【正文】 2C 標(biāo)準(zhǔn)，其中 EIA (Electronic Industry Association)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)， RS（ remeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)， 232 是標(biāo)識(shí)號(hào)， C 代表 RS232 的最新 一次修改（ 1969），在這之前，有RS232B、 RS232A。放大器使用MAXIM 的高速運(yùn)放，性能優(yōu)異。 為保證 0～ 10MHz 的信號(hào)輸出帶寬，信號(hào)輸出端 IOUT 接濾波器。時(shí)鐘電路由 A1 構(gòu)成， A1為 50 MHz 有源晶振。 AD9835 應(yīng)用電路 AD9835 的應(yīng)用電路圖如圖 所示， REFIN 與 REFOUT 相連接，則參考電壓為 V。使用控制字中的位 PSEL0 和 PSEL1 也可以進(jìn)行選擇，但此時(shí)這兩個(gè)引腳應(yīng)接數(shù)字電源地 DGND。 AD9835 有四個(gè)相位寄存器。該引腳用于選擇輸入相位累加器的頻率寄存器FREQ0 或 FREQ1，使用控制字中的位 FSELECT 也可以進(jìn)行選擇，但這時(shí)該引腳應(yīng)接地。當(dāng)該引腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，通知器件有一個(gè)新的控制字將要被送入。 16 位串行數(shù)據(jù)由此送入。該引腳用于在每個(gè)時(shí)鐘的下降沿控制數(shù)據(jù)被送入AD9835。該頻率要遠(yuǎn)大于 DDS 的輸出頻率，它決定輸出頻率的精度和相位噪聲。 5％ )V，兩端之間也應(yīng)接入一只 的去耦電容。 5％ )V，兩端之間應(yīng)接入一只 的去耦電容。在它與 AVDD 之間應(yīng)連接一支 10nF 的陶瓷去耦電容。這是一個(gè)高阻電流源，在它與 AGND 之間應(yīng)連接一支負(fù)載電阻。在它與 AGND 之間應(yīng)連接一支 10nF 的去耦電容。參考電壓的輸出值為 。參考電壓值應(yīng)為 。 AD9835 既可以使用內(nèi)部參考電壓，也可以使用外部參考電壓。可由此引腳加入控制信號(hào)調(diào)制輸出波形的幅度而得到調(diào)幅波。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 AD9835 引腳排列圖 表 AD9835 引腳功能說(shuō)明 引腳 名稱(chēng) 功能 1 FS ADJUST 輸出電流控制，與地連接一個(gè)電阻，決定輸出滿刻度電流的大小 2 REFIN D/A參考電壓輸入，可以接 AD9835 提供的參考電壓 考電壓 3 REFOUT D/A參考電壓輸出，輸出 ，與地之間接 10nF 電容 14 IOUT 電流輸出，是一個(gè) 高阻抗的電流源，與地之間接一個(gè)電阻，決定輸出電壓的大小 16 COMP 內(nèi)部放大補(bǔ)償引腳，接一個(gè) 10nF 的電容到電源 4 DVDD 數(shù)字部分電源，接一個(gè) 10μF 電容到 DGND，輸入電壓為 +5V 5 DGND 數(shù)字部分地 13 AVDD 模擬部分電源，接一個(gè) 10μF 電容到 AGND，輸入電壓為 +5V 15 AGND 模擬部分地 6 MCLK 數(shù)字時(shí)鐘輸入，決定輸出頻率精度 7 SCLK 串口輸入時(shí)鐘，下降沿鎖存數(shù)據(jù) 8 SDATA 串口數(shù)據(jù)輸入 9 FSYNC 數(shù)據(jù)輸入片選，低電平有效 10 PSELECT 頻率寄存器選擇，低電平為頻率寄存器 0，高電平為頻率寄存器 1，如用內(nèi)部控制位 PSELECT，則應(yīng)該接地 1 12 PSEL0 PSEL1 相位寄存器選擇，為 00、 0 11 時(shí)分別選擇相位寄存器 0、位寄存器 位寄存器 位寄存器 3 AD9835 的引腳按功能可分為以下三類(lèi)： 1）模擬信號(hào)與參考 2 硬 件電路設(shè)計(jì) 13 引腳 1 為滿度電流調(diào)節(jié)引腳。 ○ 4 AD9835 芯片引腳說(shuō)明 AD9835 采用 16 引腳 TSSOP 封裝，體積很小。引腳 FSYNC、 SCLK、SDATA用來(lái)對(duì) DDS進(jìn)行程控工作模式設(shè)定 和 數(shù)據(jù)傳輸方式為同步串行方式 的設(shè)定 。 ○ 3 AD9835 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) AD9835 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 其中，相位累加器為 32 位，取其高 12 位作為讀取余弦波形存儲(chǔ)器的地址。 圖 余弦波信號(hào)及其相位 因此，每隔一段時(shí)間Δ t （時(shí)鐘周期），有對(duì)應(yīng)的相位變化Δ P，即 式（ ） 從式（ ）可得合成信號(hào)的頻率 f 為 式（ ） 式中， fclk為固定時(shí)鐘頻率， fclk＝ 1/Δ t。合成時(shí)改變相位增量，由于相位增量不同，一個(gè)周期內(nèi)的取樣點(diǎn)數(shù)也不同，這樣產(chǎn)生的正弦信號(hào)頻率也就不同，從而達(dá)到頻率合成的效果。 ●功 耗為 200mW。 ●含有片上 COS 查詢(xún)表。 ●最高時(shí)鐘頻率為 50MHz。該芯片可廣泛運(yùn)用于頻率合成信號(hào)源、數(shù)字調(diào)諧器和數(shù)字解調(diào)器等。 