【文章內(nèi)容簡介】 地址的相位信息映射成正弦波幅度信號, 然后驅動DAC 以輸出模擬量。微控制器頻率控制字∑ΤЪ∑DAC比較器LPF相位寄存器相位控制器相位累加器正弦查弦表正弦波輸出方波輸出圖35 AD9850組成框圖相位寄存器每過2n/K 個外部參考時鐘后返回到初始狀態(tài)一次, 相應地正弦查詢表每經(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。輸出的正弦波周期TO = Tc2n/K , 頻率fout = K*fc/2n ,Tc 、fc分別為外部參考時鐘的周期和頻率。AD9850 采用32 位的相位累加器將信號截斷成14 位輸入到正弦查詢表,查詢表的輸出再被截斷成10 位后輸入到DAC , DAC 再輸出兩個互補的電流。DAC滿量程輸出電流通過一個外接電阻RSET調節(jié),調節(jié)關系為ISET = 32() ,。將DAC 的輸出經(jīng)低通濾波后接到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。4 AD9850應用中的注意事項：AD9850 作為時鐘發(fā)生器使用時, 輸出頻率要小于參考時鐘頻率的33% , 這樣可避免混疊或諧波信號落入有用輸出頻帶內(nèi), 減少外部濾波器的要求。AD9850 參考時鐘頻率最低為1MHz, 如果低于此頻率, 系統(tǒng)自動進入電源休眠方式。如果高于此頻率, 系統(tǒng)恢復正常。含有AD9850 的印制線路板應是多層板, 要有專門的電源層和接地層。且電源層和接地層中沒有引起層面不連續(xù)的蝕刻導線條。推薦在多層板的頂層應留有帶一定間隙的接地面, 以便為表面安裝器件提供方便。如果分立的模擬接地面和數(shù)字接地面都存在, 為得到最佳效果, 應該在AD9850 處將它們接在一起避免在AD9850 器件下面走數(shù)字線, 以免把噪聲耦合進芯片。避免數(shù)字線和模擬線交叉。印制線路板相對面的走線應該相互正交, 以減小線路板的饋通影響。在可能的條件下, 應采用微波傳輸帶技術。像時鐘這樣的高速開關信號應該用地線屏蔽,避免把噪聲輻射到線路板上其它部分。要源要獨立, 分別把高質量的陶瓷去耦電容接到各自的接地引腳。去耦電容應盡可能靠近器件。在引用的基礎上設計了該系統(tǒng)的硬件電路圖，見附錄一。第4章 軟件系統(tǒng)設計與分析此程序的功能就是要將外部輸入的頻率數(shù)據(jù)按照一定協(xié)議和算法變換成DDS芯片(AD9850)所能接受的格式,并送出相應的頻率相位控制信號,從而使AD9850能產(chǎn)生兩路相位正交頻率可控的正弦信號。下面給出程序設計輸入、輸出、變換算法及流程圖。1. 信號源控制程序輸入時序數(shù)據(jù)同步:上升沿時讀入1 個字節(jié)的頻率數(shù)據(jù),作為int1 中斷輸入。數(shù)據(jù)寫入:上升沿時頻率更新1 次,作為int0 中斷輸入。8 位數(shù)據(jù):輸入的頻率字節(jié)。分3 次輸入,如下圖41所示。圖41信號源控制程序輸入2. 信號的輸出單片機控制程序將產(chǎn)生下述輸出信號加到DDS芯片(AD9850) 的對應腳:reset1 :一路DDS 復位(一路AD9850 第22 腳) 。reset2 :二路DDS 復位(二路AD9850 第22 腳) 。w1 :一路數(shù)據(jù)同步(一路AD9850 第7 腳) 。w2 :二路數(shù)據(jù)同步(二路AD9850 第7 腳) 。fu1 :一路數(shù)據(jù)寫入(一路AD9850 第8 腳) 。fu2 :二路數(shù)據(jù)寫入(二路AD9850 第8 腳) 。P0 口(P0. 0～ P0. 7) : 8 位頻率/ 相位數(shù)據(jù)輸出(AD9850 的D0～D7 腳)3．用戶操作介紹本程序系統(tǒng)設置七個操作按鍵：分別為五個位控制按鍵（1M、100K、10K、1K、100HZ）及加減兩個增量按鍵。當用戶按下位控制按鍵時，其本位顯示閃爍；當按下加減按鍵時實改變本位增量輸入，程序將輸出對應控制字。本位顯示將繼承閃爍直到按下其它位。4．頻率控制字的計算方法上面已經(jīng)敘述，下面直接給出過頻率段的步進控制字：100Hz段：步進控制字為00029F1H１kHz段：步進控制字為001A36EH10kHz 段：步進控制字為0010624DH100kHz段：步進控制字為0A3D70AH1 MHz段：步進控制字為6666666H第1片和第2片輸出相位相差90O，所以他們的5為相位控制字分別為00000和11111。