基于dds的高精度信號發(fā)生器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-16 19:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ROM和64KB RAM）；● 三個16位定時器/計數(shù)器；●八個中斷源，兩個優(yōu)先級嵌套結(jié)構(gòu)；●全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識符；●一個片內(nèi)晶振及時鐘電路；●工作電壓：5V。 AT89S52功能特性概述AT89S52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能8k字節(jié)Flash閃存存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時器/計數(shù)器，串行繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止所有其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 信號產(chǎn)生單元信號產(chǎn)生單元是信號發(fā)生器信號產(chǎn)生的根本來源，通過單片機可以控制其產(chǎn)生信號的頻率。本系統(tǒng)采用AD9850作為信號產(chǎn)生芯片。AD9850是一款采用32位頻率控制字的DDS芯片，最大時鐘頻率為125MHz。本設(shè)計中采用100MHz。AD9850 輸出信號的頻率fout ：fout=（s）247。223 ()其中為32位頻率控制字的值；s為標(biāo)準(zhǔn)參考時鐘的頻率。圖3 AD9850引腳圖按AD9850 芯片手冊說明，結(jié)合實際輸出波形測試，本設(shè)計的輸出頻率帶寬限制在1～20MHz(20%s以內(nèi))。單片機與AD9850 通過串口傳送頻率控制數(shù)據(jù)，其中AD9850第7引腳（W_CLK）為控制字移位時鐘，第8引腳（FQ_UD）為頻率更新控制口，第25引腳（D7）為串口移位數(shù)據(jù)輸入口。AD9850的DAC輸出兩個互補的模擬電流（第21引腳），若要調(diào)節(jié)DAC滿量程輸出電流，需要第12引腳的外接電阻。其輸出電流與電阻的關(guān)系為I=32（247。R），DAC的輸出電流約為10mA。這樣，在100Ω的負(fù)載上可得到峰峰值約為1V的正弦波。AD9850的引腳圖如圖3所示。 AD9850工作原理AD9850內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖如圖4所示。當(dāng)輸出改變時，AD9850的波形是相位連續(xù)的。DDS電路主要起數(shù)字分頻作用，其增量是受參考時鐘經(jīng)控制字的2N位分頻控制。相位累加器是一種系數(shù)可變的計數(shù)器，在每次接收到時鐘脈沖信號時將增量數(shù)字存儲。當(dāng)計數(shù)器溢出時，限制增加相位累加器的觸發(fā)輸出。頻率控制器設(shè)置計數(shù)器的系數(shù)有效，決定了增量的大小，使得在下一個時鐘脈沖到來時相位計數(shù)器獲得更多的值。大的增量使計數(shù)器更快捷的溢出，這樣將導(dǎo)致更高的頻率輸出[4] [5]。AD9850采用獨有的控制算法，以適當(dāng)?shù)腃MOS值，使相位計數(shù)器的14位值得到轉(zhuǎn)變。獨特的控制算法大量的減少了ROM內(nèi)存（采用DSP技術(shù)完成這項功能），這就使得AD9850變得尺寸小，耗能低。圖4 AD9850內(nèi)部原理框圖 顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)用于信號發(fā)生器頻率的顯示，本系統(tǒng)選用數(shù)碼管作為顯示方式，結(jié)構(gòu)簡單且顯示清晰。LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封在在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。本系統(tǒng)選用4位八段共陰極數(shù)碼管。每一筆劃都是 應(yīng)一個字母表示，DP是小數(shù)點，如圖5所示。圖5引腳定義運用單片
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