【正文】 單元數(shù)據(jù)“加 1”（ XXXXX001），仍然存儲 在相位值存儲單元。 7．按“ Del”鍵時，將 AT89S52 中存儲的數(shù)據(jù)（數(shù)字鍵值存儲單元）中最近輸入的存儲單元數(shù)據(jù)“清零”。 3．按“頻率”鍵時，將 AT89S52 中存儲的頻率數(shù)據(jù)（頻率值存儲單元）按頻率運算格式（公式 21）運算，轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)值后，將處理后的數(shù)據(jù)放入AT89S52 中指定的頻率值存儲單元中，并將數(shù)據(jù)（數(shù)字鍵值）存儲單元數(shù)據(jù)“清零”。 獨立式鍵盤是最簡單的鍵盤電路，各個鍵相互獨立，每個按鍵獨立地與一根數(shù)據(jù)輸入線相連接。 AT89S52 把 W0 數(shù)據(jù)輸送到 P0 口，這樣 AD9851 的 8 個數(shù)據(jù)輸入端（ D0～ D7）的數(shù)值為 W0，然后將 AT89S52 的 引腳電壓置為高電平“ 1”，再將 AT89S52的 引腳電壓置為低電平“ 0”，模擬成圖 27 所示的一個字輸入時鐘脈沖（ W_CLK），經(jīng)過這個脈沖之后 W0 的數(shù)值就進入了 AD9851 的數(shù)據(jù)輸入寄存器（ 40位）。 AT89S52 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元。 如果 接 VCC，則單片機執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器的指令（ 0000H～ 1FFFH）； 如果需要，可自動轉(zhuǎn)到執(zhí)行片外程序存儲器中的指令（ 2021H～ FFFFH）。 在正常操作時，該引腳輸出恒定頻率脈沖信號 ALE，其頻率為晶振頻率的 1/6。在編程和校驗時， P2 口接收地址線的高位和一些控制信號。當(dāng)用作輸入時，每個端口首先置 1。 2． 3． 2 AT89S52 的引腳結(jié)構(gòu)和功能 AT89S52 具有 PDIP、 PLCC 和 TQFP3 種封裝形式 。例如 ATMEL 公司推出的 AT89S51 單片機，就是采用了 80C51內(nèi)核和 Flash 存儲器技術(shù)，并增加了 ISP（ In— System Program）功能。 圖 26 AD9851 的工作原理圖 如果相位累加器的位數(shù)為 N，相位控制字的值為 FN,頻率控制字的位數(shù)為 M，頻率控制字的值為 FM，系統(tǒng)外部參考時鐘 頻率為 30MHz， 6 倍參考時鐘倍乘器使能，那么經(jīng)過內(nèi)部 6 倍參考時鐘倍乘器后，可得到 AD9851 內(nèi)部工作時鐘 FC 為180MHz，此時最終合成信號的相位由公式（ 21）來決定，合成信號的相位由公式（ 22）來決定。 15． IOUT：內(nèi)部 DAC 互補輸出端。內(nèi)部比較器的互補 CMOS 邏輯負電平輸出。 CMOS/TTL 脈沖序列可直接或間接地加到 6倍參考時鐘乘法器上，在直接方式中，輸入頻率即是系統(tǒng)時鐘；在6 倍參考時鐘乘法器方式，系統(tǒng)時鐘為乘法器輸出。 D7位是最高位，同時作為 40 位串行數(shù)據(jù)輸入引腳。工作溫度范圍－ 40～＋ 85℃。 DDS 技術(shù)的主要優(yōu)點是：頻率分辨率高，以 AD9851 為例，它的頻率分辨率可以達到 。需要注意的是，頻率合成器對 D/A 轉(zhuǎn)換器的分辨率 有一定的要求， D/A 轉(zhuǎn)換器的分辨率越高，合成的正弦波臺階就越多，輸出波形的精度也就越高。 4．控制波形的加法器 通過改變波形控制字 W 可以控制輸出信號的波形。要改變 DDS 的 輸出頻率，只要改變頻率控制字即可。 