【文章內容簡介】 通 過 DDRAM 顯 示在屏幕中。 ● 地址計數(shù)器 AC 地 址計數(shù)器 是用 來貯 存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,它可由 設 定指令 緩 存器 來改 變 ，之后只要 讀 取或是 寫 入 DDRAM/CGRAM 的值 時 ，地 址計數(shù)器 的值就 會 自 動 加一， 當 RS 為 “ 0” 時 而 R/W 為 “ 1” 時 ， 地址計數(shù)器 的值 會被讀 取到 DB6—— DB0中。 基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 15 ● 光 標 /閃爍 控制 電 路 此模 塊 提供硬件光 標 及 閃爍 控制 電 路，由地 址計數(shù)器 的值 來 指定 DDRAM 中的光 標 或 閃爍位 置。 指令 說 明 模 塊 控制芯片提供 兩 套控制命令，基本指 令和擴 充指令如下： 指令表 1：（ RE=0：基本指令） 指 指 令 碼 功 能 令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清除 顯 示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 將 DDRAM 填 滿 20H,并且 設 定DDRAM的 地址計數(shù)器 (AC)到 00H 地址 歸 位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 設 定 DDRAM 的 地址計數(shù)器 (AC)到00H,并且 將 光 標 移到 開頭 原 點位置 。這個 指令不改 變 DDRAM 的內 容 顯 示狀態(tài)開 /關 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整體 顯 示 ON C=1: 游 標 ON B=1:光 標 位置反白 允許 進 入點 設 定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 指定在 數(shù) 據(jù)的 讀 取與 寫 入 時 ,設 定光 標 的移 動 方向及指定顯 示的移位元 光 標或 顯示移位元控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 設 定光 標 的移 動與顯 示的移位元控制位 。這個 指令不改 變DDRAM 的 內 容 功能 設 定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1： 4/8位 數(shù) 據(jù) RE=1: 擴 充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設 定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設 定 CGRAM 地址 設 定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設 定 DDRAM 地址（ 顯 示位址） 第一行： 80H－ 87H 第二行： 90H－ 97H 讀 取忙標志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀 取 忙標 志 (BF)可以確 認內部 動 作是否完成 ,同 時 可以 讀出地 址計數(shù)器 (AC)的值 基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 16 寫數(shù)據(jù)到RAM 1 0 數(shù) 據(jù) 將數(shù) 據(jù) D7—— D0 寫 入到 內 部的 RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 讀 出RAM 的值 1 1 數(shù) 據(jù) 從內 部 RAM 讀 取 數(shù) 據(jù) D7——D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 指令表 2：（ RE=1： 擴 充指令） 指 指 令 碼 功 能 令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 待命 模式 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 進 入待命模式 ,執(zhí) 行其它指令都棵 終止 待命模式 卷 動地 址開關開啟 0 0 0 0 0 0 0 0 1 SR SR=1： 允許輸 入垂直卷動地 址 SR=0： 允許輸 入 IRAM和CGRAM地址 反白 選擇 0 0 0 0 0 0 0 1 R1 R0 選擇 2 行中的任一行作反白 顯 示，并可 決定 反白與否。初始值R1R0＝ 00，第一次 設定為 反白 顯 示，再次設定變 回正常 睡眠 模式 0 0 0 0 0 0 1 SL X X SL=0： 進 入睡眠模式 SL=1： 脫 離睡眠模式 擴 充 功能 設 定 0 0 0 0 1 CL X RE G 0 CL=0/1： 4/8 位 數(shù) 據(jù) RE=1: 擴 充指令操作 RE=0: 基本指令操作 G=1/0： 繪圖開關 設定繪圖RAM 地址 0 0 1 0 AC6 0 AC5 0 AC4 AC3 AC3 AC2 AC2 AC1 AC1 AC0 AC0 設定繪圖 RAM 先 設 定垂直 (列 )地址AC6AC5? AC0 再設 定水平 (行 )地址AC3AC2AC1AC0 將 以上 16位地址 連續(xù)寫 入即可 備 注： 當 IC1在接受指令前 ,微 處 理器必 須先 確 認 其 內 部 處 于非忙碌 狀態(tài) ,即 讀 取BF 標 志 時 ,BF 需 為 零 ,方可接受新的指令 。如果在送出一 個 指令前并不 檢 查 BF 標志 ,那么在前一 個 指令和 這個 指令中 間 必 須 延 長 一段 較長 的 時間 ,即是等待前一個 指令確 實執(zhí) 行完成。 讀寫時 序 圖 數(shù) 據(jù) 傳輸過 程 基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 17 8位和 4 位 數(shù) 據(jù) 線 的 傳輸過 程 時 序 圖 單 片機向液晶 寫 命令的 時 序（ 8 位 數(shù) 據(jù) 線 模式） 基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 18 單 片機 從 液晶中 讀數(shù) 據(jù)的 時 序（ 8位 數(shù) 據(jù) 線 模式） 、 濾 波模 塊 由于直接 從 AD9851 輸 出端 輸 出的 波形為階 梯波，波形不 夠 平滑，因此，本設計 中需要 在輸 出端 設 置一 個 截止 頻 率 為 25MHz 的低通 濾 波器。