AD9835 原理與結(jié)構(gòu) ○ 1 AD9835 簡(jiǎn)介 AD9835 是 ANALOG 公司生產(chǎn)的高性能頻率合成器，具有數(shù)字相位調(diào)制和頻率調(diào)制能力，頻率分辨率可達(dá)晶振時(shí)鐘頻率的 40 億分之一，控制數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸，并且具有休眠工作模式。 ●無(wú)過(guò)渡過(guò)程 頻率轉(zhuǎn)換時(shí)沒(méi)有過(guò)渡過(guò)程，信號(hào)相位和幅度真正連續(xù)無(wú)畸變，最適合動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試。 ●頻率精度高 常見(jiàn)的 DDS 芯片的頻率分辨率為 1/1228~32，適用于高精度的計(jì)量和測(cè)試，尤其對(duì)于那些需要特別低頻率的場(chǎng)合，采用通常的方法很難實(shí)現(xiàn)；而采用 DDS 技術(shù)，可以 非常容易實(shí)現(xiàn)，而且精度和穩(wěn)定度非常高，體積也很小。如果要求功率輸出，則在經(jīng)過(guò)功率放大器進(jìn)行功率放大，最后由輸出端口輸出。這樣，只有先經(jīng)過(guò)低通濾波器將波形中所含的高次諧波濾除，才能輸出連續(xù)的正弦波。根據(jù)相位累加器輸出的地址由波形存儲(chǔ)器取出波形量化數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電流，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成模擬電壓。 相位累加器的輸出即為波形存儲(chǔ)器的地址，通過(guò)改變相位增量即可改變 DDS 的輸出頻率值。因?yàn)檎也ㄐ盘?hào)可以用 y=sinx 來(lái)表示，這是一個(gè)非線性函數(shù)，所以，要直接合成一個(gè)正弦波信號(hào)，首先應(yīng)將函數(shù) y=sinx 進(jìn)行數(shù)字量化，然后再以 z 為地址，以 y 為量化數(shù)據(jù)，依次存入波形存儲(chǔ)器。 4）可編程 輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別 是 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8 位。 3）控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 圖 本系統(tǒng)復(fù)位電路 ○ 3 STC89C52 具體介紹如下 1）主電源引腳（ 2 根） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V電源 GND(Pin20)：接地線 2）外接晶振 引腳（ 2 根） XTAL1(Pin18)：內(nèi)部時(shí)鐘電路反向放大器輸入端，接外部晶振的一個(gè)引腳。其中，按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ b） 所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 其電路如圖 （ c）所示： （ a） 上電復(fù)位 2 硬件電路設(shè)計(jì) 7 （ b） 按 鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期。這佯，只要電源 Vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位 和 按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 所示： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。 表 寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H A 00H T2CON 00H B 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP 000000B SBUF 不定 IE 0 000000B PCON 0 0000B TMOD 00H 2）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 （ a） 內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 2 硬件電路設(shè)計(jì) 5 （ b）外部方式時(shí)鐘電路 圖 時(shí)鐘電路 ○ 2 復(fù)位電路 1）復(fù)位操作 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz的方波信號(hào)。晶體振蕩頻率在 2~25MHz 之間選擇 時(shí) ，電容值 在小于等于 47pF之間選擇，電容 值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖 (a) 所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。 單片機(jī) 控制電路如下圖 ： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 單片機(jī)控制電路 圖 ○ 1 時(shí)鐘電路 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可任意選擇。 