DDS 的原理框圖如 21圖所示： 圖 21 DDS 原理框圖 其中 K為頻率控制字、 P為相位控制字、 W 為波形控制字、 fC 為參考時鐘頻率， N為相位累加器的字長。還具有體積小、控制靈活、即時的頻率轉(zhuǎn)換、成本低、功耗小等優(yōu)點。但是對于占空比為 10%的方波，或?qū)ΨQ性為 58%的三角波 (而不是 50%)，僅帶有只讀存儲器的 DDS 發(fā)生器則無法實現(xiàn)。特別適合在通信、海量存儲和類似應(yīng)用中評估定時電路。在許多情況下，函數(shù)發(fā)生器還可以把頻率鎖定到外部實驗室頻率參考源上，從而生成超高精度的信號。 選題的意義 在電子行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和制造等領(lǐng)域以及學(xué)校有關(guān)電子領(lǐng)域的實驗設(shè)備中，函數(shù)發(fā)生器都是有效的通用儀器。因此， DDS 也獲得了廣泛的應(yīng)用：現(xiàn)代電子器件、通信技術(shù)、無線、 PCS/PCN 系統(tǒng)、雷達、衛(wèi)星通信、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。 DDS 是產(chǎn)生高精度、快速變換頻率、輸出波形失真小的優(yōu)先選用技術(shù)。 頻率合成技術(shù)是將一個（或多個）基準(zhǔn)頻率變換成另一個（或多個）合乎質(zhì)量要求的所需頻率的技術(shù)。 以此為基礎(chǔ)設(shè)計了硬件實現(xiàn)電路 ，并針對信號源的功能進行了 C語言程序設(shè)計，完成了軟件設(shè)計實現(xiàn)。這時，信號的頻率和穩(wěn)定度就顯得尤為重要。同傳統(tǒng)的頻率合成技術(shù)相比，DDS 技術(shù)具有極高的頻率分辨率、極快的變頻速度，變頻相位連續(xù)、相位噪聲低，易于功能擴展和全 數(shù)字化便于集成，容易實現(xiàn)對輸出信號的多種調(diào)制等有點，滿足了現(xiàn)代電子系統(tǒng)的許多要求，因此得到了迅速的發(fā)展。這些特性使 DDS 在軍事雷達和通信系統(tǒng)中應(yīng)用日益廣泛。 體積小、集成度高：整片的 DDS 封裝成小面積芯片，因而占板面積小得多。 DDS 的主要優(yōu)點之一是輸出信號的頻率精度可以達到作為發(fā)生器參考信號使用的晶 體控制振蕩器的水平。 DDS 信號發(fā)生器的數(shù)字電路可以實現(xiàn)與數(shù)字電路相同的頻率精度。 DDS 發(fā)生器通過播放存儲器中存儲的波形來運行。這為函數(shù)發(fā)生器提供了生成任意波形的額外功能。本章著重對信號源設(shè)計中涉及的 DDS技術(shù)原理及其實現(xiàn)的芯片 AD9851 和控制單片機 AT89S52 進行介紹。 1．頻率預(yù)制與調(diào)節(jié) K 為頻率控制字，也叫相位增量。當(dāng)相位累加器累加滿量時就會產(chǎn)生一次溢出，完成一個周期性的動作。的正弦信號離散成具有 2N個樣值的序列，若波形 ROM 有 D 位數(shù)據(jù)位，則 2N個樣值的幅度以 D 位二進制數(shù)值固化在 ROM 中，按照地址的不同可以輸出相應(yīng)的正弦信號的幅度。直接數(shù)字合成器具有超高速的頻率轉(zhuǎn)換時間，極高的頻率分辨率和較低的相位噪聲， 在頻率改變與調(diào)頻時， DDS 能夠保持相位的連續(xù)，因此很容易實現(xiàn)頻率、相位和幅度調(diào)制。 AD9851 片內(nèi)高速比較器被設(shè)計成為能夠接受 DAC 外部濾波器的輸出，用以產(chǎn)生一個低抖動的輸出脈沖。 11．可以工作在掉電方式。 5． FQ_UD：頻率更新控制端。 9． R SET：數(shù)模轉(zhuǎn)換器外部管腳。 13． VINP：正電平輸入端。