在 AD 公司AD9851 的 數(shù) 據(jù)手 冊 上提供了一 個 截止 頻 率 為 70MHz 的 橢圓 低通 濾 波器，其 電 路圖 如 圖 24所示。 R9 200C8 56PC9 C11 100PC15 16PC16 13P C23 56PC19 14P10mHL1 10mHL2 10mHL3 R11 200 圖 24 在 該電 路 圖 上 運 用反 歸一 化的方法 進 行 更改就可以得到所需的 電 路，可以省卻進 行查 表計 算的麻 煩 。 該濾 波器的 3dB 截止 頻 率 為 f1=70MHz，與要求的 3dB截止 頻 率 f0 =25MHz 相比， 頻 率 標 定系 數(shù) FSF 為 FSF=f0/f1=25/70= 將 70MHz 截止 頻 率的 濾 波器的 電 感、 電 容值同 時 除以 FSF，即可得到 25MHz 截止頻 率的 橢圓 低通 濾 波器，如 圖 24所示。 25MHz 橢圓 低通 濾 波器的 組 件值 為 L1=470nH/FSF== L2=390nH/FSF== L3=390nH/FSF=390nH*= 基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 19 C1=22pF/FSF== C2=1pF/FSF== C3=33PF/FSF== C4= C5=22PF/FSF== C6= C7=22PF/FSF== 該濾 波器 對組 件值要求不高，可使用 10%誤 差的 電 感和 5%電 容即可。 將 上述元器件取 為標稱 值， 則 Ll=。L2=。L3=。 Cl=56pF。C2=。C3=100PF。C4=16PF。C5=13PF。C6=14PF。C7=56PF。 、 供電 模 塊 在 電 路中并 沒 有自 帶 +5V 穩(wěn)壓電 源模 塊，為 了 減 小 線 路板的面 積 ， 節(jié)約 制作成本，因此，用 USB 代替系 統(tǒng)供電 ， 這樣不僅 可以 減 少 線 路板的使用面 積 ，而且USB 供電 也比 較穩(wěn) 定，所受干擾也比 較 小。另外， 電 路中 還 留出了 +5V 電 源的接口， 這樣 可以方便其它 +5V 電 源的接入。 電 路如 下 圖 所示： Header 2014P6USBD1DIODEST1 R121KF1LED+5V22uFC25104C2612P7 +5V 、通信模 塊 由于所用的 單 片機 為 LQFP 封 裝 ，所以在下 載 程序的 時 候，本 電 路中使用了基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 20 串口下 載 ，因 為計 算機上的 電平為 232 電平 ，而本 電 路中所用的是 TTL 電平 ，所以在 進 行通信 時 需要一 電平轉換電 路， 電 路中使用 MAX232 芯片及其 電 容構成一個轉換電 路，如下 圖 所示： C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U4MAX232EPE10uFC1810uFC2010uFC1710uF C24RDTD+5VGND12345 6789J1J_232 、本章小結 本章主要針對于硬件電路的設計，通過各個子模塊來闡述硬件電路的原理。采用 DDS 技術的 AD9851 芯片是本電路的核心，通過與單片機的數(shù)據(jù)傳輸進行頻率的合成，產生正弦波形。經測定該電路整體性能良好，工作穩(wěn)定且操作方便 ，電路中使用了液晶顯示模塊，操作界面非常友好，例如從液晶上面可以很清晰地看到輸出頻率的三種模式（定頻模式、掃頻模式、調頻模式），通過獨立式鍵盤選擇一種模式便可輸出相應的頻率。整個硬件電路結構簡單，焊接美觀，能夠實現(xiàn)基本的功能。 該信號發(fā)生器主要有三點不足，一、所有的輸入、輸出接口都是采用的排針，使得連接不方便；二、 AD9851 輸出端采用的橢圓低通濾波器，濾波的效果不明顯；三、輸出波形的幅度隨著頻率的變化而變化，輸出幅度不穩(wěn)定。針對于以上的不足日后還要加以改善，例如把波形輸出端的排針換成圓形插孔形式的，便于與示波器連接，外接 5V 電源端也可以換成圓形插孔，使得與電源的連接更加穩(wěn)固；此外，還可以在輸出端加上由 AD603 構成的自動幅度控制，再加上檢波電路，使得輸出波形的幅度更加趨于穩(wěn)定。 基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 21 三、 軟件部分設計 、程序 設計 流程及描述 關于程序的設計，采用模塊化的思想，例如程序中的定頻模塊、掃頻模塊、跳頻模塊等這幾個都是單獨寫在一個函數(shù)中，然后依次在另一個函數(shù)中調用，模塊化的設計思想主要有可移植性強，易于整個程序修改等特點。本程序設計步驟主要分為四大塊，一是，對液晶的初始化；二是，鍵盤掃描，如有效按鍵按下時程序 便調用相應的子程序；三是，主程序調用各個函數(shù)，實現(xiàn)一個整體；四是定時器 T0、 T1中斷函數(shù)；整個系統(tǒng)的程序流程圖，如圖 31所示： N N N Y Y Y Y N 系統(tǒng)上電 液晶初始化 有效按鍵 跳頻模式 定頻模式 掃頻模式 執(zhí)行相應程序 執(zhí)行相應程序 執(zhí)行相應程序 有效按鍵 有效按鍵 有效按鍵 基于 DDS 信號發(fā)生器的設計 22 圖 31 、 AD9851程序模 塊設計 關于 AD9851 程序的編寫，主要從它的 初始復位函數(shù)以及發(fā)送頻率控制字函數(shù)去寫，編寫的時候要嚴格對照它的時序，否則就會出現(xiàn)錯誤。以下即為 AD9851的實用程序： AD9851 初始復位子函數(shù)，如下所示： void DDS_Rest() { DDS_WK=0。 DDS_FD=0。 DDS_RT=1。 _nop_()。 _nop_()。 DDS_RT=0。 } 這個函數(shù)被下面發(fā)送控制字函數(shù)調用； void Parallel_AD9851() { DDS_Data=Control_AD9851。_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。//延時很重要，對時序 DDS_WK=1。//字裝入信號，上升沿有效 DDS_WK=0。 DDS_Data=W1。_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_