【正文】 率合成控制電路 控制電路的作用是有：響應(yīng)按鍵 的 輸入 并 控制液晶 的 顯示，計(jì)算并向MC145152 輸出控制信號(hào)。通過(guò)改變 R 的計(jì)數(shù)值， ，可以使調(diào)頻步進(jìn) 處于不同的檔位，如當(dāng) R 取 1024 時(shí)，步進(jìn)值為 。通常將它接 Vcc。即數(shù)據(jù)并出。它的時(shí)序圖如下圖所示，控制 程序詳見(jiàn)附錄。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 34 致謝 首先要感謝我的導(dǎo)師周正的悉心指導(dǎo)，在他的指導(dǎo)下我才能如期和順利的完成我大學(xué)里最重要的課題設(shè)計(jì)。 最后再次感謝所有在整個(gè)畢設(shè)期間對(duì)我提供過(guò)幫助和鼓勵(lì)的老師 ，同學(xué)們。而在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，也都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。每位之 間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用。 第二步：將位數(shù)據(jù)逐位移入 74HC595，即數(shù)據(jù)串入。 (a)參數(shù)計(jì)算流程圖 (b)軟件設(shè)計(jì)流程圖 圖 51 設(shè)計(jì)流程圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 31 74LS595 的控制程序設(shè)計(jì) 74LS595 是移位寄存器，本設(shè)計(jì)中使用它來(lái)實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換功能， 其引腳如下圖所示。 選用晶振頻率為 12MHz，首先確定其頻率間隔 ，即為步進(jìn)頻率 ，對(duì)其 進(jìn)行247。 控制電路 設(shè)計(jì)和頻率計(jì)算 頻率合成器的控制 通過(guò) 單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 由于電路中 MC145152 接口較多，因此使用了串并轉(zhuǎn)換芯片 74LS595,如圖 415 所示 。 由于 振蕩器中心頻率不穩(wěn)主要由溫度、濕度、直流電源等外界因素引起，其變化 是 緩慢的；而音頻調(diào)制信號(hào) 幅度的變化 相對(duì)來(lái)說(shuō)是一種快變化。 （ 4） fR＝ fV， R 的相位滯后 V 時(shí)， f 端輸出恒為高電平， g 端輸出負(fù)脈沖。 本設(shè)計(jì) 采用的鑒相器集成在 MC145152 中，它是一種新型數(shù)字式鑒頻 /鑒相集成電路，具有鑒頻和鑒相功能，不需要輔助捕捉電路就能實(shí)現(xiàn)寬帶捕捉和保持。反過(guò)來(lái)，由于 fo＝ fr（ PN+A），改變 N 和 A 的值，也能改變 fo，這就是輸出頻率數(shù)字化控制的原理 【 8】 。 N 兩個(gè)計(jì)數(shù)器被置入預(yù)置數(shù)并同時(shí)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到 A（ P+1）個(gè)輸入脈沖（ fo）時(shí)，247。M 為高電平時(shí)， MC12022 以 P＝ 64 為分頻系數(shù)， M為低電平時(shí)則以 P＝ 65 為分頻系數(shù)。 由于發(fā)射機(jī)的頻率高達(dá) 幾十 MHz 以上， 而 MC145152 工作頻率只有十幾MHz,因此直接用 MC145152 無(wú)法對(duì)其 分頻 ，必須 先用高速分頻器 對(duì)這么高的頻率 進(jìn)行預(yù)分頻， 把頻率降低，然后由 MC145152 繼續(xù)分頻，得到一個(gè)參考頻率相等的頻率，并進(jìn)行 鑒相。頻率合成器的輸出頻譜是不連續(xù)的，兩個(gè)相鄰頻率之間的最小間隔就是頻率間隔。 A計(jì)數(shù)器和鎖定檢測(cè)等部分。由于在電路中 采用了大規(guī)模集成電路 芯片 MC145152， 因此框圖中 的晶振、參考分頻器、鑒頻鑒相器、可編程分頻器都集成在一個(gè)芯片中，不需要再單獨(dú)設(shè)計(jì) ，這可以減少外圍的電路器件 。 MC145152 內(nèi)部由三部分組成：一是有放大器、 12bit247。的正反饋正弦振蕩電路， Q6 的基極連接 Q7 的集電極，也形成正反饋。 集成壓控振蕩器芯片 MC1648，其工 作電壓 5V，工作頻率 ~150MHz，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 20 其槽路由變?nèi)荻O管和電感并聯(lián)組成，通過(guò)改變變?nèi)荻O管的反偏電壓來(lái)改變振蕩頻率。 MC1648 的工作電源為 5V，輸出頻率最高可達(dá) 225MHz，輸出頻譜純度高。 MC1648 芯片管腳圖如 34,主要功能詳見(jiàn)第四章的 節(jié)。 128/ 129 ) 。本文介紹了 Motorola 公司研制的 MC12022 低功耗雙模預(yù)置分頻器。 