【正文】 以便于各單片機(jī)同步，所以在這里采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。該芯片內(nèi)部有一個(gè)由高增益反相放大器構(gòu)成的內(nèi)部振蕩器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該振蕩器的輸入端和輸出端。在這兩個(gè)引腳上外接石英晶體或陶瓷諧振器，組成并聯(lián)諧振回路，便可產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘源。圖中電容器CC2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，對(duì)于它們雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用，30pF177。10pF而如果使用陶瓷諧振器推薦電容選擇40pF177。10pF。這里我采用頻率為12MHz的石英晶體（簡(jiǎn)稱(chēng)晶振），故采用30pF外接電容。復(fù)位電路是使單片機(jī)處于某種確定的初始狀態(tài)，當(dāng)在A(yíng)T89C51的RST引腳輸入一個(gè)高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作。此功能采用上電復(fù)位電路，上該方式要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。具體實(shí)現(xiàn)是在VCC與GND引腳之間接入RC電路。上電瞬間RST引腳的電位與VCC相同，隨著電容C的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持2個(gè)機(jī)器周期，而剛好單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振頻率為12MHz時(shí)，C為10uF，；晶振頻率為6MHz時(shí)，C為22uF，R為1k?，本設(shè)計(jì)中采用12MHz晶振。 頻率合成模塊當(dāng)控制模塊將頻率控制字、控制信號(hào)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路送給DDS后，DDS將根據(jù)置入的工作參數(shù)工作于相應(yīng)模式，實(shí)現(xiàn)輸出所需頻率的正弦波。 根據(jù)要求，本模塊選用AD9852芯片。 AD9852的引腳說(shuō)明 AD9852的引腳排列如圖53所示：圖53 AD9852引腳分布圖各引腳說(shuō)明見(jiàn)表52：表52 AD9852芯片引腳說(shuō)明：管腳號(hào)管腳名稱(chēng)功能描述18D7D0并行編程模式下的8位數(shù)據(jù)I/O口。1418A5A0并行編程模式下的6位并行地址口。其中，Pin17與串行通信的復(fù)位端復(fù)用，Pin18與串行數(shù)據(jù)輸出口復(fù)用(3線(xiàn)模式)，Pin19與串行數(shù)據(jù)I/O口復(fù)用(2線(xiàn)模式)。9,10,23,24,25,73,74,79,80DVDD數(shù)字電路電源端。11,12,26,27,28,72,75,76,77,78DGND數(shù)字地。31,32,37,38,44,50,54,60,65AVDD模擬電路電源端。電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)DVDD和AVDD之間的去耦，以防噪聲相互串?dāng)_。33,34,39,40,41,45,46,47,53,59,62,66,67AGND模擬地。13,35,57,58, 63NC內(nèi)部無(wú)連接的引腳，布線(xiàn)時(shí)可以懸空。20I/O UD CLK頻率更新端口。要向AD9852寄存器內(nèi)寫(xiě)數(shù)據(jù)，先是寫(xiě)到端口的緩沖器里，等工作模式所需的數(shù)據(jù)寫(xiě)完后，再在此引腳下上加一持續(xù)至少8個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的高電平，這時(shí)DDS芯片按照所設(shè)置的方式運(yùn)行。頻率更新也可以設(shè)置成內(nèi)部更新模式，這時(shí)DDS按照UDC寄存器設(shè)置的值定時(shí)自動(dòng)更新，同時(shí)輸出持續(xù)8個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期高電平的同步信號(hào)。21WRB/SCLK并行模式下的寫(xiě)控制端，與串行模式時(shí)鐘信號(hào)輸入端復(fù)用。22RDB/CSB并行模式下的讀控制端，與串行模式片選端復(fù)用。29FSK/BPSK/HOLD多功能復(fù)用引腳FSK工作模式下，低電平選擇頻率F1，高電平選F2；BPSK模式時(shí)，低電平選相位1，高電平選相位2；Chirp模式時(shí)，高電平使DDS輸出保持當(dāng)前頻率。30SHAPED KEYING高電平使DDS輸出有一個(gè)調(diào)幅過(guò)程，若電路設(shè)計(jì)為低電平，DDS將沒(méi)有輸出。36VOUT高速比較器輸出端。42VINP比較器正電壓輸入端。43VINN比較器負(fù)電壓輸入端。48IOUT1余弦DAC單極電流輸出端。49IOUT1B余弦DAC單極電流互補(bǔ)輸出端。51IOUT2B控制DAC單極電流互補(bǔ)輸出端。55DACBPDAC旁路電容連接端。56DAC RSETDAC滿(mǎn)幅輸出設(shè)置：RSET=。