的也互相兼容，也就是说，HC-04与HC-06，HC-03与HC-05在功能上是兼容的。HC-04与HC-06是比较早的版本，用户不可以自己切换主机或者从机，AT指令集很少，包括修改蓝牙名（限于从机），修改密码，修改波特率，询问版本号等几个基本功能。在本次设计中我们只需实现简单的通信，因此选用HC-06模块。HC-06模块只记忆最后一次配对过的从机，并只与该从机配对，直到KEY（26脚）高电平触发时放弃记忆，26脚默认应该为低电平。
参考文献
[1] 符强，任风华.基于手机蓝牙的DDS波形信号发生器的设计[J].广西桂林电子科技大学信息与通信学院；广西桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，2010.
[2] 林长青,成海量.基于Android系统和蓝牙通信的手机遥控车设计[J]. 广东科贸职业学院，2012
[3] Shelden Joe,XDA Developers' Android Hacker's Toolkit，2012：45
[4] Andrew Hoog，Android Forensics: Investigation, Analysis and Mobile Security for Google Android，2011：27-33
[5] 孙玉艳,. 实现PC机与单片机的数据通信与控制[J]. 广东白云职业技术学院广州白云工商高级技工学校学报,2002,(4).
[6] 孙育才,单片微型计算机及其应用[M].东南大学出版社,2004.
[7] 王淑芳,电机驱动技术[M].科学出版社，2008
[8] 韩超，梁泉著.Android系统原理及开发要点详解[M].北京：电子工业出版社（第1版），2010.
[9] Jonathan Zdziarski ，Hacking and Securing Applications: Stealing Data, Hijacking Software, and How to Prevent It，2012：432
[10] Mourad Debbabi, Mohamed Saleh, Chamseddine Talhi and Sami Zhioua Embedded Java Security: Security for Mobile Devices，2010：221-223
[11] Stephen Arolagon,Clark and David Thiel Mobile Application Security，2012：157-161
[12] 李学军. 如何用MCS-51单片机扩展串口进行通讯[J]. 宁夏机械,2003,(2).
[13] 张毅刚,彭喜元,彭宇.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社,2010.
[14] 李艳红,. 单片机I/O口不宜用作直接驱动出口[J]. 电站设备自动化,2003,(2).
[15] 许超,吴新杰,张丹. 基于Proteus和Keil的单片机课程教学改革[J]. 辽宁大学学报(自然科学版),2011,(1).
[16] 许晓宁. Java Native Interface应用研究[J];计算机科学，2006，（10）：295-296，299.
[17] Jeff Six ，Application Security for the Android Platform: Processes, Permissions, and Other Safeguards，2011：460-462
[18] Godfrey Nolan ，Decompiling Android，2012：158
[19] 雷明剑. Java Applet技术在网络管理中的研究及应用[D]. 重庆：重庆大学，2007.
[20] 张桂珠,刘丽,陈爱国.Java面向对象程序设计[M].北京邮电大学出版社（第2版）
[21] Ken Dunham ，Mobile Malware Attacks and Defense，2008：162
[22] Graham J. Lee ，Professional Cocoa Application Security，2010：117-119
[23] 毕广吉.Java程序设计实例教程[M]. 北京：冶金工业出版社，2007 年
[24] 李宁 Android开发权威指南.北京：人民邮电出版社，2011.9 第一版：27-32
[25] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.北京：电子工程出版社，2009.1：98-103
本课题研究的是基于安卓结合CPLD的DDS波形信号发生器设计，基于手机平台,借助于蓝牙技术,设计和实现了DDS波形信号发生器。设计以手机控制平台、蓝牙通讯模块、等硬件模块组成的DDS波形信号发生器。
阐述一种通过手机蓝牙DDS波形信号发生器软、硬件设计。手机蓝牙作为客户端,客户端采用Eclipse开发环境,JAVA编程,AD9851 为核心芯片，测试结果表明系统具有高频率稳定性的主要特点。输出信号稳定不失真，控制灵活，具有广泛的实际应用前景。
前 言
近年来,直接数字频率合成器(Direct Digital Fre2quency Synthesis 简称DDS 或DDFS) 有着飞速的发展，它是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字；频率分辨率取决于累加器位数；相位分辨率取决于ROM的地址线位数；幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和DIA转换器位数等。基于DDS信号发生器有如下优点：(1)频率分辨率高，输出频点多，可达N个频点(N为相位累加器位数)；(2)频率切换速度快，可达μs量级；(3)频率切换时相位连续；(4)可以输出宽带正交信号；(5)输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；(6)可以产生任意波形；(7)全数字化便于集成，体积小，重量轻。 DDS的核心部件是相位累加器，它由N位加法器与N位相位寄存器构成，类似一个简单的计数器。每来一个时钟脉冲，相位寄存器的输出就增加一个步长的相位增量值，加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加结果送至累加寄存器的数据输入端。相位累加器进入线性相位累加，累加至满量程时产生一次计数溢出，这个溢出频率即为DDS的输出频率。具有相对带宽、频率分辨率高、频率转换时间短、控制灵活和全数字化的优点，并且成本低，功耗小。它的优越性能使其在跳频通信、雷达系统、电子测量等领域得到了广泛的应用。采用DDS 芯片AD9851和51 单片机实现的正弦信号发生器，输出信号具有高精度、高频率、高稳定度的特点。
