【文章內(nèi)容簡介】 工業(yè)控制，軟件無線電等等。3 信號發(fā)生器的設(shè)計 總體方框圖圖 5 是采用 DDS 技術(shù)的頻率合成信號發(fā)生器總體方框圖。系統(tǒng)上電后，單圖 5 信號發(fā)生器總體方框圖片機對各接口進行芯片初始化，然后開始自檢，主要包括鍵盤和顯示部分及各接口芯片等。自檢通過后，預(yù)置各個測量狀態(tài)，清工作區(qū)和顯示區(qū)，然后開始判鍵識碼，以進入相應(yīng)的程序。由鍵盤輸入信號頻率和相位值，單片機進行控制、運算、查表、求值，產(chǎn)生相應(yīng)的頻率和相位控制字送給 AD7008 芯片，同時晶振輸送 50MHz 的時鐘頻率給 AD7008 芯片,芯片輸出的波經(jīng)低通濾波器濾過后即得所需平滑的模擬信號。 信號發(fā)生器的硬件設(shè)計硬件設(shè)計如圖 6 所示。AD7008 具有頻率分辨率高，工作頻帶較寬，超高速頻率轉(zhuǎn)換時間，相位變化連續(xù)，有調(diào)制能力等優(yōu)點，還可輸出任意輸出波形。圖中給出了 AD7008 與 89C51 的接口電路，其中 89C51 的復(fù)位電路及時鐘電路未給出。擴展一片 I/O 芯片 8255，采用 44 矩陣鍵盤電路，16 個按鍵分別為“0～9”、 “.”、 “確認 ”、 “清零”、 “調(diào)幅”、 “調(diào)頻”、 “復(fù)位”。4 位數(shù)碼管顯示。AD7008 的時鐘采 50 MHz 晶振，Iout 可以輸出標準正弦信號、調(diào)幅和調(diào)頻信號，其頻率、相位、幅度的大小由 DDS 芯片中設(shè)置的值決定。輸出信號 Iout 經(jīng)模擬開關(guān)及濾波器濾波后作為信號發(fā)生器的輸出。模擬開關(guān)由 CD4052 擔(dān)任，濾波器采用橢圓函數(shù)濾波器。 電路設(shè)計介紹 DDS 芯片 AD7008AD7008 是一片采用 44 腳 PLCC 封裝的 CMOS 結(jié)構(gòu)的超大規(guī)模 DDS 集成電路。它把 32bit 相位累加器、SINCOS 查找表、 10 bit D/A 變換器以及調(diào)制和控制電路集成到一起，集相位調(diào)制、頻率調(diào)制、幅度調(diào)制及 I/O 正交調(diào)制等多種功能于一身，它的時鐘頻率可達 50MHz，輸出信號頻率可達 20MHz，分辨率可達 。圖 6 硬件設(shè)計電路關(guān)于 DDS 芯片的基本工作原理前面已簡單介紹，這里就它的引腳功能介紹89C5189C51TC3LOADAB/RD/WR234Q0Q1/RD/WR/CSPCPBPA8255D0D7373D0D7Q0Q14 41 32 44052A B位位位位位位位位4位位位位位位位位位位位位位\0\3\AD7008D0D7IOUTTC3LOAD/CS /WRCLKIout50MHZ位位一下，AD7008 的引腳圖如圖 7 所示。（1）電源部分：VAA(3)：模擬部分正電源(+5V177。5%) ；AGND(44)：模擬地；ADD(17 、139) ：數(shù)字部分正電源 (5V177。5%)；DGND(1243) ：數(shù)字地。（2）模擬輸出和參考信號：IOUT，IOUT(2 、1)：電流輸出，使用時應(yīng)接一個負載電阻到 AGND；FSADJUST(4)：全規(guī)模電流輸出調(diào)節(jié)控制，通過一個電阻 RSET 接到 AGND，可控制 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出電流的幅度，即IOUT=6233VR EF　RSETRSET≥390Ω ；VREF(6)：電壓參考輸入，它是一個 的內(nèi)部電壓參考，如果需要，也可利用一個外部參考電壓強迫驅(qū)動；COMP(5)：用于內(nèi)部參考放大器的補償端。（3）數(shù)字接口與控制部分：CLOCK(30)：系統(tǒng)時鐘輸入。FSELECT(31)：頻率選擇輸入，用于控制相位累加器的輸入是來自 FREQ0 還是來自 FREQ1 寄存器，頻率選擇可在一個時鐘內(nèi)完成。LOAD(36)：寄存器加載控制，高電平有效，它與 TC3～TC0 一起，用于控制內(nèi)部寄存器的加載。TC3～TC0(35 ～32)：傳送控制寄存器的地址，用于確定數(shù)據(jù)傳送期間所用的源寄存器和目標寄存器。TC3～TC0 的數(shù)據(jù)應(yīng)在 LOAD 的上升沿到來之前建立并穩(wěn)定下來，并維持到LOAD 的下降沿到來之后。CS(27)：片選信號，低電平有效，并與 WR 一起，用于加載并行寄存器。WR(16) ：寫信號，并與 CS 一起，用于加載并行寄存器。