【正文】 d Frequency Synthsizer is the amount of time taken by the Frequency Synthesizer to attain the target frequency after powerup, or after a programmed output frequency change. The Resolution of a PLLbased Frequency Synthesizer is base on the number of bits in the P and Q counter. The Resolution will determine in what size increments the frequency can change. The Deadband of a PLLbased Frequency Synthesizer is the largest phase difference between the reference and the feedback inputs, which will not be corrected by the PLL. Multiple PLLs are needed within a single frequency synthesizer to generate multiple unrelated frequencies. Frequency synthesizers are gaining in popularity as system plexity increases and systems utilize multiple clocks. The term “Clock Generator” is interchangeably used wit “Frequency Synthesizer.” Clock Buffers A Clock Buffer is a device in which the output waveform directly follows the input waveform. The input waveform propagates through the device and is redriven by the output buffers. Hence, such devices have a propahation delay associated with them. In addition, due to the differences between the propagation delay through the device on each inputoutput path, skew will exist on the outputs. Clock Parameters Clock Jitter Jitter can be defined as the deviations in a clocl’s output transitions from their ideal positions. The deviation can either be leading or lagging the ideal position. Hence, jitter is expressed in 177。 Random thermal noise from crystal, or any other resonating device. Power supply noise P/Q The output frequency of the PLL can be expressed as Fout=( Fref由于 TTL器件的電壓在 0V到 3V之間擺動(dòng)，所以高電平時(shí)間在 測(cè) 量。該參數(shù)用百分比表示。通常在數(shù)字信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行“擺動(dòng)”測(cè)量。它通常用 ppm/年來(lái)表示，而且如不單獨(dú)表述的話，可以和穩(wěn)定性指標(biāo)合在一起。穩(wěn)定性是指在常溫范圍內(nèi)工作頻率和常溫標(biāo)稱頻率之間的差別 (ppm)。 容差 /精度 該參數(shù)度量的是器件的工作頻率和標(biāo)稱頻率（一般是指在常溫下）的接近程度。對(duì)于 15 納秒的時(shí)鐘同時(shí)期而言， 1 納秒的相位偏移是很重要的。這將影響時(shí)鐘邊沿在何時(shí)超過輸入門限電平，從而導(dǎo)致相位偏移。導(dǎo)線長(zhǎng)度的不同導(dǎo)致信號(hào)傳播時(shí)間的不同，從而引起相位偏移。這種不同主要?dú)w因于輸出負(fù)載的不同。相位偏移出兩部分組成：驅(qū)動(dòng)器件的輸出相位偏移和由于布線導(dǎo)致的電路板設(shè)計(jì)相位偏移。 抖動(dòng)的成因 抖動(dòng)的成因主要有如下四項(xiàng) :電源噪聲、合成器內(nèi)部鎖相環(huán)、晶體或其他諧振器件的隨機(jī)熱噪聲和晶體振動(dòng)產(chǎn)生的隨機(jī)機(jī)械噪聲。 長(zhǎng)期抖動(dòng)是指在“很多 ” 周期范圍內(nèi)時(shí)鐘輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置對(duì)理想位置的偏離。這種抖動(dòng)最難測(cè)量，通常需要時(shí)序間隔分析儀。因此，抖動(dòng)表示為177。因此，這種器件存在傳播延遲。隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的提高和系統(tǒng)中多個(gè)時(shí)鐘的使用，頻率合成器應(yīng)用越來(lái)越普遍。 基于鎖相環(huán)的頻率合成器的精度是 P， Q 計(jì)數(shù)器的位數(shù)。 N)。壓控振蕩器的穩(wěn)態(tài)頻率為Fvco=Fref當(dāng)壓控振蕩器的頻率在參考頻率的一半和兩倍之間時(shí)，要進(jìn)行相位校正；相位校正是微調(diào)。圖 1 展 27 示了一個(gè)鎖相環(huán)的框圖。在整個(gè)頻率范圍內(nèi)控制電壓和頻率是非線性的關(guān)系但在部分范圍是線性的。