61PLL FILTER(Pin60)，構(gòu)成參考源倍頻PLL環(huán)路濾波器的零補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。64DIFF CLK ENABLE差分時(shí)鐘使能端，高電平有效。AD9852的時(shí)鐘輸入有兩種方式：?jiǎn)味藭r(shí)鐘信號(hào)輸入或差分時(shí)鐘的另一端入端。68REFCLKB差分時(shí)鐘的互補(bǔ)輸入端。69REFCLK單端輸入端。70S/P SELECT編程模式選擇端。邏輯高選擇并行模式。71MASTER RESETAD9852的復(fù)位端，持續(xù)10個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的高電平可以準(zhǔn)確復(fù)位，內(nèi)部寄存器的狀態(tài)為缺省狀態(tài)。AD9852是COMS工藝，供電電壓是+，而AT89C51是+5V供電，所以存在TTL電路和COMS電路的電平轉(zhuǎn)換問(wèn)題。在本設(shè)計(jì)中采用PHILIPS公司的74LVT245B作為邏輯電平的轉(zhuǎn)換器件。74LVT245B的引腳分布如圖54所示，各引腳說(shuō)明見(jiàn)表53。圖54 74LVT245B的引腳分布表53 74LVT245B引腳說(shuō)明管腳號(hào)管腳名稱(chēng)功能描述1DIR方向控制端29A0A7數(shù)據(jù)輸入/輸出端1118B0B7數(shù)據(jù)輸入/輸出端19ōē使能端，底電平有效。10GND地20VCC電源電壓，+。當(dāng)ōē使能端為低電平時(shí)，74LVT245B芯片工作，同時(shí)DIR為高電平，A0A7作為T(mén)TL電路+5V輸入端，B0B7接+；ōē和DIR同時(shí)為低電平時(shí)，則B0B為COMS電路+，A0A7接+5V供電的TTL電路，輸出等于B0B7，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。 對(duì)DAC輸出的階梯波S(t)中除主頻f0外，還存在分布在fc，2fc……兩邊f(xié)0處的非諧波分量，幅值包絡(luò)為辛格函數(shù)，因此為了取出主頻f0，必須在DAC的輸出端接入截止頻率為fc/2的低通濾波器。在實(shí)際設(shè)計(jì)濾波器過(guò)程中，人們用一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的衰減特性來(lái)逼近理想特性，根據(jù)不同的逼近準(zhǔn)則，采用不同的衰減特性，有不同的頻響濾波器。低通濾波器的頻率響應(yīng)主要有三種：巴特沃茲濾波器，切比雪夫?yàn)V波器和橢圓函數(shù)濾波器。巴特沃茲低通濾波器的響應(yīng)最為平坦，它的通帶內(nèi)沒(méi)有波紋，趨向阻帶時(shí)衰減單調(diào)增大。它的缺點(diǎn)是過(guò)渡帶最寬，對(duì)于帶外干擾信號(hào)的衰減作用最弱。切比雪夫?yàn)V波器在通帶內(nèi)衰減在零值和一個(gè)上限值之間做等起伏變化，阻帶內(nèi)衰減單調(diào)增大。如果系統(tǒng)對(duì)過(guò)渡帶的要求不是很苛刻，而阻帶內(nèi)需濾除信號(hào)的位置很難預(yù)測(cè)的情況下，最好采用切比雪夫型濾波器。橢圓濾波器的衰減在通帶和阻帶內(nèi)都等起伏變化。比較來(lái)看，就阻帶衰減的陡度而言，以橢圓函數(shù)濾波器最好、切比雪夫型次之、巴特沃斯型最差。但就電路的復(fù)雜度來(lái)言，切比雪夫型和巴特沃斯型具有同樣的結(jié)構(gòu)，而橢圓函數(shù)濾波器稍顯復(fù)雜。所以我選用切比雪夫?yàn)V波器進(jìn)行設(shè)計(jì)。在濾波器的設(shè)計(jì)中，通常將低通原型濾波器的阻抗和頻率作歸一化處理，使得濾波器的設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化。阻抗歸一化是以負(fù)載電阻RL為1來(lái)轉(zhuǎn)換濾波器的各元件值的。以帶撇的符號(hào)代表歸一化元件值，不帶撇的符號(hào)為實(shí)際元件值，則得到如下變換公式：R = R? ? RL 公式(53a) L = L? ? RL 公式(53b) C = C? / RL 公式(53c)頻率歸一化是以截止頻率ωC為1來(lái)轉(zhuǎn)換濾波器的各元件值的。即歸一化頻率為： ? = ω / ωC 公式(54) 以帶撇的符號(hào)代表歸一化元件值，不帶撇的符號(hào)代表實(shí)際元件值，則得到如下變換公式： L = L? / ωC 公式(55a) C = C? / ωC 公式(55b)在工程計(jì)算中，查表得到的是頻率和阻抗都已歸一化了的元件值，要標(biāo)定成實(shí)際需要的截止頻率和負(fù)載電阻時(shí)的元件值，應(yīng)該按如下公式進(jìn)行計(jì)算： R = R? ? RL 公式(56a) L = (RL/ωC) ? RL 公式(56b) C = C/(ωc ? RL) 公式(56c) ω = ?? ωc 公式(56d)圖56給出了歸一化切比雪夫型低通濾波器的響應(yīng)曲線(xiàn)和基本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖56 歸一化切比雪夫型低通濾波器的響應(yīng)和基本結(jié)構(gòu)其Ar為通帶最大波紋衰減，ωAr稱(chēng)為等波紋帶寬。根據(jù)給定的阻帶最小衰減As及對(duì)應(yīng)的阻帶帶邊頻率ωS，定義濾波器的帶寬比為y=ωs/ωAr，這樣就可以確定出濾波器的復(fù)雜度n來(lái)。對(duì)于切比雪夫型濾波器，不管Ar取何值，均將截止頻率定義為通帶邊緣衰減為3dB時(shí)的頻率，即ωc=ω3dB。根據(jù)不同的Ar，ωAr和n，可以查表求得ωc。