【文章內(nèi)容簡介】 別是AD9833的主時鐘時序和串行時序[6] 。圖22 主時鐘時序圖23 串行時序 當(dāng)AD9833初始化時，為了避免DAC產(chǎn)生虛假輸出，RESET必須置為1（RESET不會復(fù)位頻率、相位和控制寄存器），直到配置完畢，需要輸出時才將RESET置為0；RESET為0后的8－9個MCLK時鐘周期可在DAC的輸出端觀察到波形。 AD9833寫入數(shù)據(jù)到輸出端得到響應(yīng)，中間有一定的響應(yīng)時間，每次給頻率或相位寄存器加載新的數(shù)據(jù)，都會有7－8個MCLK時鐘周期的延時之后，輸出端的波形才會產(chǎn)生改變，有1個MCLK時鐘周期的不確定性，因為數(shù)據(jù)加載到目的寄存器時，MCLK的上升沿位置不確定。 AD9833內(nèi)部有5個可編程寄存器，其中包括3個16位控制寄存器，2個28位頻率寄存器和2個12位相位寄存器。 其中16位控制寄存器供用戶設(shè)置所需的功能。除模式選擇位外，其他所有控制位均在內(nèi)部時鐘MCLK的下沿被AD9833讀取并動作，要更改AD9833控制寄存器的內(nèi)容，D15和D14位必須均為0。AD9833包含2個頻率寄存器和2個相位寄存器，其模擬輸出為： (22) 其中：FREQEG為所選頻率寄存器中的頻率字。該信號會被移相： (23)其中，PHASEREC為所選相位寄存器中的相位字。 AD9833可運(yùn)作的主時鐘頻率高達(dá)25MHz。一般25 MHz的振蕩器包含外部電路中，但是這振蕩器也可以刪除，如有需要可以連接到外部CMOS時鐘上[11]。頻率、幅度控制模塊可以用FPGA/CPLD或單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計，由于對FPGA/CPLD語言的接觸較少、不熟悉，故而該模塊選用單片機(jī)以及必要的外圍電路進(jìn)行控制。單片機(jī)選擇AT89S52系列，因為其涵蓋了AT89C51系列的大部分優(yōu)點并且燒錄程序速度快，性能穩(wěn)定，耐壓值比較高等。至于顯示模塊用1602液晶顯示器，可以明顯的觀察到頻率的步進(jìn)變化以及所選擇的波形類型，人際接口模塊主要是按鍵，控制波形的輸出類型以及頻率。 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計 根據(jù)元器件的特性及外圍必要輔助電路，其硬件總體設(shè)計如下 圖24 硬件總體設(shè)計圖 各模塊的電路說明 波形的產(chǎn)生及處理部分電路波形的產(chǎn)生與控制部分由DDS芯片AD9833和單片機(jī)AT89S52組成，用戶通過鍵盤輸入的信號要求被AT89S52接收，并經(jīng)其處理后將計算出的控制字傳送給AD9833，由AD9833產(chǎn)生頻率幅度可控的信號。AD9833系統(tǒng)模塊是整個系統(tǒng)的功能核心部分，由此模塊可產(chǎn)生所需要的信號了產(chǎn)生所需信號，必須對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。具體外圍設(shè)備如下圖示。 圖25 AD9833波形處理電路AD9833外圍需要一個參考時鐘，即在MCLK處接入一個晶振。因為當(dāng)AD9833的主頻時鐘為25MHz時，主頻時鐘為1MHz時，而本次設(shè)計中對精度要求不高，為了提高AD9833的操作速度，此處選擇了25MHz的有源晶振。有源晶振有4只引腳，是一個完整的振蕩器，里面除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件[6] 。有源晶振不需要DSP的內(nèi)部振蕩器，信號質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而且連接方式相對簡單（主要是做好電源濾波，通常使用一個電容和電感構(gòu)成的PI型濾波網(wǎng)絡(luò)，輸出端用一個小阻值的電阻過濾信號即可），不需要復(fù)雜的配置電路。把有源晶振有個點標(biāo)記的記為1腳，按逆時針（管腳向下）分別為4，它的通常的接法為一腳懸空，二腳接地，三腳接輸出，四腳接電壓。 AD9833有3根串行接口線，分別是FSYNC、SCLK和SDATA，與SPI、QSPI、MI－CROWIRE和DSP接口標(biāo)準(zhǔn)兼容，在串口時鐘SCLK的作用下，數(shù)據(jù)是以16位的方式加載到設(shè)備上，F(xiàn)SYNC引腳是使能引腳，電平觸發(fā)方式，低電平有效。進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸時，F(xiàn)SYNC引腳置低，在16個SCLK的下降沿數(shù)據(jù)通過SDATA引腳被送到AD9833的輸入移位寄存器。因此，此處我們通過3個100Ω的電阻進(jìn)行限流，、通過單片機(jī)來控制AD9833。AD9833的其他引腳用了諸多電容，主要是為了去藕和濾波，起到穩(wěn)定輸入電壓和輸出波形的作用。 至于單片機(jī)與AD9833連接是，、，單片機(jī)與AD9833的連接如下：圖26 單片機(jī)與AD9833引腳連接圖 人機(jī)交互電路人機(jī)交互電路以單片機(jī)AT89S52為核心，通過其控制液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊，使其輸出一定的波形。