【正文】 直接數(shù)字頻率合成 (DDS) 原理，利用 AT89C52 單片機(jī)作為控制器件，采用 AD9850 型 DDS 器件設(shè)計一個信號發(fā)生器。 基于 DDS 的函數(shù)發(fā)生器 II Abstract A piece of DDS chip mainly includes frequency control registers, highspeed phase accumulators and sine calculator three parts. Frequency control register can serial or parallel way loaded and hosting the user input frequency control code。 AD9850。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對信號源的要求越來越高，要求其輸出頻率高達(dá)微波頻段甚至更高，頻率范圍從零 Hz到幾 GHz頻率分辨率達(dá)到 mHz甚至更小，相應(yīng) 的 頻點(diǎn)數(shù)更多 。而現(xiàn)在 要求信號源能產(chǎn)生波形的種類多、頻率高，而且還要體積小、可靠性高、操作靈活、使用方便及可由計算機(jī)控制。 直接數(shù)字頻率合成器問世之初，構(gòu)成 DDS 元器件的速度的限制和數(shù)字化引起的噪聲這兩個主要缺點(diǎn)阻礙了 DDS 的發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于通訊、導(dǎo)航、雷達(dá)、遙控遙測、電子對抗以及現(xiàn)代化的儀器儀表工業(yè)等領(lǐng)域?；?DDS 技術(shù)的信號發(fā)生器是一類新型信號源 ,它已成為眾多電子系統(tǒng)中不可缺少的組成部分 。 DDS 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理 DDS 的基本原理是利用采樣定量，通過查表法產(chǎn)生波形。這樣，相位累加器在時鐘作用下，不斷對頻率控制字進(jìn)行相位加累加。低通濾波器用于濾除不要的取樣分量，以 便于輸出頻譜純凈的信號。 根據(jù)上述原理可以構(gòu)造一個不變量 K 為量化相位增量的量化序列： nKn ?)(? ?2,1,0?n 然后完成從 )(n? 到另一個序列 )(nS 的映射，由 )(n? 構(gòu)造序列： )2c os (2c os)(2c os)(cf nTKnKM nnS ???? ??? 公式（ 2— 1） 公式（ 21）是連續(xù)信號 )(tS 經(jīng)采樣頻率為 cf 采樣后的離散時間序列，根據(jù)采樣定理，當(dāng)21?? MKffc時， )(nS 經(jīng)過低通濾波器平滑后，可唯一恢復(fù)出 )(tS 。美國 AD 公司推出的高集成度頻率合成器 AD9850 便是采用 DDS 技術(shù)的典型產(chǎn)品之一。 AD9850 內(nèi)含可編程 DDS 系統(tǒng)和高速比較器，能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成。正弦查詢表包含一個正弦波周期的數(shù)字幅度信息，每一個地址對應(yīng)正弦波中 0176。相位寄存器每 經(jīng) 過 2N/M 外部參考時鐘后返回到初始狀態(tài)一次，相 應(yīng) 地正弦查詢表每 經(jīng)過 一個循環(huán)也回到初始位置，從而使整個 DDS 系統(tǒng)輸出一個正弦波。將 DAC的輸出經(jīng)低通濾波器 后接到 AD9850 內(nèi)部的高速比較器上即可直接輸出一個抖動很小的方波。 、 45176。 流程如圖 3。 f r 為參考時鐘頻率 。串行控制字的寫入時序如圖 4 所示。位 W34 用來控制 AD9850 的上電和掉電，當(dāng)不需要輸出信號時，通過打這一位置 1 來實(shí)現(xiàn) 掉電。 W0 在前， W39 在后，依次裝入。 單片機(jī) AT89S52是整個系統(tǒng)關(guān)鍵部分，通過對鍵盤進(jìn)行掃描讀入相位信息，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出到芯片 AD9850，輸出波形。 K1K2K3P33P34P32 圖 8 鍵盤控制模 塊 單片機(jī)控制模塊 主控電路中，以單片機(jī)為主體，通過分析鍵盤輸入的數(shù)字值，對 AD9850寫入相應(yīng)的控制字。 基于 DDS 的函數(shù)發(fā)生器 13 AT89S52 的功能描述 T89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash、 256 字節(jié) RAM、 32 位I/O 口線、看門狗定時器、 2 個數(shù)據(jù)指針、三個 16 位定時器 /計數(shù)器、一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)、全雙工串行口、片內(nèi)晶振及時鐘電路。 AT89S52 的引腳結(jié)構(gòu)如圖 9 所示 ： 12345MOSI/6MISO/7SCK/8RST9RXD/10TXD/11INT0/12INT1/13T0/14T1/15WR/16RD/17XTAL218XTAL119Vss202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/Vpp313233343536373839Vcc40AT89S52 圖 9 單片機(jī) AT89S52引腳結(jié)構(gòu)圖 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。