【正文】 Random thermal noise from crystal, or any other resonating device. Power supply noise N) The Sample Rate of a Frequency Synthesizer determines how often the inputs ate sampled in order to perform phase and frequency correctoin. It is expressed as Fref/Q. The Acquisition /Lock Time of a PLLbased Frequency Synthsizer is the amount of time taken by the Frequency Synthesizer to attain the target frequency after powerup, or after a programmed output frequency change. The Resolution of a PLLbased Frequency Synthesizer is base on the number of bits in the P and Q counter. The Resolution will determine in what size increments the frequency can change. The Deadband of a PLLbased Frequency Synthesizer is the largest phase difference between the reference and the feedback inputs, which will not be corrected by the PLL. Multiple PLLs are needed within a single frequency synthesizer to generate multiple unrelated frequencies. Frequency synthesizers are gaining in popularity as system plexity increases and systems utilize multiple clocks. The term “Clock Generator” is interchangeably used wit “Frequency Synthesizer.” Clock Buffers A Clock Buffer is a device in which the output waveform directly follows the input waveform. The input waveform propagates through the device and is redriven by the output buffers. Hence, such devices have a propahation delay associated with them. In addition, due to the differences between the propagation delay through the device on each inputoutput path, skew will exist on the outputs. Clock Parameters Clock Jitter Jitter can be defined as the deviations in a clocl’s output transitions from their ideal positions. The deviation can either be leading or lagging the ideal position. Hence, jitter is expressed in 177。 P/Q The output frequency of the PLL can be expressed as Fout=( Fref 31 Clock Sources Clock Devices There are a variety of clock drvices available today. Some of them are described below. Crystals A Crystal is a basic piezoelectric quartz crystal. On its own, it cannot generate electrical clocks. It has to be connected to a clock oscillator to get a clock waveform. There are two kinds of crystals。由于 TTL器件的電壓在 0V到 3V之間擺動，所以高電平時(shí)間在 測 量。在既使用時(shí)鐘上升沿也使用時(shí)鐘下降沿的系統(tǒng)中，占空比是很重要的。該參數(shù)用百分比表示。近來，隨著低功耗器件的出現(xiàn)，擺動被用于定義頻率變化率。通常在數(shù)字信號的上升沿和下降沿進(jìn)行“擺動”測量。新晶體的老化速度要高于舊晶體。它通常用 ppm/年來表示，而且如不單獨(dú)表述的話，可以和穩(wěn)定性指標(biāo)合在一起。穩(wěn)定性為什么重要？假如在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到穩(wěn)定性，可能會導(dǎo)致該設(shè)計(jì)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)處于極限工作狀態(tài)。