【正文】 DREF 22 輸出 AD參考電壓 (由內部 ADC產(chǎn)生 ) VDD 5,69 輸入 邏輯電源的正向電壓 VSS 10,26,71 輸入 邏輯電源和 IO口的參考地 VDDIO 37,38,56 輸入 IO端口的正向電壓管腳 VSSIO 35,36,48 輸入 IO端口的參考地 AVDD 24 輸入 模擬電路（ A/D、 D/A和 2V穩(wěn)壓源）正向電壓 AVSS 15 輸入 模擬電路（ A/D、 D/A和 2V穩(wěn)壓源）參考地 RESET 68 輸入 低電平有效的復位管腳 SLEEP 49 輸出 睡眠模式 (高電平激活 ) ICE 7 輸入 激活 ICE(高電平激活 ) ICECLK 8 輸入 ICE串行接口時鐘管腳 ICESDA 9 輸入輸出 ICE串行接口數(shù)據(jù)管腳 TEST 3 輸入 測試模式時接高電平，正常模式時接地 GND或懸浮 ROMT 47 輸入 測試閃爍存儲器，正常模式時懸浮 N/C 55 輸入 正常使用時接地 N/C 4 輸入 正常使用時接地 N/C 6 輸入 正常使用時接地 PFUSE,PVIN 20,11 輸入 程序保密設定腳。用戶慎重使用。 由于 SPCE061A 內置有 2K 字的 SRAM 和 32K 字的內存 FLASH，能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理及液晶顯示所需數(shù)據(jù)的存儲要求 CPU 時鐘頻率高達 ，能滿足速度要求；集成有 7 通道 10 位電壓模數(shù)轉換器 ADC，可以滿足系統(tǒng)采樣XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 18 調制信號的要求；一片凌陽 SPCE061A 單片機就可以完成整個系統(tǒng)的主要功能，基本不需要擴展其他器件，不僅體積小而且可靠性高。而且凌陽單片機具有 C語言風格的匯編語言，有與標準 C 兼容的 C 語言， C 語言函數(shù)可以與匯編函數(shù)互相調用，使其 開發(fā) 更加容易，實現(xiàn)整個系統(tǒng)更加簡單。 正弦信號發(fā)生器 采用了直接數(shù)字頻率合成技術，可采用 ADI 公司的 DDS 集成芯片 AD9850。 AD9850是 AD 公司生 頻率 合成器，主要由可編程 DDS 系統(tǒng)、產(chǎn)的最高時鐘為 125 MHz、采用先進的 CMOS 技術的直接高性能模數(shù)變換器（ DAC）和高速比較器 3部分構成，能實現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻 率合成。 圖 33 AD9850 的原理框圖 AD9850內含可編程 DDS 系統(tǒng)和高速比較器，可實現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成?？删幊?DDS 系統(tǒng)的核心是相位累加器，由一個加法器和一個 N位相位寄存器組成， N 一般為 24～ 32。每來一個外部參考時鐘，相位寄存器便以步長 M 遞加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上。正弦查詢表包含一個正弦波周期的數(shù)字幅度信息，每一個地址對應正弦波中 0176?！?360176。范圍的一個相位點。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號，然后驅動 DAC 輸出模擬量。 相 位寄存器每過 2N/ M 個外部參考時鐘后返回到初始狀態(tài)一次，相應XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 19 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。輸出的正弦波頻率為： Ncout fMf 2?? （ 31） cf 為外部參考時鐘頻率。 AD9850有 40位控制字， 32位用于頻率控制（低 32位）， 5位用于相位控制， 1位用于電源休眠 ( Powerdown) 控制， 2位用于選擇工作方式。這 40 位控制字可通過并行或串行方式輸入到 AD9850。 