【正文】 I/O 方式的并行接口電路比較簡(jiǎn)單 ,但占用單片機(jī)資源景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 共 74 頁(yè) 25 相對(duì)較多 ,圖 34 是 I/O 方式并行接口的電路圖 ,AD9850 的 數(shù)據(jù)線 D0D7 經(jīng)74HC373鎖存器擴(kuò)展后接至 P0口 ,FQ_UD和 W_CLK分別與 ,所有的時(shí)序關(guān)系均可通過(guò)軟件控制實(shí)現(xiàn)。 AD9850 電源模塊的設(shè)計(jì) 由于 AD9850 需要用到 +，本設(shè)計(jì)選用 TI 公司的 TPS70302 電源管理芯片來(lái)設(shè)計(jì)電源模塊 ,該芯片具有兩路可調(diào)電壓輸出 Vout1 和 Vout2,調(diào)節(jié)范圍為～ ,Vout1 輸出電流為 1A,Vout2 輸出電流為 2A，因此該芯片可以滿足要求 ,TPS70302 外圍電路連接圖如圖 33所示。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 共 74 頁(yè) 24 個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路 ,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄 ,所以即使其他元件的參數(shù)變化很大 ,這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA2D a t e : 5 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : E : \ P r o t e l 9 9 s e \ Z H B . d d b D r a w n B y :P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R E S E T9R X D / P 3 . 010T X D / P 3 . 111I N T 0 / P 3 . 212I N T 1 / P 3 . 313T 0 / P 3 . 414T 1 / P 3 . 515W R / P 3 . 616R D / P 3 .717X T A L 218X T A L 119V s s20P 2 .0 / A D 821P 2 .1 / A D 922P 2 .2 / A D 1 023P 2 .3 / A D 1 124P 2 .4 / A D 1 225P 2 .5 / A D 1 326P 2 .6 / A D 1 427P 2 .7 / A D 1 528P S E N29A L E / P R O G30E A / V p p31P 0 .0 / A D 039P 0 .1 / A D 138P 0 .2 / A D 237P 0 .3 / A D 336P 0 .4 / A D 435P 0 .5 / A D 534P 0 .6 / A D 633P 0 .7 / A D 732V c c408 0 C 5 2U18 0 C 5 2C14 7 u FC24 7 u FC32 2 0 u FR91KR 1 01 0 KS1S W P BY11 2 .0 0 0 M H ZD G N DD G N DD G N D+5+5+5A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7F Q U TW _ C L KR E S E TC L K 1T X DR X DD D SL E DL E D 2LEA D 0A D 1P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P0 口接擴(kuò)展鎖存P3 的 0 ， 1 ， 4 接顯示驅(qū)動(dòng)P3 的 2 ， 3 ， 6 接 A D 9 8 5 0P 3. 7 接 A / D 方向控制P 2. 0 接 D D S 使能控制P 2. 1 接 A / D 使能控制P 2. 2 接八選一使能控制接鍵盤C L K 27 4 H C 2 4 5 , 7 4 H C 3 7 3 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 共 74 頁(yè) 23 (a) AT89C52 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA2D a t e : 2 9 M a y 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : E : \ P r o t e l 9 9 s e \ Z H B . d d b D r a w n B y :OE1Q02D03D14Q15Q26D27D38Q39G N D10LE11Q412D413D514Q515Q616D617D718Q719V C C207 4 H C 3 7 3U37 4 H C 3 7 3A D 0A D 1A D 2A D 3 A D 4A D 5A D 6A D 7A Q 0A Q 1A Q 2A Q 3 A Q 4A Q 5A Q 6A Q 7D I R1A02A13A24A35A46A57A68A79G N D10B711B612B513B414B315B216B117B018OE19V D D20U 1 77 4 H C 2 4 5B0B1B2B3B4B5B6B7D D SA D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7+5G N DL E DL E D 2+5LE+5G N DG N DI N HCBAA D 7A D 6A D 5A D 4A D 3A D 2A D 1A D 0OE1Q02D03D14Q15Q26D27D38Q39G N D10LE11Q412D413D514Q515Q616D617D718Q719V C C207 4 H C 3 7 3U 1 87 4 H C 3 7 3D接P0口Q接電容八選一A接P0口B接A/DD接P0口Q接AD9850數(shù)據(jù)輸入D I R 接單片機(jī)OE 接單片機(jī)LE 接單片機(jī)LE 接單片機(jī) （ b） 擴(kuò)展口 圖 32 AT89C52的外圍電路 AD985O 外圍電路設(shè)計(jì) 晶振的選擇 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱 ,在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò) ,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn) ,以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振 ,較高的頻率是并聯(lián)諧振。 第 10 腳 GND， 電源地 。 第 11~18 腳 “B” 信號(hào)輸入輸出端，功能與 “A” 端一樣，不再描述。 第 2~9 腳 “A” 信號(hào)輸入輸出端， A0=B0， A7=B7， A0 與 B0 是一組，如果DIR=“1”O(jiān)E=“0” 則 A1 輸入 B1 輸出，其它類同。 其中的 74HC373 芯片管腳功能如下： OE： Output Enable,輸出使能，低電平有效； LE： Latch Enable,數(shù)據(jù)鎖存使能 ,latch 是鎖存的意思； Dn：第 n 路輸入數(shù)據(jù)； Qn：第 n 路輸出數(shù)據(jù)。