穩(wěn)定性是指在常溫范圍內(nèi)工作頻率和常溫標(biāo)稱頻率之間的差別 (ppm)。頻率容差受晶體 生產(chǎn)、校準(zhǔn)工藝精度控制能力的影響或控制。 容差 /精度 該參數(shù)度量的是器件的工作頻率和標(biāo)稱頻率（一般是指在常溫下）的接近程度。 測量兩路輸出信號間相位偏移的最簡單方法是用雙通道示波器顯示這兩路信號的波形，并測量二者上升沿的時(shí)間差。對于 15 納秒的時(shí)鐘同時(shí)期而言， 1 納秒的相位偏移是很重要的。如果沒有正確進(jìn)行端接，那么這些跡線就會出現(xiàn)電壓反射之類的傳輸線效應(yīng)，從而導(dǎo)致相位偏移。這將影響時(shí)鐘邊沿在何時(shí)超過輸入門限電平，從而導(dǎo)致相位偏移。例如，假設(shè)一個(gè)接收器件 的門限電壓為 ，而另一個(gè)接收器件的門限電壓為 ，輸入信號的上升時(shí)間為 1V/ns，那么兩個(gè)器件的狀態(tài)切換時(shí)刻就會相差 500 皮秒，這就是相位偏移。導(dǎo)線長度的不同導(dǎo)致信號傳播時(shí)間的不同，從而引起相位偏移。 電路板設(shè)計(jì)相位偏移（外部相位偏移）是由下列電路板布線問題造成的相位偏移量。這種不同主要?dú)w因于輸出負(fù)載的不同。時(shí)鐘驅(qū)動器件有緩沖器件和基于鎖相環(huán)的器件 兩類。相位偏移出兩部分組成：驅(qū)動器件的輸出相位偏移和由于布線導(dǎo)致的電路板設(shè)計(jì)相位偏移。受抖動影響的常見應(yīng)用有：個(gè)人電腦的主板、圖形卡和通信設(shè)備。 抖動的成因 抖動的成因主要有如下四項(xiàng) :電源噪聲、合成器內(nèi)部鎖相環(huán)、晶體或其他諧振器件的隨機(jī)熱噪聲和晶體振動產(chǎn)生的隨機(jī)機(jī)械噪聲。對于個(gè)人電腦主板和圖形應(yīng)用，這個(gè)數(shù)字通常是 10～ 20微 秒。 長期抖動是指在“很多 ” 周期范圍內(nèi)時(shí)鐘輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置對理想位置的偏離。它是指在相鄰兩個(gè)時(shí)鐘邊沿的范圍內(nèi)時(shí)鐘輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置偏離理想位置。這種抖動最難測量，通常需要時(shí)序間隔分析儀。抖動可分為如下三類：周期間抖動，周期內(nèi)抖動和長期抖動。因此，抖動表示為177。 時(shí)鐘參數(shù) 時(shí)鐘抖動 抖動被定義為時(shí)鐘輸出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換位置偏離了理想位置。因此，這種器件存在傳播延遲。 時(shí)鐘緩沖器 28 時(shí)鐘緩沖器是一種輸出波形直接跟隨輸入波形的器件。隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的提高和系統(tǒng)中多個(gè)時(shí)鐘的使用，頻率合成器應(yīng)用越來越普遍。 基于鎖相環(huán)的頻率合成器的死區(qū)是指無法被鎖相環(huán)校正的參考輸入和反饋輸入之間 的最大相位差。 基于鎖相環(huán)的頻率合成器的精度是 P， Q 計(jì)數(shù)器的位數(shù)。其表達(dá)式為 Fref/Q。 N)。鎖相環(huán)的輸出頻率可以表示為 FOUT=( Fref壓控振蕩器的穩(wěn)態(tài)頻率為Fvco=Fref然后，這些控制信號通過一個(gè)電荷泵和一個(gè)環(huán)路濾波器產(chǎn)生控制壓控振蕩器的控制電壓。當(dāng)壓控振蕩器的頻率在參考頻率的一半和兩倍之間時(shí)，要進(jìn)行相位校正；相位校正是微調(diào)。鎖相環(huán)校正頻率有兩種方式。圖 1 展 27 示了一個(gè)鎖相環(huán)的框圖。參考頻率通常是由晶體連到合成器上產(chǎn)生的。在整個(gè)頻率范圍內(nèi)控制電壓和頻率是非線性的關(guān)系但在部分范圍是線性的。顯然，隨著溫度穩(wěn)定性的提高，振蕩器 的成本也提高了。雙恒溫箱振蕩器含兩個(gè)恒溫箱，晶體在內(nèi)層恒溫箱中，而控制電路和內(nèi)層恒溫箱又包含在外層恒溫箱中。溫度補(bǔ)償振蕩器包含補(bǔ)償溫度變化的電路，從而抑制了頻率的變化。在要求有高穩(wěn)定的時(shí)鐘情況下通常用補(bǔ)償振蕩器。在大多數(shù)要求有時(shí)鐘信號的高速數(shù)字 系統(tǒng)中，晶體振蕩器是最適合的。 晶體振蕩器 晶體振蕩器是一種用晶體做反饋元件的振蕩器。另一種是并聯(lián)諧振晶體可看作高品質(zhì)因數(shù)的并聯(lián) LC 電路。它必須和時(shí)鐘振蕩器連在一起才能得到時(shí)鐘波形。 晶體 晶體是一種基本的壓電石英晶體。 [11] 魏澤鼎．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例．北京：電子工業(yè)出版社， [12] 宗光華、李大 寨．多單片機(jī)系統(tǒng)與應(yīng)用技術(shù)．北京：北方交通大學(xué)出版社 , [13] 朱定華、戴汝平．單片微機(jī)原理與應(yīng)用．北京：北方交通大學(xué)出版社， [14] 王福端．單片機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全． 