【正文】 試 37 LCD顯示的調(diào)試 37 按鍵調(diào)試 39 聲音調(diào)試 397 結(jié)論 40謝辭 41參考文獻(xiàn) 42附錄 43附錄一 總體設(shè)計(jì)電路原理圖 43附錄二 程序清單 80附錄三 器件清單 80外文資料 811 引言鎖相技術(shù)是一門實(shí)現(xiàn)相位自動(dòng)控制的學(xué)科，是專門研究系統(tǒng)相位的技術(shù)。 KXM12864J。關(guān)鍵詞：電荷泵鎖相環(huán)　電荷泵　壓控振蕩器 鑒頻鑒相器 AbstractCommunications technology is being increasingly important in today39。利用Tanner軟件進(jìn)行各模塊、整體電路的設(shè)計(jì)，及版圖的繪制與驗(yàn)證。論文從系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度出發(fā)對(duì)電荷泵鎖相環(huán)的工作原理、數(shù)學(xué)模型及基本性能多做了詳細(xì)的分析。壓控振蕩器采用常用的環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)，采用電流驅(qū)動(dòng)邏輯（CSL）電路作為緩沖單元。鎖相環(huán)路中的鑒頻鑒相器采用RS鎖存器實(shí)現(xiàn)鑒頻/鑒相功能，有效地提高了整個(gè)電荷泵鎖相環(huán)對(duì)相位變化的靈敏度。本文介紹了一種高速鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)方法。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目：CMOS高速鎖相環(huán)的研究與設(shè)計(jì) 系 別： 信息工程系 班 級(jí)： 電子信息工程 姓　 名： 指 導(dǎo) 教 師： 年6月10日CMOS高速鎖相環(huán)的研究與設(shè)計(jì)摘 要在現(xiàn)今電子信息高速發(fā)展的時(shí)代，通信等技術(shù)變得越來(lái)越重要。鎖相環(huán)作為一種能夠跟蹤輸入信號(hào)的閉環(huán)自動(dòng)相位控制系統(tǒng)，因其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越等特點(diǎn)，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于無(wú)線電通信、雷達(dá)、流體力學(xué)等眾多領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)采用當(dāng)前主流的電路結(jié)構(gòu)—數(shù)模混合結(jié)構(gòu)的電荷泵鎖相環(huán)。電荷泵電路也做了一定的改進(jìn)，性能更為優(yōu)越。分頻器采用單相時(shí)鐘TSPC邏輯實(shí)現(xiàn)。從鎖相環(huán)的仿真結(jié)果可知，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果相符。s era of rapid development of electronic information. A tetris games design method has been introduced in this thesis based on STC89C53 MCU. This system is chiefly constituted of STC89C53 MCU, KXM12864J LCD, independent keys and buzzer. MCU is the core controller in this design. To make related information of the game seen by players, an area is differentiated showing shape of next graph, score, game time, speed and level in the screen. When playing this game, we can control the graph shown to move left and right, fall quickly and transform into another one flexibly by pressing keys. After passing one level, the screen shows us “GOOD JOB”, or we get “GAME OVER”. The buzzer gives out different sounds meanwhile to warn gameplayers of the current state.In this design, the simulation is done in Proteus simulative software. Code piling, debugging and modification of hardware circuit are done with the help of Kiel C51 tool. Then it is debuged again after circuit board welded. Finally, the system raslizes all the functions of a minitype tetris machine. Key words: MCU。 Tetris。