【正文】 // define data_OUT P1 sbit FQ_UD=P3^2； //AD9854信號更新申請 // sbit W_CLK=P3^3； // 寫控制字時鐘 // unsigned char CON_word[5]； // 控制字 // Void delay (unsigned into N) { into I； for(I=0； IN； I++)； } Void WRITE_AD9850(void) { unsigned char I； FQ_UD=0； W_CLK=0； delay(0)； CON_word[0]=CON_word[0]amp。另外還與計算機緊密結合在一起，充分發(fā)揮 了 軟件的作用。 DDS作為一種信號源，由外部送入的 32位的頻率控制字在 AD9850內部的 DDS核進行頻率合成，合成后的信號通過反向濾波器以及幅度控制，最終由 12位 DAC將數(shù)字信號轉換成模擬信號輸出?！碧幚沓绦?； “ Shift”處理程序 ； “刪除”，處理程序 ； “確認”，處理程序 ； 中斷鍵盤處理程序 的流程圖如圖 42所示： 29 圖 42 中斷鍵盤流程圖 鍵盤掃描的具體過程如下 ： 方法是在系統(tǒng)初始化時， ， ，若有鍵按下，與門會輸出一個低電平申請中斷。 上電 系統(tǒng)初始化 確認鍵 正弦波 或 方波 三角波 鋸齒波 YES NO YES YES NO NO YES 根據(jù)鍵值計算控制字 控 制字寫入 AD9850,頻率更新 LCD 顯示 使能 T0 定時器 T0 中斷， DAC0 輸出三角波 使能 T1 定時器 T1中斷 DAC0輸出鋸齒波 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設計 28 中斷鍵盤處理程序 計算機控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)和控制信號的輸入主要使用鍵盤。 其流程圖如圖 41所示： 27 圖 41 主程序圖 1． 上電復位。 功能軟件設計 主程序模塊 程序開始后，運行初始化程序，包括初始化單片機 C8051F0初始化 AD9850、初始化液晶顯示模塊等。 （ 4）正弦波發(fā)生程序及其服務程序 。 （ 7）加強軟件抗干擾設計，它是提高計算機應用系統(tǒng)可靠性的有利措施 。即根據(jù)功能要求，描繪出各個輸入和輸出變量之間的數(shù)學關系，它是關系到系統(tǒng)性能好壞的重要因素。設計出軟件的 總體結構，使其結構清晰、簡捷、流程合理。有豐富的窗口顯示方式，多方位，動態(tài)地展示仿真的各種過程，使用極為便利。系統(tǒng)中控制軟件占有很重要的地位。本板采用雙面走線，所以兩面的線盡量垂直，以 防止總線間的電磁串擾。一種方法為將閑置輸入端與使用輸入端并聯(lián)，方法簡單，但是增加了前級電路的輸出負擔 ； 另一種方法為將閑 置輸入端通過電阻上拉到高電平 。 由于系統(tǒng)既有數(shù)字器件又有模擬器件，所以產生了很多數(shù)字信號和模擬信號。 對于多層板，往往專門設置一層地平面，但是，多層板的成本較高，而采用在雙面板上作地線網格的方法能獲得幾乎相同的方法。在設計及布板中，需要注意的是 ??16 ： 印刷板上電路出現(xiàn)電磁干擾的問題，通常都是因為電源線和地線上的噪聲電壓，它不僅會造成電路工作不正常，還會產生較強的電磁輻射。 單片機與 DDS 芯 片接口電路設計 信號的產生與控制部分電路由單片機 C8051F020與 DDS芯片 AD9850組成，用戶通過鍵盤輸入的信號要求被 C8051F020接收，并經其處理后將計算出的控制字傳送給AD9850，由 AD9850產生頻率可控的信號。 1234567891110J11 23 45 67 89 1011 1213 1415 16M A X 2 3 2T 2 O U TR 2 I NT 1 O U TR 1 I NT 1 I NR 1 O U TT 2 I NR 2 O U TC 1 +C 1 C 2 +C 2 GNDVV+V C CC410uFC510uFC710uFC610uF+ 5 V 圖 36 串口電路原理圖 C8051F020有一個全雙工的串行通訊口，可以通過 MAX232與 PC進行交互。由于RS232電路電平與 TTL電平不同，因此 RS232驅動器與 TTL電平連接時必須經過電平轉 21 換，本系統(tǒng)采用 MAXIM公司的 MAX232來完成這一功能。 濾波電路如 圖 3 功率放大電路如圖 35所示。