接＋ 5V 電壓。 40 位的控制字各位的功能表 28所示。該單片機采用了 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲器技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型 80C51 單片機的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容；片內(nèi)的 Flash 存儲器可在線重新編程，或使用通用的非易失性存儲器編程器；通用的8位 CPU 與在線可編程 Flash 集成在一塊芯片上，從而使 AT89S52 功能更加完善，應(yīng)用更加靈活；具有較高的性能價格比，使其在嵌入式控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。在進行編程校驗時，需外接 10KΩ的上拉電阻。對 P2 口各位寫入 1，可作為輸入，每個引腳由外部負載拉為低電平時，經(jīng)由內(nèi)部上拉電阻向外輸出電流。 P3口還具有替代功能如圖 210所示： 圖 210 P3 口替代功能 （ 1） —— 地址鎖存允許 /編程脈沖輸入。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ， 無效。 片外振蕩器的組成方式如圖（ 211b）所示， XTAL1 是外部時鐘信號的輸入端，XTAL2 可懸空。 AD9851 的 22 腳（ RESET— 主復(fù)位端）和 AT89S52 P2 口的引腳 相連，由 AT89S52 經(jīng) 引腳控制 AD9851 的主復(fù)位端信號（ RESET，當(dāng) RESET 為 1時，清除 AD9851 的頻率 /相位控制字寄存器的所有數(shù)據(jù)為 0）。鍵盤是必 不可少的功能配置。同時使“頻率顯示”電路工作，顯示按下的“鍵值”。同時使“ KHz 顯示燈”為“亮”。同時使“頻率顯示”為“ 0”，使“ Hz、KHz、 MHz 顯示燈”為“滅”。 鍵掃描的工作過程如下： 1．判斷是否有鍵被按下： CPU 先通過輸出口使所有列線輸出為低電平“ 0”，然后從行線輸入口讀入所有 4 根行線的狀態(tài)電平。 3． 3． 1 頻率顯示電路介紹 七段 LED 有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)形式，它的顯示電路一般分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩類。動態(tài)顯示電路如圖 34 所示。輸出的 N 個數(shù)據(jù) Data1～ DataN， Data1在最遠端；輸出的 8╳ N個數(shù)位，低位在先，高 位在后，輸出一幀后 QH 端為 D0，QA端為 D7， D0 為下一個移位寄存器的級聯(lián)數(shù)據(jù)輸入端。 在電路圖 35 中，三個發(fā)光二極管是分別經(jīng) 200Ω限流電阻由 AT89S52 的、 和 引腳控制的。 for(aaa=4。 p21=0。 } p20=1。 1．鍵盤查詢程序設(shè)計如下： keyscan() { uchar mmm。 for(j=0。break。break。break。break。break。} } keyout=_crol_(keyout,1)。 1．?dāng)?shù)字“ 1”對應(yīng)子程序： one( ) { dis7[i]=0x60。 1．“小數(shù)點”按鍵子程序： drop( ) { dis7[i]=0x01。 y=0。z++) { temp=temp*10。 } y=y+x[j]/temp。 } } 3．“小數(shù)點”數(shù)據(jù)運算子程序說明： 在程序設(shè)計中， j、 m、 z 和 temp 是局部變量， i 和“ drop_bit”是全局變量，分別是用鍵盤輸入數(shù)據(jù)時，按數(shù)字鍵（包括小數(shù)點）的次數(shù)和小數(shù)點的位置。 