這樣就可以從歸一化元件值表中查得歸一化元件值，然后利用綜合標(biāo)定公式(54)可求出濾波網(wǎng)絡(luò)的各元件的實(shí)際值。在本設(shè)計(jì)中，對(duì)于A(yíng)D9852的余弦DAC輸出，需要設(shè)計(jì)一個(gè)截止頻率為fc/2=30/2=15MHz帶寬的低通濾波器。，而30MHz以上衰減大于60dB。根據(jù)濾波器的設(shè)計(jì)方法，選擇切比雪夫型低通濾波器，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到實(shí)際電路如圖57所示。 圖57 15MHz低通濾波器電路圖為了抑制雜散，方案中在A(yíng)D9852的DAC輸出端加上截止頻率為15MHz的低通濾波器。同時(shí)在放大電路的輸出端加也要加上低通濾波器來(lái)抑制放大模塊所產(chǎn)生的諧波。所以要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)，應(yīng)在電路中使用兩個(gè)上圖截止頻率為15MHz的7階切比雪夫?yàn)V波器。 放大電路AD9852的輸出信號(hào)功率大約為－8dBm，而這顯然不能滿(mǎn)足要求，因此選用了mini公司的一款優(yōu)秀的放大模塊ERA－3來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大(約20dBm)。同時(shí)在輸出端加上低通濾波器來(lái)抑制放大模塊所產(chǎn)生的諧波。ERA－3有四個(gè)管腳，兩個(gè)腳接地，一個(gè)輸入，另一個(gè)為輸出。其典型偏置如下圖58所示： 圖58 放大電路 結(jié) 束 語(yǔ)現(xiàn)代通信與電子系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對(duì)頻率合成技術(shù)在多個(gè)性能方面提出了更高的要求，也使得頻率合成技術(shù)朝著集成化、程控化、數(shù)字化、小型化、頻率范圍的寬帶化、頻率間隔的微細(xì)化、頻率轉(zhuǎn)化的高速化這樣一個(gè)方向發(fā)展。這也必將使得頻率合成技術(shù)在信號(hào)合成、儀器儀表、現(xiàn)代通信、軟件無(wú)線(xiàn)電等領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。直接數(shù)字頻率合成（DDS）是一種新型的頻率合成技術(shù)，它代表了頻率合成技術(shù)數(shù)字化發(fā)展的新方向。與傳統(tǒng)的頻率合成方法相比，DDS合成方法具有頻率切換快、頻率分辨率高、相位變化連續(xù)等一系列突出優(yōu)點(diǎn)。因直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)其較其它頻率合成技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。DDS芯片將繼續(xù)運(yùn)用于CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)和GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中，發(fā)揮它抗干擾能力強(qiáng)的特性。DDS芯片在跳頻頻率合成器中的應(yīng)用也會(huì)變得越來(lái)越廣泛，在高速跳變頻率合成器的設(shè)計(jì)中也采用了DDS的一系列芯片，實(shí)現(xiàn)了高速跳頻。未來(lái)DDS會(huì)在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、儀器儀表、通信、國(guó)防等眾多領(lǐng)域有更好的發(fā)展前景。致 謝 為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，在這期間，我在**老師和同學(xué)們的幫助下，完成了DDS頻率合成器的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本文的撰寫(xiě)過(guò)程中，黃麗賢老師作為我的指導(dǎo)老師，她治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野廣闊，為我營(yíng)造了一種良好的學(xué)術(shù)氛圍。置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀(guān)念，樹(shù)立了明確的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力，與無(wú)微不至、感人至深的人文關(guān)懷，令人如沐春風(fēng)，倍感溫馨。正是由于她在百忙之中多次審閱全文，對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，并為本文的撰寫(xiě)提供了許多中肯而且寶貴的意見(jiàn)，本文才得以成型。由衷地感謝我的父母，我的家人，感謝他們一直以來(lái)對(duì)我的關(guān)愛(ài)和支持！感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，感謝**學(xué)院，感謝你們精心培養(yǎng)了我，教會(huì)了我思考，教會(huì)了我許多做人和做事的道理。感謝所有我需要感謝的人，在此，我謹(jǐn)表示深深的謝意！ 參 考 文 獻(xiàn)[1] (第一版)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1995. 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