雙恒溫箱振蕩器含兩個(gè)恒溫箱，晶體在內(nèi)層恒溫箱中，而控制電路和內(nèi)層恒溫箱又包含在外層恒溫箱中。在要求有高穩(wěn)定的時(shí)鐘情況下通常用補(bǔ)償振蕩器。 晶體振蕩器 晶體振蕩器是一種用晶體做反饋元件的振蕩器。它必須和時(shí)鐘振蕩器連在一起才能得到時(shí)鐘波形。 [11] 魏澤鼎．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例．北京：電子工業(yè)出版社， [12] 宗光華、李大 寨．多單片機(jī)系統(tǒng)與應(yīng)用技術(shù)．北京：北方交通大學(xué)出版社 , [13] 朱定華、戴汝平．單片微機(jī)原理與應(yīng)用．北京：北方交通大學(xué)出版社， [14] 王福端．單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全． 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， [15] 李昌禧．智能儀表原理與設(shè)計(jì)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [16] 盧勝利、胡新宇、程森林．智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)．重慶：重慶大學(xué)出版社 [17] 何力民 .智能單片機(jī)應(yīng)用文集 . 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ,1993 [18] 戴義保．高精密溫度 測(cè)量的研究與實(shí)現(xiàn) [J]．上海：自動(dòng)化儀表第 2021，24（ 3）： 2427 [19] 謝光忠、蔣亞東．溫濕度智能數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的研制 [J]. 哈爾濱：傳感器技術(shù) 2021， 19（ 4）， 2933 [20] 劉君華 . 現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1999 [21] 求是科技．單片機(jī)通信技術(shù)與工程實(shí)踐．北京：人民郵電出版社， 附 錄 25 電路原理圖 26 英文翻譯 時(shí)鐘信號(hào)源 時(shí)鐘器件 現(xiàn)如今有多種多樣的時(shí)鐘器件。例如可以通過按鍵更靈活的控制測(cè)溫，如果再加上語(yǔ)音播報(bào)功能就更加完善了。 通過對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)我對(duì) Protel 軟件的使用更加熟練，而通過運(yùn)用 Keil進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)使我的編程和調(diào)試能力也有很大的提高。下圖 36是具體的 LED顯示程序圖： 開 始定 義 字 型 字 位 編 碼 表指 定 字 型 口查 表 得 字 型 碼指 定 字 位 口顯 示 要 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 圖 36 LED 顯示程序流程圖 23 總 結(jié) 歷經(jīng)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回想這段時(shí)間收獲頗多。 顯示程序模塊 在顯示模塊 中， 我們采用兩片 74HC164,4個(gè) 8段 LED數(shù)碼管組成。本設(shè)計(jì)采用軟件方法消除抖動(dòng)，它通過延時(shí)來(lái)躲過暫態(tài)抖動(dòng)過程，執(zhí)行一段 10ms 的延時(shí)程序后，再讀取穩(wěn)定的鍵狀態(tài)。 鍵盤掃描程序模塊 鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用中不可缺少的一部分。把五個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)都讀完后判斷第一個(gè)字節(jié)是否為 0x4c 或0x66 并且第五個(gè)字節(jié)為 0x0d，若是則計(jì)算溫度值返回，否則繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。再判定是否結(jié)束溫度測(cè)量，若沒則繼續(xù)測(cè)溫，若收到結(jié)束命令則返回開機(jī)顯示，重新判斷。該程序首先對(duì) STC89C51初始化。 17 第三章 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 本紅外測(cè)溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，這樣就把一個(gè)復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)分成幾個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的部分分別予以解決。它們的 CLEAR 端都始終接高電平， A、 B 兩輸入端相連共同接到 口上。串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。 LED 顯示模塊 LED 顯示模塊 ： 數(shù)碼管顯示按顯示方式分動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種，靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，占用很少的 CPU 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯 示驅(qū)動(dòng)電路，使用的電路硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示需要 CPU 時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新， 15 所謂的動(dòng)態(tài)就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器，對(duì)每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次，利用人的視覺留感達(dá)到顯示的目的。