DDS信号发生器（AD9833 + MCP41010）

简介

本项目基于MicroPython v1.23.0开发，通过AD9833 DDS信号发生器芯片与MCP41010单通道数字电位器芯片配合，实现幅度、相位、频率可调的DDS信号生成功能。项目采用模块化设计，驱动与业务逻辑分离，可便捷部署在支持MicroPython的主控板（如Raspberry Pi Pico）上。

主要功能

控制AD9833生成多种波形：正弦波、方波、1/2频率方波、三角波；
支持AD9833双频率/相位寄存器配置，可灵活切换不同频率（0~MHz级）、相位（0~360°）参数；
通过MCP41010数字电位器精准调节DDS信号输出幅度（调节范围0~255）；
MCP41010支持电源关断模式，可降低闲置状态下的功耗；
完善的参数校验机制，避免无效输入导致硬件异常。

硬件要求

主控板：支持MicroPython的MCU板（如Raspberry Pi Pico、ESP32等）；
核心芯片：AD9833 DDS信号发生器芯片、MCP41010单通道数字电位器芯片；
外设配件：SPI总线连接所需的杜邦线、5V/3.3V稳压电源、面包板；
引脚要求：主控板需提供至少1路SPI外设（含SCK、MOSI、CS引脚）。

文件说明

文件名	功能说明
mcp41010.py	MCP41010数字电位器驱动类，封装SPI通信、电位器值设置、关断模式等核心功能
main.py	主程序，初始化AD9833/MCP41010，配置信号频率/相位/波形，演示核心功能
ad9833.py	AD9833 DDS芯片驱动类（代码中导入，需自行补充对应驱动）

软件设计核心思想

模块化封装：将MCP41010硬件操作封装为独立类，提供set_value（设置电位值）、set_shutdown（关断模式）等简洁接口，便于复用和维护；
SPI通信标准化：统一配置SPI总线参数（波特率1MHz、极性0、相位0），保证AD9833与MCP41010通信的稳定性和兼容性；
参数安全校验：MCP41010的set_value方法对输入值做范围校验，超出0~max_value时抛出ValueError，避免硬件异常；
分层解耦：驱动类专注硬件底层通信，主程序专注业务逻辑（信号配置），降低代码耦合度，便于功能扩展。

使用说明

1. 硬件连接

芯片	引脚	主控板引脚（示例）
AD9833	SCLK	GP18
AD9833	MOSI(SDO)	GP19
AD9833	CS	GP20
MCP41010	SCLK	GP18
MCP41010	MOSI	GP19
MCP41010	CS	GP21

注：SPI总线支持多设备共享SCK/MOSI，通过独立CS引脚区分设备，需确保所有引脚电平匹配（3.3V）。

2. 环境准备

主控板烧录MicroPython v1.23.0固件；
将mcp41010.py、ad9833.py、main.py上传至主控板文件系统；

3. 运行程序

主控板上电，程序自动执行（上电延时3秒初始化）；
可修改main.py中的参数（频率、相位、电位器值、波形模式）自定义输出信号；
运行过程中可通过串口查看调试日志（如“FreakStudio: Using AD9833 and DS3502 to implement DDS signal generator”）。

示例程序

以下为核心功能示例（摘自main.py），演示AD9833与MCP41010的基础使用：

# Python env   : MicroPython v1.23.0
# 导入依赖模块
from machine import Pin
import time
from ad9833 import AD9833
from mcp41010 import MCP41010

# 上电延时初始化
time.sleep(3)
print("初始化DDS信号发生器...")

# 初始化AD9833（SPI0：MOSI-GP19、SCLK-GP18、CS-GP20，主时钟25MHz）
ad9833 = AD9833(sdo=19, clk=18, cs=20, fmclk=25, spi_id=0)
# 初始化MCP41010（SPI0：MOSI-GP19、SCLK-GP18、CS-GP21，最大调节值255）
mcp41010 = MCP41010(clk_pin=18, cs_pin=21, mosi_pin=19, spi_id=0, max_value=255)

# 配置AD9833频率/相位
ad9833.set_frequency(5000, 0)  # 频率寄存器0：5000Hz
ad9833.set_phase(0, 0, rads=False)  # 相位寄存器0：0°
ad9833.set_frequency(1300, 1) # 频率寄存器1：1300Hz
ad9833.set_phase(180, 1, rads=False) # 相位寄存器1：180°

# 选择频率/相位寄存器0，输出正弦波
ad9833.select_freq_phase(0, 0)
ad9833.set_mode('SIN')

# 调节MCP41010电位器值（幅度调节）
mcp41010.set_value(125)

# 可选：切换为方波输出
# ad9833.set_mode('SQUARE')
# 可选：切换为三角波输出
# ad9833.set_mode('TRIANGLE')
# 可选：关断MCP41010降低功耗
# mcp41010.set_shutdown()

注意事项

SPI参数修改：AD9833/MCP41010的SPI波特率默认1MHz，修改前需确认芯片手册，避免超出通信速率范围；
电位器值范围：MCP41010的set_value方法仅支持0~max_value（默认255），超出范围会抛出ValueError；
硬件保护：接线前需断电，避免引脚接反/短路导致芯片损坏；
时钟配置：AD9833的fmclk（主时钟）需与实际硬件匹配（默认25MHz），否则频率计算会偏差；
关断模式：MCP41010进入关断模式后，电位器调节功能失效，需重新调用set_value恢复。

联系方式

如有任何问题或需要帮助，请通过以下方式联系开发者：
📧 邮箱：liqinghsui@freakstudio.cn
💻 GitHub：https://github.com/FreakStudioCN

许可协议

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OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
SOFTWARE.

Name	Size	Type
LICENSE	1.1KB	File
README.md	7.1KB	Doc
code/ad9833.py	20.0KB	Python
code/main.py	46B	Main
code/mcp41010.py	50B	Python
package.json	465B	Conf

ad9833_driver