在并行裝入方式中，通過 8 位總線 D0D7將數(shù)據(jù)輸入到寄存器，在 W CLK 的上升沿裝入 8位數(shù)據(jù)，并把指針指向下一個輸入寄存器，在重復 5次之后再在 FQUD 上升沿把 40位數(shù)據(jù)從輸入寄存器裝入到頻率 /相位數(shù)據(jù)寄存器 (更新 DDS 輸出頻率和相位 ) ，同時把地址指針復位到第一個輸入寄存器。 AD9850的復位 (RESET) 信號為高電平有效，且脈沖寬度不小于 5 個參考時鐘周期。 AD9850的參考時鐘頻率一般遠高于單片機的時鐘頻率（本人所用為單片機 89C51，使用 12M 晶振），因此 AD9850 的復位 (RESET)端可與單片機的復位端直接相連。 圖 34 AD9850引腳圖 AD9850 系統(tǒng)時鐘的最高頻率可達 180MHz。為了提高系統(tǒng)的電磁兼容能力，AD9850 內部集成了一個 6 倍頻器，降低了所需外接時鐘頻率。若外部介入的參考頻率選用 20MHz，則經(jīng) AD9850 內部 6 倍頻后，系統(tǒng)時鐘頻率相當于 120MHz。XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 20 由頻率合成公式可計算出，在此時鐘下 的輸出頻率分辨率為： 3260 210120 ???f Hz= （ 32） 最大輸出頻率為系統(tǒng)時鐘頻率 120MHz，遠超出本題 100Hz 的步進值，1kHz～ 10MHzs 的要求。 AD9851 內部有 5 個 8 位輸入數(shù)據(jù)寄存器，其中 32 位用于裝載頻率控制字FSW。時序通過對 32 位控制字的賦值可精確控制最終合成的信號頻率 fo。 FSW與 fo 之間的轉換公式為： FSWff ??? 00 （ 33） 其中方波信號可由 AD9850 芯片產(chǎn)生的正弦信號經(jīng)內部高速比較器便可得到，至于三角波信號可由方波信號經(jīng)積分器積分后即可得到。 圖 35 AD9850 的組成框圖 本設計中 40 位控制字通過串行方式送入 AD9850。系統(tǒng)工作時，單片機按照用戶要求輸出不同的命令控制字，控制 AD9850 產(chǎn)生不同的正弦波（ 1KHz10MHz），經(jīng)放大后輸出正弦波。 串行輸入時 AD9850 40 位控制字的產(chǎn)生方法 ： 每一個 CLK 時鐘上升沿，由控制字輸入口的第 8位（ 25 管腳）移入 1 位控制位（低位先移入）， 40個 WCLK 移位時鐘后， FQUD 脈沖的上升沿更新輸出頻率，頻率控制字由下式?jīng)Q定 322)( C L KOUT fP hasef ?? (34) 其中 fOUT 為 AD9850 輸出的頻率， Phase? 為 32b 的頻率控制字， fCLK 為系統(tǒng)時鐘頻 率。 XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 21 AM/FM 調制 模塊 調制：用信號 m(t)去控制載波 s(t)的某一個 (或幾個 )參數(shù)，使之按 m(t) 的規(guī)律而變化調制：用信號 m(t)去控制載波 s(t)的某一個 (或幾個 )參數(shù)，使之按 m(t) 的規(guī)律而變化。調制的目的是提高頻率以便發(fā)射、提高系統(tǒng)的性能、有效利用頻帶。 圖 36 調制過程圖 1. AM調制 定義 :用信號 m(t)去控制載波 s(t)的振幅，使已調波的包絡按照 m(t)的規(guī)律線性變化。 )θωc o s()( 000 ?? tAts (35) 其中 A0是載波振幅， 0? 是載波角頻率， 0? 是載波起始相位。 AM信號表達式： 已調波為 )θωc o s ()]([)( 000 ??? ttmAts AM (36) 載波 調制信號 XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 22 已調波 圖 37 AM調制過程圖 圖 38 AM產(chǎn)生的數(shù)學模型 2. FM調制 用調制信號 m(t)去控制載波 s(t)的頻率， 頻率調制就是載波的振幅保持不變，瞬時頻率與調制信號呈線性關系 )()( tmKt FcFM ?? ?? (37) 式中 c? 為未調載波頻率； KF為為調頻靈敏度。 