其工作原理為： 單片機(jī)通過運(yùn)行程序不斷掃描鍵盤，檢查是否有鍵按下，當(dāng)掃描到有鍵按下時(shí)。 電源模塊 STC89C51 的內(nèi)核共電為 5v，而此紅外測(cè)溫儀系統(tǒng)的紅外測(cè)溫模塊和 LED鍵盤模塊的共電電壓都可為 5V，所以通過此電源模塊后，將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換成5V的單片機(jī)工作電壓，以保障紅外測(cè)溫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 RS232 轉(zhuǎn)換電路圖如圖 27 圖 27 RS232轉(zhuǎn)換電路 MAX232C 芯片介紹 MAX232C 是 RS232 與 TTL 電平之間進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的工具芯片，它是 MAXIM公司生產(chǎn)、包括兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器的 IC 芯片，適用于各種 EIA232C 和 V. 28/的通信接口。從開始傳送數(shù)據(jù) 到結(jié)束，線上電平從 TTL電平到 RS232 電平，然后返回 TTL 電平。 RS232C 是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。 RS232A 電平轉(zhuǎn)換模塊 通過 RS232 轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)可以方便的同 PC 機(jī)進(jìn)行串口通信， 可以同時(shí)接收或傳送外部送來(lái)的資料。 二 、 紅外測(cè)溫模塊的時(shí)序 紅外測(cè)溫模塊的時(shí)序圖如圖 25，在 CLOCK 的下降沿時(shí)接收數(shù)據(jù)。 本紅外測(cè)溫儀選用了 凌陽(yáng)公司生產(chǎn)的型號(hào)為 TN9的 紅外探測(cè)器作為測(cè)溫模塊，它是一種 集成的紅外探測(cè)器，內(nèi)部有溫度補(bǔ)償電路和線性處理電路，因此簡(jiǎn)化了 11 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 紅外測(cè)溫模塊 此紅外測(cè)溫模塊采用非接觸手段，解決了傳統(tǒng)測(cè)溫中需要接觸的問題，具有回應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。下圖 22 是此單片機(jī)的引腳圖： 9 圖 22 STC89C51RC 單片機(jī)引腳圖 一 、 STC89C51RC 單片機(jī)的特點(diǎn) ： 1. 增強(qiáng)型 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期， 12時(shí)鐘 /機(jī)器周期 8051 CPU； 2. 工作電壓： ； 3. 工作頻率范圍： 040MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80M，實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz； 4. 4k 的 Flash 程序存儲(chǔ)器； 5. 片上集成 512 字節(jié) RAM； 6. ISP/IAP，無(wú)須專用編程器 /仿真器； 7. 通用 I/O 口，復(fù)位后： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)需加上拉電阻； 8. EEPROM 功能； 9. 看門狗； 10．內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路（外部晶體 20M 以下時(shí)，可省略復(fù)位電路） 11．共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器 0 還可以當(dāng)成 2 個(gè) 8 位定時(shí)器使用； 12．外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒； 13．超低功耗，正常工作模式，典型功耗 2mA；掉電模式，典型功耗 ，可由外部中斷喚醒， 中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序； 14． 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針； 15．通用異步串行口（ UATR），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UATR； 16．工作溫度范圍： 0－ 75℃ /－ 40～＋ 85℃； 10 17．封裝形式： PDIP40/PLCC44/PQFP44。本測(cè)溫儀選擇的 STC89C51RC單片機(jī)，下面是 STC89C51RC單片機(jī)相關(guān)資料信息： STC89C51RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾 /高速 /低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，最新的 D版本內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。而此儀器的震蕩電路選用的是晶體震蕩電路，其具體電路如圖 21 左邊下部分。通過劃分模塊的方法，可以把一個(gè)復(fù)雜的問題分割成幾個(gè)相對(duì)容易解決的問題，分別予以解決，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的難度。 紅外 測(cè)溫模塊包括：獲取溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算溫度值。