Andriod是一个完全开放的标准平台，在2007年11月5日这天，谷歌公司正式向外界展示了这款名为Android的操作系统，并且在这天谷歌宣布建立一个全球性的联盟组织，该组织由34家手机制造商、软件开发商、电信运营商以及芯片制造商共同组成。这一联盟将支持谷歌发布的手机操作系统以及应用软件，将共同开发Android系统的开放源代码。本程序是基于Android 2．1系统，所用开发工具为Eclipse集成开发环境，Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境(IDE)。最初主要用来Java语言开发，但是目前亦有人通过插件使其作为其他计算机语言比如C++、Python和Android的开发工具，在此开发环境下开发软件非常的方便。
设计方案分析
一、 设计要求
本次设计要求实现一个手机可以远程通过蓝牙控制DDS波形信号发生器。要求学生对单片机和安卓手机开发有一定程度的理解，会基本的C语言和java，熟练掌握软件的使用与程序下载以及安卓手机软件开发环境。
二、 设计构思
通过查找资料进行方案论证和选择，可以确定出该系统的整体构成。本设计是以设置手机界面。为蓝牙接收模块，通过与手机端的蓝牙进行连接配对，从而接收从手机端发送过来的动作指令。是基于安卓结合CPLD的DDS波形信号发生器设计，基于手机平台,借助于蓝牙技术,设计和实现了DDS波形信号发生器。设计以手机控制平台、蓝牙通讯模块、等硬件模块组成的DDS波形信号发生器。
三、蓝牙模块的选择
本模块分主机和从机，主机能和从机配对通信，从机与从机之间或主机与主机之间不能通信，从机能和电脑、手机等的蓝牙配对通信，购买时默认为从机。我们在做智能小车控制时，蓝牙模块主要是实现接收从手机端发送过来的指令，所以我们需要的是从机模块。蓝牙串口在模块功能上，偶数命名的互相兼容，从机命名的也互相兼容，也就是说，HC-04与HC-06，HC-03与HC-05在功能上是兼容的。HC-04与HC-06是比较早的版本，用户不可以自己切换主机或者从机，AT指令集很少，包括修改蓝牙名（限于从机），修改密码，修改波特率，询问版本号等几个基本功能。在本次设计中我们只需实现简单的通信，因此选用HC-06模块。HC-06模块只记忆最后一次配对过的从机，并只与该从机配对，直到KEY（26脚）高电平触发时放弃记忆，26脚默认应该为低电平。
参考文献
[1] 符强，任风华.基于手机蓝牙的DDS波形信号发生器的设计[J].广西桂林电子科技大学信息与通信学院；广西桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，2010.
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[13] 张毅刚,彭喜元,彭宇.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社,2010.
[14] 李艳红,. 单片机I/O口不宜用作直接驱动出口[J]. 电站设备自动化,2003,(2).
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[23] 毕广吉.Java程序设计实例教程[M]. 北京：冶金工业出版社，2007 年
[24] 李宁 Android开发权威指南.北京：人民邮电出版社，2011.9 第一版：27-32
[25] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.北京：电子工程出版社，2009.1：98-103
目 录
前 言 ………………………………………………………………………………………………1
第一章 绪论………………………………………………………………………………………2
第一节 国内外研究现状………………………………………………………………………2
第二节 发展趋势分析…………………………………………………………………………4
第三节 本章小结…………………………………………………………………………………4
第二章 设计方案分析……………………………………………………………………………5
第一节 设计方案分析确定………………………………………………………………………5
第二节 本章小结………………………………………………………………………………8
第三章 安卓操作系统概述 …………………………………………………………………9
第一节 安卓操作系统发展历史及趋势 ……………………………………………… ……9
第二节 Android开发环境搭建 ………………………………………………………………9
一、 Android的基本介绍 …………………………………………………………………9
二、 Android系统构架………………………………………………………………………10
三、 Android开发包及其工具的安装和配置………………………………………………11
第三节 本章小结………………………………………………………………………………13
第四章 系统硬件电路设计 ………………………………………………………………14
第一节 单片机最小系统………………………………………………………………………14
第二节 蓝牙模块………………………………………………………………………………21
第三节 本章小结………………………………………………………………………………22
第五章 系统软件程序设计 ……………………………………………………………………23
第一节 主程序设计…………………………………………………………………………23
第二节 手机端程序设计………………………………………………………………………25
一、 手机界面程序设计……………………………………………………………………27
二、 手机监听程序设计……………………………………………………………………28
第三节 本章小结………………………………………………………………………………29
第六章 系统整体的调试…………………………………………………………………………31
第一节 调试的方案……………………………………………………………………………31
第二节 硬件电路调试…………………………………………………………………………31
一、 独立元件的检测………………………………………………………………………31
二、 单片机最小系统的调试………………………………………………………………33
三、 电源电路的测试………………………………………………………………………34
第三节 软件试……………………………………………………………………………37
第四节 系统整体调试………………………………………………………………………38
第五节 本章小结………………………………………………………………………………40
结 论 …………………………………………………………………………………………41
致 谢…………………………………………………………………………………………43
参考文献 …………………………………………………………………………………………44
附 录 …………………………………………………………………………………………46
一、英文原文…………………………………………………………………………………46
二、英文翻译………………………………………………………………………………54
三、源程序……………………………………………………………………………………60