D15～D0(15 ～ 8，26～19)：數(shù)據(jù)總線，在 WR 的上升沿將數(shù)據(jù)寫入 32bit 寄存器內(nèi)。該數(shù)據(jù)總線可構(gòu)成 8bit 或 16bit MPUDSP 端，當作為 8bit 總線使用時，D15～D0 應(yīng)接到 DGND。SCLK(41)：串行寄存器時鐘，它與 SDATA 一起把數(shù)據(jù)加載到串行寄存器內(nèi)。SDATA(42)：串行寄存器數(shù)據(jù)輸入端，在 SCL K 的上升沿輸入，最高有效位(MSB)先入。SLEEP(37)：低功耗控制端，高電平有效。RESET(38)：內(nèi)部寄存器的復(fù)位控制端，高電平有效。TEST(40)：僅作為工廠測試用，可把它看成空腳。AD7008 PLCC位位 1位位位位位VREFCOMPFSADJVSTVAAIOUT/IOUTAGNDDGNDSDATASCLATESTVDDRESETSLEEPLOADTC3TC2TC1TC0FSELECTCLOCKDGNDDGNDD8D9VDD/WRD15D141718 2829394067D10D11D12D13DGNDD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 /CS VDD圖 7 AD7008 封裝及引腳圖 單片機控制部分鍵盤、顯示及 AD7008 的命令寫入由單片機 89C51 完成。8 9C51 是 一 種 帶4K 字 節(jié) 閃 爍 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲 器 （ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory） 的 低 電 壓 ， 高 性 能 CMOS8 位 微 處 理 器 ， 俗 稱單 片 機 。 89C2051 是 一 種 帶 2K 字 節(jié) 閃 爍 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲 器 的 單 片 機 。單 片 機 的 可 擦 除 只 讀 存 儲 器 可 以 反 復(fù) 擦 除 100 次 。 該 器 件 采 用 ATMEL 高密 度 非 易 失 存 儲 器 制 造 技 術(shù) 制 造 ， 與 工 業(yè) 標 準 的 MCS51 指 令 集 和 輸 出 管腳 相 兼 容 。 由 于 將 多 功 能 8 位 CPU 和 閃 爍 存 儲 器 組 合 在 單 個 芯 片 中 ，ATMEL 的 89C51 是 一 種 高 效 微 控 制 器 ， 89C2051 是 它 的 一 種 精 簡 版 本 。89C 單 片 機 為 很 多 嵌 入 式 控 制 系 統(tǒng) 提 供 了 一 種 靈 活 性 高 且 價 廉 的 方 案 。 （ 1） 主 要 特 性 ： 與 MCS51 兼 容 ， 4K 字 節(jié) 可 編 程 閃 爍 存 儲 器 ， 壽 命 ：1000 寫 /擦 循 環(huán) ， 數(shù) 據(jù) 保 留 時 間 ： 10 年 ， 全 靜 態(tài) 工 作 ： 0Hz24Hz， 三 級 程序 存 儲 器 鎖 定 ， 128*8 位 內(nèi) 部 RAM， 32 可 編 程 I/O 線 ， 兩 個 16 位 定 時 器 /計 數(shù) 器 ， 5 個 中 斷 源 ， 可 編 程 串 行 通 道 ， 低 功 耗 的 閑 置 和 掉 電 模 式 ， 片 內(nèi) 振蕩 器 和 時 鐘 電 路 （ 2） 管 腳 說 明 ： VCC： 供 電 電 壓 。 GND： 接 地 。 P0 口 ： P0 口 為 一 個8 位 漏 級 開 路 雙 向 I/O 口 ， 每 腳 可 吸 收 8TTL 門 電 流 。 當 P1 口 的 管 腳 第 一次 寫 1 時 ， 被 定 義 為 高 阻 輸 入 。 P0 能 夠 用 于 外 部 程 序 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 ， 它 可 以被 定 義 為 數(shù) 據(jù) /地 址 的 第 八 位 。 在 FIASH 編 程 時 ， P0 口 作 為 原 碼 輸 入 口 ，當 FIASH 進 行 校 驗 時 ， P0 輸 出 原 碼 ， 此 時 P0 外 部 必 須 被 拉 高 。P1 口 ： P1 口 是 一 個 內(nèi) 部 提 供 上 拉 電 阻 的 8 位 雙 向 I/O 口 ， P1 口 緩 沖器 能 接 收 輸 出 4TTL 門 電 流 。 P1 口 管 腳 寫 入 1 后 ， 被 內(nèi) 部 上 拉 為 高 ， 可 用作 輸 入 ， P1 口 被 外 部 下 拉 為 低 電 平 時 ， 將 輸 出 電 流 ， 這 是 由 于 內(nèi) 部 上 拉 的 緣故 。 