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， [15] 李昌禧．智能儀表原理與設(shè)計(jì)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [16] 盧勝利、胡新宇、程森林．智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)．重慶：重慶大學(xué)出版社 [17] 何力民 .智能單片機(jī)應(yīng)用文集 . 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ,1993 [18] 戴義保．高精密溫度 測量的研究與實(shí)現(xiàn) [J]．上海：自動化儀表第 2021，24（ 3）： 2427 [19] 謝光忠、蔣亞東．溫濕度智能數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的研制 [J]. 哈爾濱：傳感器技術(shù) 2021， 19（ 4）， 2933 [20] 劉君華 . 現(xiàn)代檢測技術(shù)與測試系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1999 [21] 求是科技．單片機(jī)通信技術(shù)與工程實(shí)踐．北京：人民郵電出版社， 附 錄 25 電路原理圖 26 英文翻譯 時(shí)鐘信號源 時(shí)鐘器件 現(xiàn)如今有多種多樣的時(shí)鐘器件。爭取能夠在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出更先進(jìn)、功能更強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)更簡單的智能化儀器。例如可以通過按鍵更靈活的控制測溫，如果再加上語音播報(bào)功能就更加完善了。為今后的學(xué)習(xí)和工作打下了很好的基礎(chǔ)。 通過對硬件電路的設(shè)計(jì)我對 Protel 軟件的使用更加熟練，而通過運(yùn)用 Keil進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)使我的編程和調(diào)試能力也有很大的提高。 本設(shè)計(jì)主要包括兩大部分：硬件設(shè)計(jì)部分和軟件設(shè)計(jì)部分，硬件部分包括了單片機(jī)處理模塊、紅外測溫模塊、 LED 顯示模塊、鍵盤模塊和 RS232 電平轉(zhuǎn)換模塊，軟件部分主要包括主程序模塊、紅 外測溫程序模塊、 LED 顯示程序模塊。下圖 36是具體的 LED顯示程序圖： 開 始定 義 字 型 字 位 編 碼 表指 定 字 型 口查 表 得 字 型 碼指 定 字 位 口顯 示 要 顯 示 的 數(shù) 據(jù) 圖 36 LED 顯示程序流程圖 23 總 結(jié) 歷經(jīng)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回想這段時(shí)間收獲頗多。 4個(gè) 8段數(shù)碼管是定時(shí)循環(huán)按順序被點(diǎn)亮，由于每次被點(diǎn)亮的時(shí)間間隔極短，也由于人眼對光亮的感覺延遲效應(yīng)，所以在顯示不斷被刷新的同時(shí)，人眼不會有閃爍感。 顯示程序模塊 在顯示模塊 中， 我們采用兩片 74HC164,4個(gè) 8段 LED數(shù)碼管組成。這就消除了按鍵按下時(shí)前沿的抖動對單片機(jī)正確判斷按鍵造成的影響。本設(shè)計(jì)采用軟件方法消除抖動，它通過延時(shí)來躲過暫態(tài)抖動過程，執(zhí)行一段 10ms 的延時(shí)程序后，再讀取穩(wěn)定的鍵狀態(tài)。它的 程 序流程圖如下圖 34： 21 開 始返 回判 斷 是 否 有 鍵 按 下延 時(shí) 1 0 m s根 據(jù) 取 得 鍵 值 處 理 相 應(yīng) 子 程 序掃 描 鍵 盤 ， 獲 得 鍵 值判 斷 是 否 有 鍵 按 下YNYN 圖 34 鍵盤掃描程序 由于系統(tǒng)采用由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的獨(dú)立式按鍵，它存在按鍵開關(guān)的抖動問題，這種抖動的暫態(tài)過程大約經(jīng)過 5～ 10ms 的時(shí)間，人的肉眼是覺察不到的，但對高速的 CPU 來說，這個(gè)抖動容易影響到單片機(jī)對按鍵的正確判斷。 鍵盤掃描程序模塊 鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用中不可缺少的一部分。因?yàn)榧t外測 溫模塊的數(shù)據(jù)是一位一位地送入單片機(jī)的，所以用雙重循環(huán)，內(nèi)循環(huán)接收一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，外循環(huán)接收五個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。把五個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)都讀完后判斷第一個(gè)字節(jié)是否為 0x4c 或0x66 并且第五個(gè)字節(jié)為 0x0d，若是則計(jì)算溫度值返回，否則繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。 紅外測溫程序模塊 該紅外測溫模塊的數(shù)據(jù)輸出信號和脈沖信