【正文】 0xfc； // 置工作方式選擇位為 00 // for(I=0； I5； I++) { data_OUT=CON_word[I]； // 送控制字 // W_CLK=0； delay(0)； W_CLK=1； delay(0)； } FQ_UD=1； } Void main () { FQ_UD=0； WRITE_AD9854()； } 37 附錄 2 方波發(fā)生程序 PCA0的 CEX0用于 8位 PWM調(diào)制，該方波頻率由 T0溢出頻率決定，占空比由PCA0P0寄存器中的值決定， PCA0P0=256256*占空比 。 致 謝 34 致 謝 35 參考文獻(xiàn) [l] 楊寧 . 單片機(jī)與控制技術(shù) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [2] 朱宇光 . 單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù) [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [3] 許加楓 .高性能 DDS芯片 AD9954及其應(yīng)用 [J].國外電子元器件， 2020(5):15～ 20. [4] 許慧波，張厥盛 .DDS直接數(shù)字式頻率合成綜述 [M].西安 ： 西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020. [5] 李季 .信號(hào)發(fā)生器發(fā)展淺析 [J].電子產(chǎn)品世界， . [6] 葉佳 .基于 AD9852的多功能直接數(shù)字信號(hào)合成源的研制 [C].南京航空航天大學(xué) 電子科學(xué)與技術(shù) .中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 .2020. [7」 C8051F020 Data book[C]. . [8] 崔建鵬 ，江帆 .采用 DDS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的虛擬任意波形發(fā)生器 [J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制， :7. [9] AD9850 Datasheet[C]. AnalogDevieesIne. 2020. [10] Microcontroller Data book[C]. . 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[17] 張厥勝，曹麗娜 .鎖相與頻率合成技術(shù) [M].成都 ： 電子科技大學(xué)出版社， 1995. 附 錄 36 附 錄 附錄 1 正弦波發(fā)生程序 //======================================================================== // 文件名 ： // 作 者 ： zhengyong // 日 期 ： 2020/04/10 // 描 述 ： 用于產(chǎn)生 正弦波（頻率和相位可調(diào)），工作電路采用并行口連接?，F(xiàn)在已有 DDS產(chǎn)品用于接收機(jī)本振、信號(hào)發(fā)生器、通信系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、跳頻通信系統(tǒng)等。還有用了C8051F020 單片機(jī)為核心，輔以必要的模擬，數(shù)字電路，構(gòu)成了一個(gè)基于 DDS 技術(shù)的信號(hào)發(fā)生器。 FOUPDATE正跳變 33 第 5 章 結(jié)束語 本設(shè)計(jì)使用了直接數(shù)字頻率合成 (DDS)的方法來產(chǎn) 生信號(hào) ， 這 是近年來發(fā)展起來的一種新的頻率合成技術(shù)。 其流程圖如圖 43所示： 中斷入口 延時(shí) 20ms 左右 按鍵是否按下 鍵盤掃描 按鍵反轉(zhuǎn) 按鍵處理 中斷返回 是 否 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 30 圖 43 三角波流程圖 鋸齒波發(fā)生程序 鋸齒波 發(fā)生程序采用的方法是：利用 C8051F020片內(nèi) 的定時(shí)器 T1中斷，使 C8051F020片內(nèi)的 DAC0輸出更新 ，其流程圖如圖 44所示 ： T0 中斷 三角波發(fā)生程序 T0 中斷返回 三角波函數(shù)入口 DAC0++ DAC0＞ =0x1111 DAC0=0 結(jié)束 DAC0 是 否 否 是 31 44 鋸齒波流程圖 正弦波和方波發(fā)生程序 圖 45 三角波流程圖 T1 中斷 鋸齒波發(fā)生程序 T1 中斷返回 鋸齒波函數(shù)入口 DAC0++ DAC0＞ =0x1111 結(jié)束 DAC0=0 否 是 寫控制字中斷入口 FOUPDATE 正跳變 寫控制字 返 回 是 否 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 32 在信號(hào)產(chǎn)生的軟件設(shè)計(jì)中， C8051F020根據(jù)用戶輸入的頻率、幅度要求，將計(jì)算出的頻率控制字和幅度控制字傳送給 AD9850，由 AD9850產(chǎn)生頻率幅度可控的信號(hào)。