1．控制字的算法程序中單片機輸入頻率數(shù)據(jù)F (3 個字節(jié)) 與輸出頻率數(shù)據(jù)ΔP(4 個字節(jié)) 間的變換算法見式(41) : (41)其中CLKIN 為外部參考時鐘(40MHz) 。2．程序流程圖。其中程序一是通過單片機的按鍵來產(chǎn)生控制字與頻率。而程序二則是通過控制字的加減來改變程序的頻率。而控制字程序流程圖則是通過串行的方式利用控制字產(chǎn)生不同的時鐘信號，從而產(chǎn)生出不同的頻率波形。它們的詳細框圖如下。 圖42 主程序流程圖圖43　子程序流程圖1k,10k,100K，1M及電壓鍵流程基本框圖相同，為節(jié)約篇幅，以下不再流程圖敘述控制字輸出流程圖如下： 圖44控制字程序流程 第5章 程序仿真在項目設計中，仿真是必不可少的。我們首先要對設計的程序進行模擬仿真，再使用仿真器進行在線仿真，仿真調試通過之后，才能連接硬件進行整機調試。通過對系統(tǒng)程序的軟件仿真，我們能看到程序的運行過程，找出其缺陷，進而完善程序的設計；通過使用仿真器仿真，我們能看到程序驅動硬件的實際效果，進而完善整個項目的系統(tǒng)設計。本設計采用偉福軟件對設計的程序進行編譯仿真，對仿真器的使用和整機聯(lián)調只作理論分析與討論。本設計采用偉福公司的偉福6000（wave6000）軟件模擬器進行仿真分析。同時，該軟件可與E6000系列仿真器配合使用，以達在線仿真、調試等效果。將安裝盤插入A:驅動器，安裝程序；按照安裝程序的提示，輸入相應內(nèi)容，完成軟件的安裝。也可以將安裝盤全部復制到硬盤的一個目錄(文件夾)中，執(zhí)行相應目錄下的SETUP進行安裝。在安裝過程中，如果用戶沒有指定安裝目錄，安裝完成后，會在C:盤建立一個C:\WAVE目錄(文件夾)，wave目錄如表51所示。 表51 WAVE目錄目錄內(nèi)容C:\WAVE ├ BIN ├ HELP └ SAMPLES可執(zhí)行程序 幫助文件和使用說明樣例和演示程序 偉福仿真系統(tǒng)已內(nèi)嵌匯編編譯器(偉福匯編器)，同時留有第三方的編譯器的接口，方便用戶使用高級語言調試程序。安裝51系列CPU的編譯器步驟如下：進入C:\盤根目錄，建立C:\COMP51子目錄(文件夾)；將第三方的51編譯器復制到C:\COMP51子目錄(文件夾)下；在 [ 主菜單|仿真器|仿真器設置 | 語言 ] 對話框的[編譯器路徑] 指定為C:\COMP51 (參見 仿真器設置)；如果用戶將第三方編譯器安裝在硬盤的其它位置，請在[編譯器路徑]指明其位置。偉福軟件的使用說明詳見附錄二。在項目中，需要用到仿真器和仿真頭，將其與硬件電路連接在一起，再結合軟件模擬器進行整機聯(lián)調?，F(xiàn)就E6000仿真器和POD8X5X仿真頭作如下介紹。仿真器內(nèi)部的P口等硬件資源和51系列單片機基本是兼容的，E6000系列仿真器的功能如表52所示。仿真主控程序被存儲在仿真器芯片特殊的指定空間內(nèi)，有一段特殊的地址段用來存儲仿真主控程序，仿真主控程序就像一臺電腦的操作系統(tǒng)一樣控制仿真器的正確運轉。偉福E6000/L外形示意圖如圖51所示。 表52 E6000系列的功能表仿真器型號功能E6000/S通用仿真器（116位，15M總線速度）硬件測試儀，運行時間統(tǒng)計，邏輯筆（選配件）WINDOWS版本、DOS版本雙平臺、支持Keil uVision環(huán)境E6000/T含E6000/S所有功能,事件斷點、斷點記數(shù),跟蹤器,影子存儲器全空間程序/數(shù)據(jù)時效分析器E6000/L含E6000/T所有功能,邏輯分析儀 (測試鉤為選配件)，可編程波形發(fā)生器圖51 偉福E6000/L外形示意圖 仿真頭介紹POD8X5X仿真頭可配E2000系列，E6000系列，K51系列仿真器，用于仿真INTEL8031/51系列及兼容單片機，可仿真CPU種類為8031/32， 8051/52，8751/52/54/55/58，89C51/52/55/58，89C1051/2051/405。華邦的8E51/52/54/58， LG的97C51/52/1051/2051。 配有40腳DIP封裝的轉接座，可選配44腳PLCC封裝的轉接座。選配2051轉接可仿真20腳DIP封裝的XXC1051/2051/4051CPU。仿真頭功能表如表53所示。 