得 FM波的時域表示式為 ?????? ?? ? ?? dttmKtAts tFcFM )(c o s)( ? (38) 若調制信號為單一頻率的正弦波，即 tAtm mm ?cos)( ? (39) 則 FM波的表示式為 XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 23 ? ?tmtAtAKtAdttAKtAtsmfcmmmFctmmFcFM?????????s i nc o ss i nc o sc o sc o s)(00????????? ????????? ?? ??? (310) 本設計中， AM 信號采用模擬調制。將 AD9850 產(chǎn)生的載波信號和由 文氏電橋 產(chǎn)生的 1kHz調制信號加到乘法器上。單片機根據(jù)外部調制度 ma，給出不同的地址值，使 4051(1)選通不同的通道，接通不同阻值與 R0 構成分壓電路，從而改變 載波的電壓幅值，產(chǎn)生 AM 信號。 圖 39 調制度 ma 的實現(xiàn) 調制度 ma 參數(shù)計算： 若文氏電橋產(chǎn)生的電壓幅值為 ， AD9850為 500mv。則調制度的計算公式如下： ma=（ Vs/2） /（ V0/2） = Vs / V0=Vs/500 mv （ 311） Vs= ma179。 500 mv=R0/(R0 +R)179。 V （ 312） 其中： Vs 為輸入信號幅值， V0 為載波的幅值。 1kHz 調制信號由 文氏電橋 產(chǎn)生的 ，其電 路圖如圖 310 所示。 XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 24 圖 310 1KHz 正弦信號發(fā)生器電路圖 電路中， R1,C1組成電橋的一個臂。 R3,D1,D2與 W1組成電橋的另外兩臂，起穩(wěn)定作用。適當?shù)恼{節(jié) W1，可以得到波形失真小，且工作穩(wěn)定的輸出波形。R3是為了克服二極管死區(qū)而設的。由于振蕩器的輸出阻抗比較高，直接連在負載上會影響它的正常工作。圖中 A2作為同相放大器接到振蕩器的輸出端，振蕩信號從 A2的輸出端引出，輸出信號幅度由 W2調整。 FM信號由單片機實現(xiàn)?；?FM原理，根據(jù)調頻信號變化的規(guī)律采用數(shù)字方式 控制 DDS正弦波發(fā)生器的頻率控制字，直接作用于輸出波形的頻率值，即實現(xiàn)了對載波的頻率的調制，該方式下， DDS調制信號輸出波形頻率與調制信號頻率控制字成正比，而載波信號頻率控制字又隨調制信號成正比例變化。利用單片機內部 2kHZ 的時基中斷，每兩個中斷為一個周期（ 1kHZ），第 1個中斷輸出載頻（ 100kHZ~10MHZ），第 2個中斷促使 AD9850 輸出載頻減去頻偏的值，便獲得 FM信號。其中載波的頻率通過鍵盤進行設置，頻率控制字的二進制碼事先算好并存儲，用來 FM信號直接調用。 圖 311 FM 調頻原理框圖 調制信號 FM 已調 載波信號 頻率控制字 調制信號頻率 控制字 DDS調制信號 調制后 的頻率 控制字 控制字 產(chǎn)生器 DDS 載波信號 XX 工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 第三章 25 基帶序列產(chǎn)生模塊 由單片機產(chǎn)生的脈沖信號送入 74LS165 時鐘輸入端，再由它本身帶預置功能的移位寄存器循環(huán)移位即可獲得 10Kbps 二進制基帶序列信號。 ASK、 PSK 信號產(chǎn)生模塊 ASK、 PSK 采用數(shù)字鍵控的產(chǎn)生方法，圖 312 和圖 313 分別是他們實現(xiàn)的原理框圖 。 圖 312 ASK 信號調制原理框圖 圖 313 PSK 信號調制原理框圖 ASK/PSK 信號由圖 314所示電路原理圖產(chǎn)生。工作時將 AD9850 產(chǎn)生的正弦波信號引出兩路，一路直接輸入 4051（ 2），另一路經(jīng)倒相器后輸入 4051(2)，根據(jù) 10kbps的碼元選通 4051不同的通道以輸出 ASK信號。輸出 ASK信號時一路接收 AD9850 產(chǎn)生的正弦波信號，一路接地， 4051根據(jù) 10kbps的碼元選通不同的通道以實現(xiàn) PSK