其電路圖如下： 圖27 人機(jī)交互電路 液晶顯示電路本系統(tǒng)采用的液晶型號為LCD1602，這是一款飛利蒲公司生產(chǎn)的圖形液晶。該液晶除應(yīng)用于移動電話外，也可廣泛應(yīng)用于各類便攜式設(shè)備的顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，我們選用LCD1602的三大理由為：一、性價比高，LCD1602可顯示32個字符，而LCD5110可顯示15個漢字，30個字符。LCD1602一般15元左右，LCD5110一般20元，LCD12864一般50~70元；二、LCD1602需11根IO線，LCD12864需12根；三、速度快，是LCD12864的20倍，是LCD5110的40倍。在與單片器連接中，因為1602的最佳工作電壓為3V—，過高會使其灰度加重，影響顯示效果，過低會顯示不清晰。另CDE,LCDRW,—，用單片機(jī)控制1602的顯示。圖28為1602液晶顯示器和它的連接電路。圖28 液晶顯示器與單片機(jī)連接圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 總體方案本系統(tǒng)的軟件設(shè)件包括了1602液晶顯示、AD9833模塊、AT89S52模塊、按鍵模塊、初始化函數(shù)和主函數(shù)。設(shè)計時首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，其次顯示LCD，并使系統(tǒng)運(yùn)作起來，由AT89S52控制AD9833輸出波形，最后，我們可以通過按鍵模塊對整個系統(tǒng)的輸出波形和頻率進(jìn)行變化。AD9833模塊和AT89S52模塊是本次軟件設(shè)計的重點。由于AT89S52和AD9833的SPI接口速率較高，可達(dá)到1Mbps，所以在軟件中需要對時序做準(zhǔn)確的設(shè)計。信號發(fā)生器至今都是設(shè)計的一個熱點話題，本系統(tǒng)較好地實現(xiàn)了系統(tǒng)的基本功能，而且實現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化和便捷化。 程序流程圖圖31 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖 主要程序說明 主程序：主要液晶輸出程序，包括系統(tǒng)的整個運(yùn)行流程。、數(shù)字以及特殊符號來顯示。/************主程序**************/main(){ unsigned char i = 0x00。 long uint shiyanshuju = 0x00。 uchar Wave_Select = 0x00。 lcd_init()。 AD9833_Initial()。 Control_Register = 0x2000。 TMOD=0x01。 //選擇中斷方式1TH0=0xa6。 //刷屏的時間設(shè)置 TL0=0x66。 ET0 = 1。 TR0 = 1。EA = 0x00。 Frequency_Out = 0。//開機(jī)默認(rèn)的頻率輸出值； Calculate_Control_Word(Frequency_Out)。//根據(jù)設(shè)置的頻率換算成將要送入AD9833中的整數(shù)值； Control_Word_to_AD9833(Control_Register,(0x4000|(ConTrol_Word/16384)),(0x4000|(ConTrol_Word%16384)),0xD000)。 display_data()。 display_string(0,1,LcdBuf2)。 //顯示第二行，從第0個位置開始 AnJianCiShuBiangLiang = 0x00。 初始化程序：主要是對單片機(jī)AT89S52進(jìn)行初始化，屬于AT89S52系列單片機(jī)固有的初始化程序[7]，包括晶振的選擇，振蕩器的清除以及MCLK和SMCLK時鐘源的選擇等。另外1602液晶和AD9833等的初始化函數(shù)都在各自的子程序中?？赏ㄟ^按鍵實現(xiàn)頻率的設(shè)置，然后輸出//基本功能全部實現(xiàn)；20091181017include //調(diào)用頭文件（單片機(jī)內(nèi)部的寄存器定義）define uchar unsigned chardefine uint unsigned int/******本段為硬件I/O口定義********/sbit LCD_E = P1^1。sbit LCD_RW = P1^2。 sbit LCD_RS = P1^3。 sbit DDSCLK = P3^1。 // P3_1，AD9833的DDS片選或者寫數(shù)據(jù) 有效信號sbit DDSEN = P3^2。 // P3_2，AD9833的DDS片選或者寫數(shù)據(jù) 有效信號sbit DDSData = P3^0。 // P3_0，AD9833的DDS 數(shù)據(jù)信號define LCD_DATA P2 //LCD DATAdefine LCD_B