N 計(jì)數(shù)器計(jì)滿(mǎn)量后 ,“ MC”復(fù)位為低 ,兩個(gè)計(jì)數(shù)器重新預(yù)置到各自的編程值上 ,再重復(fù)述過(guò)程。 N 計(jì)數(shù)器的分頻端。 但在 OSCIN 到地和 OSCOU T 到地之間一般應(yīng)接上頻率置定電容 (一般為15p F 左右 ) 。 A 計(jì)數(shù)器和鎖定檢測(cè)等部分。 為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC 。 如果需要，通過(guò)將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1”， ALE操作將無(wú)效。晶振工作時(shí)， RST腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。 AT89S52 具有如下特點(diǎn)： 40個(gè)引腳， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此頻率范圍內(nèi)的所有離散頻率點(diǎn)均能正常工作，且均能滿(mǎn)足其他性能指標(biāo) ； 頻率分辨力 是 頻率合成器在指定的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生大量的離散頻率，其頻率分辨力是指兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間能夠分辨的最小的間隔。此曲線(xiàn)以 0? 為中心，應(yīng)在較大的范圍內(nèi) V? 與 CV 成線(xiàn)性關(guān)系。因而，在構(gòu)成鎖相環(huán)電路時(shí)，低通濾波器的取值既要考慮到響應(yīng)輸入信號(hào)的中心頻率，同時(shí)又要照顧到它的最高頻率和最低頻率。具有相乘特性的器件很多，這里只給出乘法器作為鑒相器的一個(gè)通用數(shù)學(xué)模型，供分析環(huán)路使用 【 9】 。 鎖相環(huán)原理圖如下： 鑒相器壓控振蕩器環(huán)路濾波器輸入信號(hào)Ui輸出信號(hào)Uo比較信號(hào) Uo誤差電壓U控制電壓UdF 1F 2 圖 23 鎖相環(huán)原理圖 鎖相環(huán)中的鑒相器又稱(chēng)為相位比較器， 它是 用來(lái)鑒別輸入信號(hào) iU 與輸出信號(hào) 0U 之間的相位差，并 輸出誤差電壓 dU 。 在閉環(huán)的條件下，如果由于某種原因使 VCO的角頻率 V? 發(fā)生變化，設(shè)變動(dòng)量為 ?? ， 那么，由式 (22)可知，這兩個(gè)信號(hào)之間的相位差不再是恒定值，鑒相器輸出的電壓也就跟著發(fā)生改變。這樣， VCO 的輸出頻率穩(wěn)定度即由參考晶體振蕩器決定，這時(shí)我們稱(chēng)環(huán) 路處于鎖定狀態(tài)。第一章介紹設(shè)計(jì)的背景意義和主要內(nèi)容。 正是因?yàn)樗恼瓗匦?，可以做成窄帶跟蹤濾波器。 大致有如下框圖 ： U1 Ud Uc u2 圖 11 基本 鎖相環(huán) 結(jié)構(gòu) 框圖 鎖相環(huán)具有 載波跟蹤特性 ： 無(wú)論輸入鎖相環(huán)路的信號(hào)是己調(diào)制或未調(diào)制的，只要信號(hào)包含著載波頻率成分，就可將鎖相環(huán)路設(shè)計(jì)成一個(gè)窄帶跟蹤濾波器，跟蹤輸入信號(hào)載波成分的頻率與相位變化，環(huán)路輸出信號(hào)就是需要提取 (或復(fù)制 )的載波信號(hào)，這種特性稱(chēng)為環(huán)路的載波跟蹤特性。 鎖相環(huán)是一種利用反饋控制原理實(shí)現(xiàn)的頻率及相位的同步技術(shù)，其作用是將電路輸出的時(shí)鐘與其外部的參考時(shí)鐘保持同步。當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的瞬態(tài)特性時(shí)，又需使用前沿時(shí)間、脈沖寬度和重復(fù)周期已知的矩形脈沖源。其核心是基于鎖相和頻率合成技術(shù)。 目錄 第一章 緒論 ............................................. 1 選題背景 ............................................. 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和主要內(nèi)容 ........................... 1 信號(hào)源的簡(jiǎn)介 ........................................ 2 鎖相環(huán)技術(shù)簡(jiǎn)介 ..................................... 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的主要章節(jié)安排 ........................ 4 第二章 鎖相環(huán)及頻率合成技術(shù) ............................ 5 鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)及基本原理 ............................. 