calculation()。n=32。 if(i==1) w0=x[0]*10+x[1]。//數(shù)據(jù)左移 3 位，留出低 3 位數(shù)據(jù)為“ 000” w0=w0|0xf8。 4． 2． 7“刪除”和“清除”子程序的設(shè)計 在用鍵盤輸入頻率 /相位控制數(shù)據(jù)時，有可能人為地把按鍵按錯，使輸入數(shù)值錯誤，這時就可按“ DEL”（刪除）按鍵，刪除上一個輸入的數(shù)據(jù)。j=0。但是因沒有調(diào)用數(shù)據(jù)傳送子程序（“ output()”），所以不會改變 AD9851 輸出的信號數(shù)據(jù)，由 AD9851 輸出的信號波形 不變。 i=0。 4． 3． 1．頻率顯示子程序設(shè)計 程序如下： 。 fm=0。 “復(fù)位”子程序設(shè)計如下： res( ) { for(j=i。//清零 { x[j]=0。 dis7[i]=0。程序在運行時，首先按十進制算法計算輸入的數(shù)值，存儲在變量 w0 中，然后判斷 w0的值是否超過規(guī)定的極限值 32，如果超過了規(guī)定的極限值 32，使六個數(shù)碼管顯示“全亮”（報錯）。j=0。 } fm=y*f/()。 } 在程序中， p2 p2 p2 f和 y均為全局變量，其中 p2 p25 和 p26 三個變量分控制頻率顯示電路中的三個頻率單位指示燈（ Hz、 KHz、 MHz）。得到的頻率（或相位）數(shù)值儲存在變量“ y”中。j=i。 } for(j=m+1。 if(flag_drop==1) { m=drop_bit。 drop_bit=i。 i=i+1。 } } 2．程序說明： 在程序中 mmm、 j為局部變量，其中 j 是用作控制循環(huán)次數(shù)使用； keyout 和keytemp是全局變量， keyout代表 4╳ 8的矩陣式鍵盤列線（ 8位）上的值， keytemp代表 4╳ 8的矩陣 式鍵盤行線（ 4 位）上的值。break。break。break。break。break。j++) { P1=keyout。//局部變量，與全局變量 j 不同 keyout=0x00。 p27=0。 p27=0。aaa) { bbb=(uchar)(gamp。 第四章 AT89S52 控制 AD9851 的程序設(shè)計 4． 1 數(shù)據(jù)傳送控制電路的程序設(shè)計 數(shù)據(jù)傳送控制電路的主要功能是將 AD9851 所需要的 40 位頻率 /相位控制字可通過 AT89S52微處理器以并行方式或串行方式輸入到 AD9851的控制字寄存器。在AT89S52 和 AD9851 組成的程控信號源電路中的頻率顯示由 6 個數(shù)碼管組成，因此由 6個移位寄存器級聯(lián)在一起，最左邊 74HC164 的 QH 端同時作為下一級移位寄存器串行數(shù)據(jù)輸入端（ A、 B）的數(shù)據(jù)輸入端，以此類推，逐次遞進，完成一個6╳ 8 位 的串行輸入、 6╳ 8位的并行輸出的頻率數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)。為防止閃爍，每位顯示時間在 1～ 2ms，然后再顯示另一位， CPU 需要不斷地進行顯示刷新。 靜態(tài)顯示時， LED 的亮度高、控制容易、但功耗大、所需口線多。 2．判斷按鍵位置： CPU 通過列輸出口使 8 個列線從低位到高位依次由高電平變低電平輸出（ 8個列線的狀態(tài)電平依次為 111111 1111110 11111011??），每次均讀入行線的狀態(tài)電平，以確定哪條行線為“ 0”狀態(tài)。同時使“頻率顯示”電路工作。同時使“ MHz 顯示燈”為“亮”。同時使“頻率顯示”為“ 0”（清除顯示的按鍵值）。 鍵盤可分為獨