在本系統(tǒng)中， MAX437的輸入端口為經過低通濾波的 AD9850輸出信號。以輸出典型值 10mA外接電阻 500為準，得信號幅度為 ，達不到設計要求，因此需要對輸出信號的幅度進行放大。在本系統(tǒng)中，為了使輸出信號頻率最高 80MHz時能夠最低程度的降低 AD9850內 部系統(tǒng)時鐘 125MHz的干擾，采用了具有較窄過渡帶特性的橢圓濾波器，并采用 7階橢圓低通濾波。 無源濾波器采用分立元件進行設計，其頻率范圍比較寬，因此一般用于高頻設計。 VSSVDD VO RS R/WE DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7PSB NC RST VOUT LEDK LEDAL C DR 1310k+ 5VA1 A2 A3Q1R 12A49 0 1 2J2+ 5V 圖 33 液晶接口電路圖 濾波電路和功率放大電路設計 AD9850的內部沒有濾波器，因此需在其信號輸出端接一個低通濾波器。復位電路容易受噪聲干擾，為了保證應用系統(tǒng)可靠地復位，在本系統(tǒng)設計中，對 /RST提供一個 10K電阻上拉后接 。在三端穩(wěn)壓器輸出端接有 ，這是為了消除電路的高頻噪聲，改善負載瞬態(tài)的響應。根據(jù)電壓需求，選用 MC7805，MC7815， MC7915和 LM317，分別實現(xiàn) +5V、 +15V、 15V、 +。雖然要求的電源電流小于 1A，但變壓器副線圈電流瞬時值遠遠超過 1A，尤其在電源剛接通時，為留有一定余量，而且不損壞整流橋，選用 2A的。由于電網提供的交流電有效值為 220V， 根據(jù)單相全波整流電路公式）（ wtsinuu d 22? 則變壓后交流有效值 2u 為 12V就 能滿足整流為 17V直流電壓。根據(jù)以上原則，進行硬件設 15 計。 (6)單片機外接電路較多時，必須考慮其驅動能力。所以，選擇軟件方案時，要考慮到這些因素。 (2)系統(tǒng)的擴展與外圍設備配置的水平應充分滿足應用系統(tǒng)的功能要求。 其 系統(tǒng)的整體結構圖如圖 22 所示 。 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。 1位用于電源休眠（ Power down）控制， 2位用于選擇工作方式。、 176。 AD9850在接上精密時鐘源和寫入頻率相位控制字之間后就可產生一個頻率和相位都可編程控制的模擬正弦波 輸出，此正弦波可直接用作頻率信號源或經內部的高速比較第 2 章 系統(tǒng)總體方案設計 12 器轉換為方波輸出。范圍的一個相位點。每來一個外部參考時鐘，相位寄存器便以步長 M遞加。 AD9850采用先 進的 CMOS工藝，其功耗在 155mW，擴展工業(yè)級溫度范圍為 40～ 80℃ ，采用 28腳 SSOP表面封裝形式 。方案三，結構相對比較復雜，但具有輸出頻率穩(wěn)定性高，頻率輸出線形度好、頻率分辨度高、波形正確，頻率變換時間小，相位 噪聲 小、人機界面好、易于控 制等優(yōu) 11 點、性能 優(yōu)良 ，只是成本有點高。 方案三 ： 利用專用的直接數(shù)字合成 DDS 芯片函數(shù)發(fā)生器。通常是單 函數(shù)發(fā)生器且頻率不高，其工作不很穩(wěn)定，不易調試。 C8051F020是高度集成的片上系統(tǒng)。 ● 從傳統(tǒng)的仿真調試到基于 JTAG接口的在系統(tǒng)調試 C8051F配置了標準的 JTAG接口 （ (Joint Test Action Group)聯(lián)合測試行動小組 )是一種國際標準測試協(xié)議（ IEEE ） ） 。在這種模式中，廢除了機器周期的概念，指令以時鐘周期為運行單元。也就是 說，AD9850要求 MCU輸出的電平低于 ，即 MCU必須運行在 。 方案分析： AT89S52 雖然結構簡單，價格便宜（市場價 6 元一個） ??9 ，但是他 采用12MHz 的晶振 ，這決定它的運算速度不快，而先進的 C8051F020 采用現(xiàn)在流行的RISI(精簡指令集 )結構，速度與 AT89S52 相比有很大的提高， 并且 他采用 25MHz的晶振， 雖然它的價格有點貴（市場價 50 多元一個），但是用該芯片可以大大的提高信號發(fā)生器的性能。 它的指令系統(tǒng)與 MCS－ 51 完全兼容。