表53 部分仿真頭功能表仿真頭型號可仿真CPUPOD8X5X8X5X系列（P0口和P2口作為總線或IO口用）POD520Dalas310/320/510/520/華邦77E58POD518X5X系列CPU（P0口和P2口作為總線用）POD20512051051系列CPU（需與POD8x5x配合使用）POD552Philips 80C552PODLPCPhilips LPC76XPOD196MC196MC/MD/MHPOD16C5XPIC16C52/54/55/56/57/5PIC12C508/509POD16C6X/7XPIC16C61/62/63/64/65/6PIC16C71/72/73/74POD16C71XPIC16C71X全系列POD16C8XPIC16C83/84打開WAVE仿真器，進行程序編程，將系統(tǒng)程序單獨以一個文件名保存，文件名的后綴為“.asm”，將保存后的文件加入模塊文件，然后保存項目。仿真器參數(shù)設置界面如圖52所示。 圖52 仿真器設置界面在編譯時，界面中的Message窗口會顯示編譯結果，若有錯誤，就可以在信息窗口中顯示出來，雙擊錯誤信息，可以在源程序中定位所在行。在編譯無錯誤后，方可調試程序。編譯界面如圖53所示。圖53 偉福軟件編輯調試可以單步調試也程序界面可以全速執(zhí)行，單步跟蹤就是逐條指令地執(zhí)行程序，若有子程序調用，也會跟蹤到子程序中去。經(jīng)編輯調試，本設計的源程序均能正確運行，實現(xiàn)程序發(fā)射與程序接收的目的。在整機聯(lián)調之前，務必要進行軟件模擬仿真。軟件模擬仿真能順利執(zhí)行程序后，方可進行硬件仿真，將仿真器通過串行電纜連接計算機上，將仿真頭接到仿真器，開始仿真，直至顯示硬件仿真確認對話框。在所有的子程序和中斷服務程序都調試完畢后，還需要用主程序將它們連接在一起，進行整體調試。檢查各個模塊之間、各中斷服務程序之間是否存在相互影響，是否會出現(xiàn)程序之間的交叉錯誤。整體調試采用逐步擴大的方法，每次只增加一個功能模塊，在調試正確后再加入下一個模塊，直至將所有程序都與主程序連接起來。若整體調試通過，則說明軟件系統(tǒng)基本正確：若不能通過，則需要按照連接時的相反的順序逐次將子程序模塊與主程序分離，直到發(fā)現(xiàn)出錯原因。程序調試正確后，將其下載到AT89C51中，進行最后的軟、硬件系統(tǒng)聯(lián)調。系統(tǒng)在聯(lián)調時，可先將單片機、DDS電路進行有線聯(lián)調，即將控制字電路與調頻電路的輸入直接相連，然后通過按鍵，觀察顯示輸出上的內(nèi)容。有線聯(lián)調正確后，則可進行無線聯(lián)調。第6章 結束語 DDS是一種全新的數(shù)字化頻率合成技術，其主要應用于現(xiàn)代通信設備中，我們通過DDS集成電路AD9850在信號源中的應用可以知道采用DDS技術的AD9850工作可靠，對參加時鐘波形要求不高輸出信號穩(wěn)定且信價比極高，是一種信價比極高的芯片。利用 DDS技術設計的信號源信能明顯高過其它類型的信號源，且外圍電路簡單，此信號源可以通過軟件編程產(chǎn)生各種常用信號。漫長的畢業(yè)設計伴著我由陽春的三月到來這炎炎的六月，此時此刻也終于劃上了圓滿的句號。在這一整個過程中，我由開始獨立的學習思考，查看相關資料書籍，再有后來的茫然無解，許多不懂和混淆的知識在指導老師和同學的幫助下，終于一點點的有了方向，使得自己頭腦中那模糊的概念逐漸清晰，自己手里非常稚嫩作品也一步步完善起來，最終獲得的還是大大的喜悅與成就感。通過此次論文，不僅讓我認識到獨立學習的重要性的同時，虛心好問也是非常必要的。而最為重要的還是它讓我充分認識到了自己身上存在的許多不足之處，使我深刻體會到“書到用時方恨少”，“學海無涯需苦坐舟”的至理名言與樸素道理。通過這幾個月的畢業(yè)設計讓我感受到不光是畢業(yè)設計要有獨自思考與不停學習的精神，其實做任何一件事情都得有這樣的堅持。沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破。這幾個月來的畢業(yè)設計讓我學會了利用資源，查找資料，為自己進入社會覓尋工作積累了一份寶貴的自信。致謝詞 時光如梭，逝者如斯。轉眼四年的大學生活因為這篇致謝詞即將劃上一個圓滿的句號。內(nèi)心很矛盾，我人生里差不多就此告別的讀書生涯，很不舍，但是又不得不離開，因為畢竟早已長大，不能再在父母的庇護下，再在校園的襁褓里，再在老師同學的照顧下做一個不知天高地厚的小孩子了。因為自己這人生理想，因為要做成一個獨立自主的人，因為那以后自己的生活目標。在本次設計中，我得到了老師和同學的很多幫助。他們不僅對本設計提出了