基于dds信號源的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-17 12:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 擬地。AVDD : 模擬電源(+5V) 。DGND : 數(shù)字地。DVDD : 數(shù)字電源(+5V) 。RSET : DAC 外部復(fù)位連接端。VOU TN : 內(nèi)部比較器負(fù)向輸出端。VOU TP : 內(nèi)部比較器正向輸出端。VINN : 內(nèi)部比較器的負(fù)向輸入端。VINP : 內(nèi)部比較器的正向輸入端。DACBP : DAC 旁路連接端。IOU TB :“互補(bǔ)”DAC輸出。IOU T : 內(nèi)部DAC 輸出端。RESET : 復(fù)位端。高電平清除DDS 累加器和相位延遲器為0HZ和0176。相位,同時置數(shù)據(jù)輸入為并行模式以及禁止6倍時鐘倍頻。 AD9851芯片的原理(1) AD9851的基本工作原理AD9851 的結(jié)構(gòu)圖()，它主要包括相位寄存器、相位全加器、D/A轉(zhuǎn)換器,相位寄存器和相位全加器構(gòu)成相位累加器。AD9851 內(nèi)部的控制字寄存器首先寄存來自外部的頻率、相位控制字,相位累加器接收來自控制字寄存器的數(shù)據(jù)后決定最終輸出信號頻率和相位的范圍和精度,經(jīng)過內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器后,所得到的就是最終的數(shù)字合成信號，經(jīng)外圍低通濾波電路濾波后得到所要的波形。 AD9851的結(jié)構(gòu)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頻率可由公式() 來決定,合成信號的相位由公式() 來決定。 （） （） (2) AD9851的控制方式AD9851 內(nèi)部有5個輸入寄存器，儲存來自外部數(shù)據(jù)總線的32位的頻率控制字,5位的相位控制字，一位6倍參考時鐘倍乘器使能控制字,一位電源休眠功能(Powerdown)控制和一位邏輯0。邏輯0是廠家設(shè)定參數(shù)專用使能位應(yīng)用時不能使能該位，否則會進(jìn)入廠家設(shè)定參數(shù)狀態(tài),只有通過復(fù)位才能退出該狀態(tài)。寄存器接收數(shù)據(jù)的方式有并行和串行兩種方式。 所示,WCLK上升沿把引腳D7上的數(shù)據(jù)按位串行移入到輸入寄存器,40位輸入結(jié)束后,任何WCLK上升沿到來都會造成數(shù)據(jù)順序移出并導(dǎo)致原來數(shù)據(jù)無效,此時FQUD端的上升脈沖就可以使40位數(shù)據(jù)更新芯片的輸出頻率和相位。 串行工作方式時序圖，是通過8位數(shù)據(jù)總線D0～D7來完成全部40位控制數(shù)據(jù)的輸入。復(fù)位信號RESET 有效會使輸入數(shù)據(jù)地址指針指向第一個輸入寄存器，WCLK上升沿寫入第一組8位數(shù)據(jù)，并把指針指向下一個輸入寄存器，連續(xù)5個WCLK上升沿后,即完成全部40位控制數(shù)據(jù)的輸入，此后WCLK信號的邊沿?zé)o效。當(dāng)FQUD上升沿到來之際40位數(shù)據(jù)會從輸入寄存器被寫入頻率和相位控制寄存器，更新DDS的輸出頻率和相位，同時把地址指針復(fù)位到第一個輸入寄存器,等待著下一組新數(shù)據(jù)的寫入。 并行工作方式時序圖為了達(dá)到設(shè)計要求，本次采用并行工作方式。 AD9851芯片的電路圖AD9851生成的模擬信號由IOUT、IOUTB端送出，該兩端對應(yīng)AD9851內(nèi)D/A轉(zhuǎn)換器的差分電流輸出端，其滿度電流的大小由接在RSET端的電阻值大小決定，其公式為IOUTB=（）由于AD9851的IOUT、IOUTB端允許送出的最大滿度電流值為20mA,本設(shè)計取IOUT=10mA（對應(yīng)RSET=）。為了將輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓，IOUT、IOUTB端應(yīng)各接一個電阻，為了得到最好的SFDR性能，這兩個電阻的阻值應(yīng)該相等。除此之外，AD9851對滿度輸出電壓范圍也有一定的限制（），因而，本設(shè)計取接在IOUT、IOUTB端的電阻值為100Ω，這樣，AD9851送出的滿度輸出電壓約為1V。 控制模塊控制模塊包括三個部分，分別是單片機(jī)（本設(shè)計選取的是STC89C52）、鍵盤部分（4個按鍵）、液晶顯示部分（LCD1602）。 單片機(jī)STC89C52的簡介STC89C52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。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，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。另外 STC89C52可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。終上所述，本設(shè)計采用它作為控制AD9851。 STC89C52引腳圖 STC89C52與AD9851的接口電路。單片機(jī)與AD9851的接口采用了總線方式。由于AD9851的W_CLK和FQ_UD信號對應(yīng)上升沿有效，因而單片機(jī)的WR、RD（低電平有效）控制信號分別與地址信號P20組合經(jīng)過或非門接至AD9851的W_CLK和FQ_UD端。 AD9851與STC89C52的接口電路本電路中采用LQFP封裝44腳的單片機(jī)，該系列單片機(jī)是51單片機(jī)中增強(qiáng)型單片機(jī)，它體積小，工作穩(wěn)定可靠，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得本設(shè)計能順利地完成。本電路中主要使用了該單片機(jī)的P0、PP2以及部分P3口，P0口是與AD9851的8位數(shù)據(jù)口相連，對頻率、相位控制字進(jìn)行控制；P1口主要是和液晶的8位數(shù)據(jù)口相連接，以便對液晶進(jìn)行讀寫操作； P2口和獨(dú)立式鍵盤SSSS4相連接；P20和WR口、RD和WR口都經(jīng)過或非門再分別與AD9851的W_CLK、FQ_UD兩個控制引腳相連，以及115引腳與外部的無源晶振構(gòu)成系統(tǒng)振蕩電路。以上即為STC89C52的引腳在本電路中的使用分配情況。其中單片機(jī)的復(fù)位電路和時鐘電路分別如下圖所示 復(fù)位電路 時鐘電路復(fù)位電路：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個機(jī)器周期的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。有時系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)程序跑飛的情況，在程序開發(fā)過程中，經(jīng)常需要手動復(fù)
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