利用鎖相技術(shù)而成的鎖相環(huán)PLL(PhaseLocked Loop)是一個(gè)閉環(huán)的相位自動(dòng)控制系統(tǒng)，它的輸出信號(hào)能夠自動(dòng)跟蹤輸入信號(hào)的相位變化，也可以將之稱為一個(gè)相位差自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，它能夠自動(dòng)跟蹤兩個(gè)信號(hào)的相位差，并且靠反饋控制來(lái)達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)相位的目的。1932年法國(guó)科學(xué)家De Belleseize在“La Reception Synehrone”一文中，首先公開發(fā)表了對(duì)鎖相環(huán)路的數(shù)學(xué)描述，明確提出了“鎖相”的概念，且運(yùn)用此概念論述了無(wú)線電信號(hào)的同步接收。直到1940年鎖相環(huán)技術(shù)才得到了第一次成功的應(yīng)用，在電視機(jī)水平掃描行同步裝置中，有效的抑制外界噪聲對(duì)同步信號(hào)的干擾，使電視圖像的同步性能得到很大的改善。為了滿足這些極具挑戰(zhàn)性的要求，很多先進(jìn)的反饋控制理論在此期間得到發(fā)展。但是，研究的不斷深入，科技技術(shù)的不斷前進(jìn)，新的物理現(xiàn)象和問(wèn)題還是層出不窮，得不到解釋。在鎖相環(huán)發(fā)展的最初階段，PLL都是由分立元器件組成的，電路復(fù)雜，調(diào)整困難。之后的幾年內(nèi)就出現(xiàn)了數(shù)?；旌系逆i相環(huán)電路，以及后來(lái)的全數(shù)字鎖相環(huán)電路。模擬鎖相環(huán)在穩(wěn)定工作時(shí)，各模塊都可以認(rèn)為是線性工作的，所以也稱為線性鎖相環(huán)。模擬鎖相環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單有效，低通濾波器設(shè)計(jì)良好時(shí)，輸出頻率純凈穩(wěn)定，跟隨性能好，理想情況下輸出頻率完全等于同步頻率，對(duì)晶振壓控特性的線性要求不高。全數(shù)字鎖相環(huán)的英文全稱是All Digital PhaseLocked Loop，簡(jiǎn)稱是ADPLL。全數(shù)字鎖相環(huán)具有精度高且不受溫度和電壓影響，環(huán)路帶寬和中心頻率編程可調(diào)，易于構(gòu)建高階鎖相環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是不能過(guò)濾時(shí)鐘源的抖動(dòng)，會(huì)引入固有抖動(dòng)，造成抖動(dòng)的累積。數(shù)模混合鎖相環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是相位誤差、溫度誤差等較小，電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，且噪聲較小，具有高速低功耗等優(yōu)越特性。數(shù)模混合鎖相環(huán)主要用于頻率綜合，時(shí)鐘處理等領(lǐng)域。設(shè)計(jì)者們也不斷的提出新的結(jié)構(gòu)和新的分析方法，以滿足不同應(yīng)用的需要。利用Tanner軟件進(jìn)行仿真，并進(jìn)行版圖的繪制與驗(yàn)證。它是在一塊半導(dǎo)體芯片上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成了一臺(tái)完整的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，STC89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性好且性價(jià)比高的設(shè)計(jì)方案。STC系列單片機(jī)功能基本相同，在此以STC89C51為代表進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。T2/ T2EX/ RST RXD/ TXD/ INT0/ INT1/ T0/ WR/ RD/ XTAL2 XTAL1 T1/ VSS VCC EA ALE/PROG PSEN 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 311132 33 34 35 36 37 38 39 40 DIP—40 圖21 STC89C51單片機(jī)封裝引腳圖STC89C51有4個(gè)8位可編程并行I/O口（P0、PPP3），1個(gè)全雙工串行口，2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，2個(gè)外部中斷輸入口。VCC：電源端，接+5V。在單片機(jī)內(nèi)部，它是反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。XTAL2：接外部石英晶體的另外一端。RST：該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位引腳，高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存允許。：為0時(shí)，單片機(jī)只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。P1口：P1靜態(tài)通用端口。P3口：P3雙功能靜態(tài)端口。如：（RXD），（TXD），（INT0），（INT1），（T0），（T1），（WR），（RD）。