在 FLASH 編 程 和 校 驗 時 ， P1 口 作 為 第 八 位 地 址 接 收 。P2 口 ： P2 口 為 一 個 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 8 位 雙 向 I/O 口 ， P2 口 緩 沖 器 可 接收 ， 輸 出 4 個 TTL 門 電 流 ， 當 P2 口 被 寫 “1”時 ， 其 管 腳 被 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 拉高 ， 且 作 為 輸 入 。 并 因 此 作 為 輸 入 時 ， P2 口 的 管 腳 被 外 部 拉 低 ， 將 輸 出 電流 。 這 是 由 于 內(nèi) 部 上 拉 的 緣 故 。 P2 口 當 用 于 外 部 程 序 存 儲 器 或 16 位 地 址外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 進 行 存 取 時 ， P2 口 輸 出 地 址 的 高 八 位 。 在 給 出 地 址 “1”時 ，它 利 用 內(nèi) 部 上 拉 優(yōu) 勢 ， 當 對 外 部 八 位 地 址 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 進 行 讀 寫 時 ， P2 口 輸出 其 特 殊 功 能 寄 存 器 的 內(nèi) 容 。 P2 口 在 FLASH 編 程 和 校 驗 時 接 收 高 八 位 地址 信 號 和 控 制 信 號 。P3 口 ： P3 口 管 腳 是 8 個 帶 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 雙 向 I/O 口 ， 可 接 收 輸 出 4個 TTL 門 電 流 。 當 P3 口 寫 入 “1”后 ， 它 們 被 內(nèi) 部 上 拉 為 高 電 平 ， 并 用 作 輸入 。 作 為 輸 入 ， 由 于 外 部 下 拉 為 低 電 平 ， P3 口 將 輸 出 電 流 （ ILL） 這 是 由于 上 拉 的 緣 故 。 RST： 復(fù) 位 輸 入 。 當 振 蕩 器 復(fù) 位 器 件 時 ， 要 保 持 RST 腳 兩 個 機 器 周 期的 高 電 平 時 間 。 　 　 ALE/PROG： 當 訪 問 外 部 存 儲 器 時 ， 地 址 鎖 存 允 許 的 輸 出 電 平 用 于 鎖 存地 址 的 地 位 字 節(jié) 。 在 FLASH 編 程 期 間 ， 此 引 腳 用 于 輸 入 編 程 脈 沖 。 在 平 時 ，ALE 端 以 不 變 的 頻 率 周 期 輸 出 正 脈 沖 信 號 ， 此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。因 此 它 可 用 作 對 外 部 輸 出 的 脈 沖 或 用 于 定 時 目 的 。 然 而 要 注 意 的 是 ： 每 當 用作 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ， 將 跳 過 一 個 ALE 脈 沖 。 如 想 禁 止 ALE 的 輸 出 可 在SFR8EH 地 址 上 置 0。 此 時 ， ALE 只 有 在 執(zhí) 行 MOVX， MOVC 指 令 是ALE 才 起 作 用 。 另 外 ， 該 引 腳 被 略 微 拉 高 。 如 果 微 處 理 器 在 外 部 執(zhí) 行 狀 態(tài)ALE 禁 止 ， 置 位 無 效 。 　 　 /PSEN： 外 部 程 序 存 儲 器 的 選 通 信 號 。 在 由 外 部 程 序 存 儲 器 取 指 期 間 ，每 個 機 器 周 期 兩 次 /PSEN 有 效 。 但 在 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時 ， 這 兩 次 有 效 的/PSEN 信 號 將 不 出 現(xiàn) 。 　 　 /EA/VPP： 當 /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器 不 管 是 否有 內(nèi) 部 程 序 存 儲 器 。 注 意 加 密 方 式 1 時 ， /EA 將 內(nèi) 部 鎖 定 為 RESET； 當/EA 端 保 持 高 電 平 時 ， 此 間 內(nèi) 部 程 序 存 儲 器 。 在 FLASH 編 程 期 間 ， 此 引 腳也 用 于 施 加 12V 編 程 電 源 （ VPP） 。 　 　 XTAL1： 反 向 振 蕩 放 大 器 的 輸 入 及 內(nèi) 部 時 鐘 工 作 電 路 的 輸 入 。 　 　 XTAL2： 來 自 反 向 振 蕩 器 的 輸 出 。 （ 3） 振 蕩 器 特 性 ： XTA