5 鎖相環(huán)路的各部件及其數(shù)學(xué)模型 ...................... 7 頻率合成技術(shù) ........................................ 9 第三章 芯片的介紹 ...................................... 11 AT89S52 單片機(jī) ..................................... 11 芯片 MC145152 MC12022 MC1648 簡(jiǎn)介 ................. 14 第四章 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) .................................... 18 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ...................................... 18 單元電路設(shè)計(jì) ...................................... 18 .............................. 18 .............................. 22 ..................................... 27 設(shè)計(jì)和頻率計(jì)算 ........................ 28 第五章 軟件設(shè)計(jì) ......................................... 30 MC145152 的控制和顯示部分的程序設(shè)計(jì) .............. 30 74LS595 的控制程序設(shè)計(jì) ............................ 31 液晶顯示驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì) ........................... 31 第六章 總結(jié)與展望 ...................................... 33 致謝 ..................................................... 34 參考文獻(xiàn) ................................................. 35 附錄一 總體電路圖 ...................................... 36 附錄二 程序 ............................................ 37 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 1 第一章 緒論 選題背景 隨著社會(huì)科學(xué)的電子技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展 ，對(duì)于一些電路的分析所需的儀器種類(lèi)越來(lái)越多，同時(shí)要求的精度也越來(lái)越高。 南 京 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 作 者： 學(xué) 號(hào)： 院 系 ： 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 題 目： 基于鎖相環(huán) 路 的高頻信號(hào) 源設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 周正 講師 評(píng)閱者： 20xx 年 6 月 南 京 Highfrequency Signal Generator Based On PLL By ChengFengYin Supervised by Lecturer ZhengZhou College of Communication Engineering Nanjing Institute of Technology June 20xx 摘要 本文設(shè)計(jì)以以 AT89S52 為核心， 它直接控制 MC145152 的 A 分頻數(shù)，其串口工作在方式 0，經(jīng)過(guò)串、并轉(zhuǎn)換后，控制 MC145152 的 N 分頻數(shù)。 AT89S52。利用鎖相環(huán)路構(gòu)建高頻合成電路，軟、硬件也變得可以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)要求進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性測(cè)量時(shí)，需使用振幅、頻率已知的正弦信號(hào)源。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等， 都需要功率或大或小、頻率或高或低的信號(hào)源。 壓控振蕩器是用以產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)，在自動(dòng)頻率控制環(huán)路和鎖相環(huán)環(huán)路中，輸入控制電壓是誤差信號(hào)電壓，壓控振蕩器是環(huán)路中的一個(gè)受控部