【正文】 ynthsizer 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，所以高電平時間在 測量。該參數(shù) 用百分比表示。通常在數(shù)字信號的上升沿和下降沿進行“擺動”測量。它通常用 ppm/年來表示，而且如不單獨表述的話，可以和穩(wěn)定性指標合在一起。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稱頻率（一般是指在常溫下）的接近程度。對于 15 納秒的時鐘同時期而言， 1 納秒的相位偏移是很重要的。這將影響時鐘邊沿在何時超過輸入門限電平，從而導(dǎo)致 相位偏移。導(dǎo)線長度的不同導(dǎo)致信號傳播時間的不同，從而引起相位偏移。這種不同主要歸因于輸出負載的不同。相位偏移出兩部分組成：驅(qū)動器件的輸出相位偏移和由于布線導(dǎo)致的電路板設(shè)計相位偏移。 抖動的成因 抖動的成因主要有如下四項 :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熱噪聲和晶體振動產(chǎn)生的隨機機械噪聲。 長期抖動是指在“很多 ” 周期范圍內(nèi)時鐘輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置對理想位置的偏離。這種抖動最難測量，通常需要時序間隔分析儀。因此，抖動表示為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)中多個時鐘的使用，頻率合成器應(yīng)用越來越普遍。 基于鎖相環(huán)的頻率合成器的精度是 P， Q 計數(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，要進行相位校正；相位校正是微調(diào)。圖 1 展 27 示了一個鎖相環(huán)的框圖。在整個頻率范圍內(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)定的時鐘情況下通常用補償振蕩器。 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。它必須和時鐘振蕩器連在一起才能得到時鐘波形。 [11] 魏澤鼎．單片機應(yīng)用技術(shù)與實例．北京：電子工業(yè)出版社， [12] 宗光華、李大寨．多單片機系統(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．單片機測控系統(tǒng)設(shè)計大全． 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．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)計與實現(xiàn)．重慶：重慶大學(xué)出版社 [17] 何力民 .智能單片機應(yīng)用文集 . 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ,1993 [18] 戴義 保．高精密溫度測量的研究與實現(xiàn) [J]．上海：自動化儀表第 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)代檢測技術(shù)與測試系統(tǒng)設(shè)計 [M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1999 [21] 求是科技．單片機通信技術(shù)與工程實踐．北京：人民郵電出版社， 附 錄 25 電路原理圖 26 英文翻譯 時鐘信號源 時鐘器件 現(xiàn)如今有多種多樣的時鐘器件。例如可以通過按鍵更靈活的控制測溫，如果再加上語音播報功能就更加完 善了。 通過對硬件電路的設(shè)計我對 Protel 軟件的使用更加熟練，而通過運用 Keil進行軟件的設(shè)計使我的編程和調(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)幾個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回想這段時間收獲頗多。 顯示程序模塊 在顯示模塊 中， 我們采用兩片 74HC164,4個 8段 LED數(shù)碼管組成。本設(shè)計采用軟件方法消除抖動，它通過延時來躲過暫態(tài)抖動過程，執(zhí)行一段 10ms 的延時程序后，再讀取穩(wěn)定的鍵狀態(tài)。 鍵盤掃描程序模塊 鍵盤是單片機應(yīng)用中不可缺少的一部分。把五個字節(jié)數(shù)據(jù)都讀完后判斷第一個字節(jié)是否為 0x4c 或0x66 并且第五個字節(jié)為 0x0d，若是則計算溫度值返回，否則繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。再判定是否結(jié)束溫度測量，若沒則繼續(xù)測溫，若收到結(jié)束命令則返回開機顯示，重新判斷。該程序首先對 STC89C51初始化。 17 第三章 紅外測溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計 本紅外測溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化的設(shè)計思想，這樣就把一個復(fù)雜的軟件設(shè)計分成幾個相對簡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 時間，但每個顯示單元 都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，使用的電路硬件較多；動態(tài)顯示需要 CPU 時刻對顯示器件進行數(shù)據(jù)刷新， 15 所謂的動態(tài)就是一位一位地輪流點亮各位顯示器，對每一位顯示器而言，每隔一段時間點亮一次，利用人的視覺留感達到顯示的目的。其工作原理為： 單片機通過運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。 電源模塊 STC89C51 的內(nèi)核共電為 5v，而此紅外測溫儀系統(tǒng)的紅外測溫模塊和 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的單片機工作電壓，以保障紅外測溫系統(tǒng)的正常運行。 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)動器的 IC 芯片，適用于各種 EIA232C 和 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)接口標準，它規(guī)定了連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。 RS232A 電平轉(zhuǎn)換模塊 通過 RS232 轉(zhuǎn)換電路單片機可以方便的同 PC 機進行串口通信， 可以同時接收或傳送外部送來的資料。 二 、 紅外測溫模塊的時序 紅外測溫模塊的時序圖如圖 25，在 CLOCK 的下降沿時接收數(shù)據(jù)。 本紅外測溫儀選用了凌陽公司生產(chǎn)的型號為 TN9的 紅外探測器作為測溫模塊，它是一種 集成的紅外探測器，內(nèi)部有溫度補償電路和線性處理電路，因此簡化了 11 本系統(tǒng)的設(shè)計。 紅外測溫模塊 此紅外測溫模塊采用非接觸手段，解決了傳統(tǒng)測溫中需要接觸的問題，具有回應(yīng)速度快，測量精度高，測量范圍廣等優(yōu)點。下圖 22 是此單片機的引腳圖： 9 圖 22 STC89C51RC 單片機引腳圖 一 、 STC89C51RC 單片機的特點 ： 1. 增強型 6 時鐘 /機器周期， 12時鐘 /機器周期 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，實際工作頻率可達 48MHz； 4. 4k 的 Flash 程序存儲器； 5. 片上集成 512 字節(jié) RAM； 6. ISP/IAP，無須專用編程器 /仿真器； 7. 通用 I/O 口 ，復(fù)位后： P1/P2/P3/P4 是準雙向口 /弱上拉， P0 口開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時需加上拉電阻； 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，可省略復(fù)位電路） 11．共 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器，其中定時器 0 還可以當(dāng)成 2 個 8 位定時器使用； 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 個數(shù)據(jù)指針； 15．通用異步串行口（ UATR），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UATR； 16．工作溫度范圍： 0－ 75℃ /－ 40～＋ 85℃； 10 17．封裝形式： PDIP40/PLCC44/PQFP44。本測溫儀選擇的 STC89C51RC單片機 ，下面是 STC89C51RC單片機相關(guān)資料信息： STC89C51RC 單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾 /高速 /低功耗的新一代 8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12時鐘 /機器周期和 6 時鐘/機器周期可任意選擇，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，可以把一個復(fù)雜的問題分割成幾個相對容易解決的問題，分別予以解決，大大簡化了設(shè)計的難度。 紅外測溫模塊包括：獲取溫度數(shù)據(jù)，計算溫度值。 STC89C51 單片機是本系統(tǒng)的控