兩個(gè)定時(shí)器都具有定時(shí)器和計(jì)數(shù)器兩種工作模式，四種工作方式（方式0、方式方式2和方式3），其控制字均在相應(yīng)的特殊功能存儲(chǔ)器中，通過(guò)對(duì)它的特殊功能寄存器編程，用戶可方便地選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的兩種工作模式和四種工作方式。特殊功能寄存器TMOD用于選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TT0的工作模式和工作方式。TMOD、TCON這兩個(gè)寄存器的內(nèi)容由軟件設(shè)置[3]。(2) 工作電壓：～。(4) 應(yīng)用程序空間8K字節(jié)。(6) I/O口有32個(gè)，P0口開漏輸出，作為I/O口需要上拉；PPP3口是準(zhǔn)雙向/弱上拉。(8) 具有看門狗，冷啟動(dòng)后為關(guān)閉狀態(tài)。(10) STC89C51單片機(jī)的抗干擾與抗EMI輻射能力。型的液晶顯示模塊分為帶字庫(kù)的和不帶字庫(kù)的。不帶字庫(kù)的液晶顯示模塊，每個(gè)字符要逐個(gè)按一定的規(guī)則送出顯示，但掌握一定的使用方法后使用會(huì)很方便，可以顯示漢字、字符和圖形。本次設(shè)計(jì)選用KXM12864J顯示模塊。它主要采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)原理由行驅(qū)動(dòng)—控制器和列驅(qū)動(dòng)器兩部分組成了128（列）64（行）的全點(diǎn)陣液晶顯示。1. KXM12864J的特點(diǎn)(1) 工作電壓為5V10%，可自帶驅(qū)動(dòng)LCD所需的負(fù)電壓。(3) 與CPU接口采用5條位控制總線和8位并行數(shù)據(jù)總線輸入輸出，適配M系列時(shí)序。(5) 簡(jiǎn)單的操作指令。2. KXM12864J的內(nèi)部結(jié)構(gòu)KXM12864J內(nèi)部主要包括以下部分：數(shù)據(jù)顯示RAM(DDRAM)、I/O緩沖器（DB0~DB7）、輸入寄存器、輸出寄存器、指令寄存器、狀態(tài)字寄存器、地址寄存器、Y地址計(jì)數(shù)器、Z地址計(jì)數(shù)器、顯示起始行寄存器、顯示開/關(guān)觸發(fā)器、復(fù)位端RES、背光接線[4]。圖21 KXM12864J原理圖3. KXM12864J的軟件應(yīng)用規(guī)則KXM12864J的指令功能：(1) 讀狀態(tài)字狀態(tài)字是MPU了解LCM（液晶顯示模塊）當(dāng)前狀態(tài)，或LCM向MPU提供其內(nèi)部狀態(tài)的唯一的信息渠道。BUSY=1表示LCM正在處理MPU發(fā)過(guò)來(lái)的指令或數(shù)據(jù)。BUSY=0表示LCM接口控制電路已外于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，等待MPU的訪問(wèn)。ON/OFF=1表示關(guān)顯示狀態(tài)，ON/OFF=0表示開顯示狀態(tài)。當(dāng)RES為低電平狀態(tài)時(shí)，LCM處于復(fù)位工作狀態(tài)，標(biāo)志位RESET=1。在指令設(shè)置和數(shù)據(jù)讀寫時(shí)要注意狀態(tài)字中的BUSY標(biāo)志。因此MPU在每次對(duì)LCM操作之前，都要讀出狀態(tài)字判斷BUSY是否為“0”。(2) 顯示開關(guān)設(shè)置該指令設(shè)置顯示開/關(guān)觸發(fā)器的狀態(tài)，由此控制顯示數(shù)據(jù)鎖存器的工作方式，從而控制顯示屏上的顯示狀態(tài)。當(dāng)D=1為開顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器正常工作，顯示屏上呈現(xiàn)所需的顯示效果。當(dāng)D=0為關(guān)顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器被置零，顯示屏呈不顯示狀態(tài)，但顯示存儲(chǔ)器并沒(méi)有被破壞，在狀態(tài)字中ON/OFF=1。LCM通過(guò)CS的選擇分別具有64行顯示的管理能力，該指令中L5～L0為顯示起始行的地址，取值在0～3FH（1～64行）范圍內(nèi)，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對(duì)應(yīng)的顯示存儲(chǔ)器的行地址。(4) 頁(yè)面地址設(shè)置該指令設(shè)置了頁(yè)面地址—X地址寄存器的內(nèi)容。該指令規(guī)定了以后的讀/寫操作將在哪一個(gè)頁(yè)面上進(jìn)行。Y地址計(jì)數(shù)器具有自動(dòng)加一功能，在每一次讀/寫數(shù)據(jù)后它將自動(dòng)加一，所以在連續(xù)進(jìn)行讀/寫數(shù)據(jù)時(shí)，Y地址計(jì)數(shù)器不必每次都設(shè)置一次。KXM12864J的接口時(shí)序：(1) 寫操作將8位數(shù)據(jù)寫入先前已確定的顯示存儲(chǔ)器的單元內(nèi)。時(shí)序如圖22所示。時(shí)序如圖23所示。本設(shè)計(jì)中選用列行式。顯示字符，一頁(yè)就可以顯示完整一個(gè)。(1) 漢字取模應(yīng)用51單片機(jī)工具箱取漢字字模。設(shè)定每個(gè)漢字大小為1616。圖24 漢字1616點(diǎn)陣圖然后就可以生成“唐”字字模，“0xFF，0xFF，0xBF，0xBB，0xD8，0x1B，0xDB，0xAB，0x7A，0xAB，0x9A，0xAB，0xDA，0xAB，0xF2，0xAB，0xEA，0xAB，0xDA，0xAB，0x1A，0xAB，0xDE，0xFB，0xDD，0x7B，0xDB，0x