在中斷處理程序中，通過掃描查詢按鍵值，并實(shí)現(xiàn)按鍵消抖。在本系統(tǒng)中，鍵盤程序包括以下幾個(gè)部分 ： Kbscan（） ； Delay（） ； ； I/O口輸入的 子程序 ； ； “。 鍵入信號(hào)的軟件處理方法是影響系統(tǒng)使用和操作性能的重要因素。 4. 執(zhí)行完中斷鍵盤掃描處理程序，返回 While（） 循環(huán)，直到又有中斷產(chǎn)生。 2. 執(zhí)行初始化程序，包括 C8051F020初始化程序， AD9854初始化程序， LCD初始化程序。在按下執(zhí)行鍵后，C8051F020計(jì)算出所需信號(hào)的數(shù)據(jù)或控制命令，將其傳送到 AD9850，輸出最終信號(hào)。然后等待鍵盤中斷，掃描鍵盤狀態(tài)，檢查到有鍵按下就運(yùn)行鍵值處理程序，對(duì)按鍵值進(jìn)行查 表處理，然后執(zhí)行相應(yīng)的子程序。 （ 7）鋸齒波發(fā)生程序 。 （ 5）三角波發(fā)生程序 。 （ 3） 中斷 鍵盤 程序。 本系統(tǒng)的軟件包括以下幾個(gè)程序模塊： 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 26 （ 1） 主程序模塊。 （ 6）注意在程序的有關(guān)位置處寫上功能注釋，提高程序的可讀性。 （ 4）為提高軟件設(shè)計(jì)的總體效率，以簡明、直觀的方法對(duì)任務(wù)進(jìn)行描述，在編寫應(yīng)用軟件之前，應(yīng)繪制出程序流程圖。 （ 3）建立正確的數(shù)學(xué)模型。 （ 2）要樹立結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化、子程序化。一個(gè)優(yōu)秀的應(yīng)用系統(tǒng)的軟件應(yīng)具有下列特點(diǎn) ??1 ： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分。 C8051F020的初始化程序用 C8051F020專門的初始化配置 軟件 Config8來生成。它集成了編輯器、編譯器、調(diào)試器，源程序編輯、編譯、下載、調(diào)試全部可以在一個(gè)環(huán)境下完成。它不僅要產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)，控制波形的發(fā)生，還要和 PC機(jī)的通訊以及顯示、鍵盤的控制，因此系統(tǒng)軟件的好壞直接決定著系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定。 25 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì) 本章我們將介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。避免在高速器件 DDS下方走線，以免把噪聲耦 合至芯片內(nèi)部。由于電路板的一個(gè)過孔會(huì)帶來大約 10pF的電容效應(yīng)，這對(duì)于高頻電路，將會(huì)引入太多的干擾，所以在布線時(shí)，盡可能地減少過孔的數(shù)量，而且過多的過孔也會(huì)造成電路板的機(jī)械強(qiáng)度降低。第二種方法簡單易行，因此在電路設(shè)計(jì)中對(duì)元器件空余的輸入管腳均上拉到了高電平。數(shù)字集成電路的多余輸入管腳閑置時(shí)處于懸空狀態(tài)，從邏輯觀點(diǎn)來看，與“ 1”的輸入狀態(tài)的邏輯關(guān)系一樣，由于開路的輸入端有很高的輸入阻抗，因此容易受到外部的電磁干擾，所以應(yīng)對(duì)元器件的空余輸入管腳采用處理措施以防止干擾?；旌闲盘?hào)電路 PCB的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，元器件的布局、布線以及電源 和地線的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能。對(duì)于電路板上上下兩層的空余面積，采取地網(wǎng)鋪銅的形式，第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 24 并在空處打幾個(gè)過孔使兩層的地網(wǎng)保持電平一致。