在這種模式下 ， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對 P1 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 時鐘電路 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 圖 10 時鐘電路 復(fù)位電路 AT89C51 的外部復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位。電路圖如 圖 11 所示： 10ufC31KR210KR1Reset 圖 11 復(fù)位電路 基于 DDS 的函數(shù)發(fā)生器 16 LCD 顯示模塊 現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了 。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且 該模塊的價格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 如圖 12所示。其中巴特沃斯型濾波器通帶最平坦，它的通帶 內(nèi)沒有紋波，在靠近零頻率 附近，有最平坦通帶，趨向阻帶時衰減單調(diào)增大，缺點(diǎn)是從通帶到阻帶的過渡帶最寬，對于帶外干擾信號的衰減作用最弱，過渡帶不夠陡峭，因此它適用于對通帶要求較高，而去除的頻率離通帶較遠(yuǎn)的情況 。具體電路圖如圖 14所示。 在 LCD 的顯示調(diào)節(jié)時也要選取適當(dāng)?shù)碾娮璨拍苁挂壕?能夠 正常的顯示，常選取的阻值為 10 千 歐左右 。 uchar code DIS1[] = {波形：方波 }。 /****************將要顯示的數(shù)組，不可放到 h 文件中 *********/ void Display_V(uint a) //a 兩個小數(shù)位， b 7 位， c3 位 { /************首先寫幅度 *********/ lcd_pos(2,3)。 lcd_wdat(0x30+a%100%10)。 lcd_wdat(0x30+b%1000000/100000)。 lcd_wdat(0x30+b%1000000%100000%10000%1000%100/10)。 lcd_wdat(0x30+c/1000)。 delay(10)。i16。 //設(shè)置顯示位置為第 1 行 for(i=0。 } } lcd_pos(2,0)。 delay(1)。i++) { lcd_wdat(DIS3[i])。i16。 boxing() { if(==0) { delay1(100)。 switch(flag) case0: bochoose=DIS } } //將 AD9850 復(fù)位及在其中寫控制字的程序 // include include include void ad9850_reset() { ad9850_w_clk=0。 ad9850_rest=0。 ad9850_rest=1。 ad9850_w_clk=0。 } //***************************************************// // 向 ad9850 中寫命令與數(shù)據(jù) (串口 ) // //// void ad9850_wr_serial(unsigned char w0,double frequence) { unsigned char i,w。//適合 125M 晶振 //如果時鐘頻率不為 180MHZ，修改該處的頻率值，單位 MHz！ ?。? frequence=frequence/1000000。 for(i=0。 ad9850_w_clk=1。i8。 ad9850_w_clk=0。i++) { ad9850_bit_data=(wi)amp。 } //寫 w1數(shù)據(jù) w=(y24)。0x01。 for(i=0。 ad9850_w_clk=1。 } //主函數(shù) // include include include include include include include /************************************************** * 主函數(shù) * 基于 DDS 的函數(shù)發(fā)生器 27 ****************************************************/ void main() { Time_init()。 while(1) { ad9850_wr_serial(0x00,frequence0())。 } } 測試結(jié)果 實(shí)物圖 通過給實(shí)物上電，發(fā)現(xiàn)功能與預(yù)期設(shè)計思想幾乎相同， 液晶能夠準(zhǔn)確顯示波形，幅度，頻率以及步進(jìn)值， 如圖 16 所示 。在設(shè)計方案中，結(jié)合單片機(jī)的功能特點(diǎn)及其控制特性，利用簡便的單片機(jī) C51 語言和其內(nèi)部時鐘，以單片機(jī)作為控制的核心。我很高興在此期間獲得如此多的知識。 最后要感謝信工 081 的兄弟姐妹們在四年的大學(xué)生活中給我留下的美好回憶，謝謝你們的鼓勵和幫助。 UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ks v*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9