STC89C52 單片機(jī) STC89C52 是一種帶 8K字節(jié) Flash程序存儲(chǔ)器的低電壓，高性能的微處理器。專(zhuān)用型單片機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)已對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，對(duì)軟、硬件進(jìn)行了優(yōu)化，可靠性高，成本低，但是這類(lèi)單片機(jī)功能單一，通常是針對(duì)某一特定的產(chǎn)品。通用單片機(jī)是一種基本芯片，內(nèi)部功能及資源豐富，性能全面，適應(yīng)性強(qiáng) ， 可覆蓋多種用途。是一種集成度高、性?xún)r(jià)比優(yōu)越、質(zhì)量小、體積小的微型計(jì)算機(jī)。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如 圖 所示。輸出設(shè)定方式由數(shù)字鍵盤(pán)直接設(shè)定。輸出幅度 0～ 5V可調(diào)。 ●頻率分辨率 。近年來(lái)DDS 技術(shù)得到了飛速發(fā)展，各種通用的 DDS 芯片不 斷上市，性能很好，使用簡(jiǎn)單，價(jià)格也在不斷下降，為一般用戶(hù)使用提供了極大方便。它將先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理理論與方法引入信號(hào)合成領(lǐng)域，具有以往頻率合成器難以達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)，如頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短 (≤ 20ns)、頻率分辨率高 ()、頻率穩(wěn)定度高 (107～ 108)、輸出信號(hào)頻率和相位可快速程控切換等，因此可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的全數(shù)字式調(diào)制。后來(lái)出現(xiàn)了鎖相環(huán)技術(shù)，頻率精度大大提高；但是工藝復(fù)雜，分辨力不高，頻率變換和實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制也不方便。 AD9835 主要由數(shù)控振蕩器（ NCO）和相位調(diào)制器、余弦查詢(xún)表和一個(gè) 10 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器組成。 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。大規(guī)模集成電路的應(yīng)用又為數(shù)字技術(shù)的方案提供了廣闊的前景。目前最常用的頻率合成方案有兩種，直接混頻級(jí)聯(lián)法和數(shù)字鎖相環(huán)法。s development. This paper mainly introduces frequency synthesized signal generator, taking STC89C52 microcontroller as control core .It consists of frequency synthesizer module, control module, key modules, LCD modules and other ponents .It uses digital waveform synthesis techniques, through the hardware circuits and software program bined, then can output a range of frequency of custom sinusoidal waves .The paper particularly describes the hardware circuit39。該信號(hào)發(fā)生器輸出的 波形頻率和幅值在一定范圍內(nèi)可任意改變 ， 與傳統(tǒng)信號(hào)發(fā)生器只有固定的幾種輸出波形相比 ,具有輸出波形的任意化和低頻精度高的特點(diǎn) 。該信號(hào)發(fā)生器 由頻率合成模塊、控制模塊 、 按鍵模塊 、 液晶顯示模塊等組成，它 采用數(shù)字波形合成技術(shù) ， 通過(guò)硬件電路和軟件程序相結(jié)合 ， 可輸出 一定范圍的 自定義頻率的 正弦波。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 DDS 和單片機(jī)的信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 王 龍 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 202020502061 院 （系）： 電氣信息工程學(xué)院 年 級(jí) 專(zhuān) 業(yè)： 2020 級(jí)電氣工程與自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師： 鄭 會(huì) 軍 副教授 助理指導(dǎo)教師： 二〇一一年六月 摘 要 I 摘 要 頻率合成器是電子系統(tǒng)的心臟，是決 定電子系統(tǒng)性能的關(guān)鍵設(shè)備，隨著現(xiàn)代無(wú)線電通信事業(yè)的發(fā)展，移動(dòng)通信、雷達(dá)、制導(dǎo)武器和電子對(duì)抗等系統(tǒng)對(duì)頻率合成器提出越來(lái)越高的要求，低相噪、高純頻譜和高速的頻