P3 口 ,其中 、 、 用作普通 I/O 口 , 用作串行輸出口 , 和 作為定 時(shí)器中斷產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的輸出端口 , 用于 AD985O 的復(fù)位， 用于顯示通斷控制。P1 接鍵盤，鍵盤輸入的數(shù)值通過(guò) P1 口送至 AT89C52 單片機(jī) ,經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理轉(zhuǎn)換成頻率控制字以后再通過(guò) P1 口送至 AD985O。 Pl、 P2和 P3為準(zhǔn)雙向口 ,P0口則為雙向三態(tài)輸入輸出口。掉電保護(hù)方式下 ,RAM 內(nèi)容被保存 ,振蕩器被凍結(jié) ,單片機(jī)一切工作停止 ,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。另外 ,AT89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作 ,支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上 ,擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash,使得AT89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造 ,與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 AT89C52 的功能和結(jié)構(gòu) 單片機(jī) AT89C52 的主要性能分別為：與 MCS 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ； 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器； 1000 次擦寫周期；全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、 32個(gè)可編程 I/O口線、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、八個(gè)中斷源、全雙 工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。單片機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展己經(jīng)很成熟了。 畫出總體框圖以后就開始分模塊設(shè)計(jì)各部分電路 ,并且用 Protel99se 畫圖工具畫出硬件電路圖。 系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)顯示模塊 ,一個(gè)是信號(hào)頻率 ,用 6 位共陰極 LED 顯示 ,一個(gè)是正弦波形瞬時(shí)電壓 ,用 4位共陰極 LED 顯示 ,這兩個(gè)模塊中的 LED 均采用美國(guó) MAXIM公司生產(chǎn)的專用驅(qū)動(dòng)芯片 MAX7219 驅(qū)動(dòng)。 DDS 的輸出頻譜里含有一些鏡像頻率的成分 ,為了使輸出的頻率不受外界和一些雜波的干擾 ,需用一個(gè)低通濾波器濾除這些鏡像頻率 ,本設(shè)計(jì)中低通濾波器設(shè)計(jì)為橢圓濾波器。 AT89C52與 AD985O的接口可采用并行方式也可以采用串行方式 ,考慮數(shù)據(jù)的傳輸效率 ,本設(shè)計(jì)采用的是并行接口方式。 AD9850 內(nèi)部有集成比較器因此將產(chǎn)生的正弦信號(hào)通過(guò)該比較器便可得到方波信號(hào) ,方波信號(hào)再經(jīng)過(guò)一個(gè)積分電路便可得到三角波信號(hào)了。信號(hào)的頻率、初始相位控制字通過(guò)與單片機(jī)相連接的鍵盤 (4X4)輸入 ,經(jīng)單片機(jī)處理后轉(zhuǎn)換為頻率 /相位控制字通過(guò)接口電路送至DDS 芯片 ,然后在 DDS 的 D/A 轉(zhuǎn)換器的模擬輸出端接一個(gè)低通濾波器便可得到所需的正弦波信號(hào)。 系統(tǒng)總體硬件框圖 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)由 MSC 單片機(jī)、 DDS 芯片 AD9850、 LED 驅(qū)動(dòng)芯片 MAX721低通濾波器、 A/D 轉(zhuǎn)換電 路、積分電路、放大電路、電源以及其他外圍電路組成 ,系統(tǒng)硬件組成框圖如圖 31所示。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 共 74 頁(yè) 19 3 基于 DDS 的信號(hào)源硬件設(shè)計(jì) 基于 DDS 的函數(shù)信號(hào)源的硬件電路從結(jié)構(gòu)上可以分為 DDS 核心、單片 機(jī)控制器、接口電路、輸入輸出電路、放大電路、積分電路、顯示電路、采樣與A/D 轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊等。 AD9850 頻率穩(wěn)定度及頻率準(zhǔn)確度 大連理工學(xué)院曾做過(guò)關(guān)于 AD9850 正弦信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)，以下是頻率輸出測(cè)試記錄表 22： 表 22 信號(hào)發(fā)生器頻率輸出測(cè)試記錄： 標(biāo)稱值 /KHz 實(shí)測(cè)頻率 /KHz 注：每一標(biāo)稱值測(cè)量 6 次 評(píng)價(jià)值 /KHz 準(zhǔn)確度 % 5 5． 005 1 1． 001 1000 從表 可看出， AD9850 的頻率準(zhǔn)確度達(dá)到 104級(jí)。 W0在前 ,W39 在后 ,依次裝入。串行裝載時(shí) ,AD9850的 D7引腳和 W_CLK引腳組成同步串行接口 ,這個(gè)接口可以直接與 89S52 相接連。位 W34 用來(lái)控制 AD9850的上電和掉電 ,當(dāng)不需要輸出信號(hào)時(shí) ,通過(guò)打這一位置 1來(lái)實(shí)現(xiàn)掉電。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 共 74 頁(yè) 17 表 21 AD9850串行裝載的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 位代號(hào) 功能 位代號(hào) 功能 位代號(hào) 功能 位代號(hào) 功能 W0 Freqb0 (LSB) W10 Freqb10 W20 Freqb20 W30 Freqb30 W1 Freqb1 W11 Freqb11 W21 Freqb21 W31 Freqb31 (MSB) W2 Freqb2 W12 Freqb12 W22 Freqb22 W32 Control W3 Freqb3 W13 Freqb13 W23 Freqb23 W33 Control W4 Freqb4 W14 Freqb14 W24 Freqb24 W34 PowerDown