良好的接地對(duì)高頻電路來講尤為重要。盡量采取減小地線的阻抗，縮短走線長度 等方法。為了減小這些干擾，處理方法為 ： 在印制電路板的電源輸入端跨接 1000uF的電解電容，在 VCC與電源地之間放置一個(gè) 。 單片機(jī)與 AD9850的接口既 可用 并行方式，也可采用串行方式，但為了充分發(fā)揮芯片的高速性能，應(yīng)在單 片機(jī)資源允許的情況下盡可能選擇并行方式，本文介紹并行方式的接口，其電路圖為圖 37： 圖 37 單片機(jī)和 AD9850的接口電路 23 4 4 鍵盤電路 正弦波1方波2三角波3鋸齒波45 6 7 89刪除0頻率.S hi f t確認(rèn)P P P P P 圖 38 鍵盤電路原理圖 印制電路板的設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)所用的元器件都安排在一塊印刷電路板上，芯片既有直插式 ，也有貼片式，采用手動(dòng)布局，布線采用最短路徑規(guī)則，自動(dòng)布線和手動(dòng)調(diào)整相結(jié)合。下面以 AD9850為中心，對(duì)參考時(shí)鐘源、芯第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 22 片控制方法等問題加以討論 。 MAX232的其它引腳連接法如下 ： V 引腳 (Pin 6)與 GND引腳(Pin 15)接地， V+引腳 (Pin 2)與 VCC引腳 (Pin 16)接 +5V電源， 其中 VCC， V， V+對(duì)地加，提高抗干擾能力 ??1 。采用三線制連接串口，即 9針串口只連接其 3根線 ： 第 2腳的 IN與 MAX232的 T1OUT(Pin 14)連接，第 3腳的 OUT與 MAX232的 （ Pin 13） 連接， 第 5腳的 GND接地。串口通訊接口電路連接如圖 36所示。 MAX232芯片包含兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)部有一個(gè)電源電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的 +5V電壓變換為 RS232輸出電平所需的 10V～ +10V電壓。 RS232提供了單片機(jī)與單片機(jī)、單片機(jī)與 PC機(jī)之間串行數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)接口，通信距離可達(dá) 15m。 C1C216pFC3L1132nHL2111nHL3109nHC8C969pFC 1064pFC 11I O U T 2 圖 34 濾波電路 o f f ncn c v c ci n + outgndM A X 4 3 7R 1 6R 1 7 1 5 VC 1 3100pFC 1 2100pF + 1 5 VOUT1KR 1 8INV C C 圖 35 功率放大電路 串口電路設(shè)計(jì) RS232是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通信。 本系統(tǒng)中 電路的第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 20 電壓增益放大范圍為 0dB～ 32dB，經(jīng)過計(jì)算，設(shè)計(jì)的運(yùn)算放大電路的輸出幅度范圍理論上達(dá)到了所要求的 ～ 20V。根據(jù)公式 ??4 ： 120 /1/ RRVVA Lv ??? （ 31） vA （ 電壓放大倍數(shù) ）、 0V （ 輸出電壓 ）、 LV （ 輸入電壓 ）、 1R （ 為輸入電阻 ）、 2R （ 反饋電阻 ） ， AD9850的輸出電壓大概為 ，電壓放大后的最高值為 20V， MAX437的輸入電阻為 IK，則可計(jì)算出反饋電阻至少為 39K。 MAX437控制的增益倍數(shù)與其外圍電路有關(guān)，通過調(diào)節(jié)電位器可以對(duì)信號(hào)輸出幅度起到調(diào)節(jié)的作用。信號(hào)的放大電路由可控增益放大器 MAX437組成。首先計(jì)算 AD9850輸出信號(hào)的幅度。根據(jù)系統(tǒng)要求輸出信號(hào)的頻率可達(dá) 80MHz，設(shè)定其通帶為 80MHz，且 7階濾波具有下 降速度更快的過渡帶，可以有效的濾 100MHz以上的高頻擾。巴特沃什低通濾波器的通 帶和阻帶都是平坦的，但是其過渡帶太過平緩 ； 切比雪夫低通濾波器的通帶是等波紋抖動(dòng)的，阻帶是平坦的，過渡帶比巴特沃什稍陡 ； 貝賽爾低通濾波器和切比雪夫低通剛好相反，通帶平坦，阻帶是等波紋抖動(dòng)的 ； 橢圓低通濾波器的通帶和阻帶都是抖動(dòng)的，但是其過渡帶下降迅速，過渡帶很窄。系統(tǒng)設(shè)定 AD9850內(nèi)部時(shí)鐘為 125MHz，輸出信號(hào)最高頻率為 80MH