具有 體積 小，使用靈活，易于人機對話和良好的數(shù)據(jù)處理 (具有特色的布爾處理機 )，較強的指令尋址和運算功能等優(yōu)點，并且單片機的功耗低，價格低廉。 （ 11） 鋸齒波發(fā)生程序。 （ 7） 串口通信模塊。 （ 3）時鐘電路與復位電路 。本論文包括硬件系統(tǒng)的詳細設計及 C 語言在基本控制中的應用。比較了不同類型的 DDS芯片的特點，選擇了 AD9850，并圍繞 AD9850合理選擇了信號發(fā)生器的其他主要器件。該信號發(fā)生器具有產生頻率可編程的正弦波，方波，三角波，鋸齒波的功能。而且價格也比較貴，一般在幾百元左右。 超低頻：頻率范圍為零點幾赫茲到幾百赫茲。在多數(shù)電路 傳遞網絡中、電容與電感組合電路，電容與電阻組合電路及信號調制器的頻率、 相位的檢測中都可以得到廣泛的應用。如 ：在測試、研究或調試電子電路及設備時，為測定電路的一些電參量，如測量頻率響應、噪聲系數(shù)、為電壓表定度等，都要求提供符合所定技術條件的電信號，以模擬在實際工作中使用的待測設備的激勵信號。自六十年代以來，信號發(fā)生器有了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了函數(shù)發(fā)生器、掃頻 信號發(fā)生器、合成信號發(fā)生器、程控信號發(fā)生器等各種新的種類，而且 各類信號發(fā)生器的主要性能指標也都有了大幅度的提高。早在二十年代，當電子設備剛開始出現(xiàn)時，它就出現(xiàn)了。一般說來，單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。 （ 2）可靠性好 ： 芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設計的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一 3 般通用 CPU， 程序指令及常數(shù)、表格固化在 ROM 中不易破壞 ， 許多信號通道均在一個芯片內，故可靠性高。 MCS96 集成度為 12 萬只 晶體管 /片，尋址范圍 64K 字節(jié)、 5 個 8 位并行口、一個全雙工串行口、 4 個 16位定時器、 8 通道 10 位A/D 轉換器等，另外 MCS96 指令能處理位、字節(jié)、字，有 16 位乘 16 位乘法 、 32 位除 16 位除法指令，一塊單片計算機的功能可以和一臺多片系統(tǒng)機相媲美。這一階段推出的單片機普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng)、 16 位定時器 /計數(shù)器，有的片內還帶有 A/D 轉換器接口，片內 RAM、ROM 容量加大，尋址范圍可達 64K 字節(jié)。 單片機出現(xiàn)的歷史并不長，它的產生與發(fā)展與微處理器的產生與發(fā)展大體上同步，也經歷了四個階段 ??2 ： 第一階段： 1971～ 1974 年， 4 位微處理器 Intel 4004 及 8 位微處理器 Intel 8008，這些計算機價格便宜、功能有限，只用于消耗類電子產品。這種機械和電子技術、信息技術緊密結合的新的學科領域是先進制造技術研究和普及的結果。 一般微處理器和有關元器件分軍用和民用兩級，民用產品主要用于辦公室及機房環(huán)境，工作溫度在 0～ 70℃ ，軍用產品要求在惡劣環(huán)境條件下穩(wěn)定工作，工作溫度在 65～+125℃ ， 工業(yè)級產品的性能介于以上兩者之間，在 40～ +85℃ 溫度環(huán)境可正常工作。在一個大規(guī)模集成電路芯片上構造了完整的計算機結構，故稱之為單片機。 單片機并沒有超脫馮該系統(tǒng)體積小、穩(wěn)定、精度高、 方便攜帶，適用于當代尖端的通信系統(tǒng)和精密的高精度儀器以及高頻無線傳輸系統(tǒng)等。 *******學院畢業(yè)設計（論文） 基于單片機的信號發(fā)生器的設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導教師： ********學院 ****年六 月 I 摘 要 本系統(tǒng) 以 C8051F020 單片機 和 DDS 芯片 AD9850 為核心 ，輔以必要的模擬和 數(shù)字電路，構成了一 種 基于 DDS 技術的信號發(fā)生器。 關鍵字 ：單片機； 直接數(shù)字頻率合成（ DDS） ； 信號發(fā)生器 ； C8051F020； AD9850