【正文】 使用傳統(tǒng)的鎖相頻率合成的方法。此方法產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定度高，但波形頻譜做純很困難，幅度也不恒定，實(shí)現(xiàn)也麻煩。ZLG7289本身就具有按鍵消抖功能，提供了按鍵的穩(wěn)定性。經(jīng)過模擬乘法器和AD811放大電壓獲取。圖22 DDS 原理框圖比較結(jié)論：從題目要求來看，上述三種方案都可以滿足題目合成頻率范圍的要求，但信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定度、精確度都不如DDS合成的頻率；另一方面，DDS較XR2206信號(hào)發(fā)生器更容易精確控制，鎖相頻率合成技術(shù)很難將波形頻譜顯示無雜波。由于本設(shè)計(jì)理論分析與計(jì)算方面與電路、程序設(shè)計(jì)模塊緊密聯(lián)系，所以將其并在電路/程序設(shè)計(jì)中詳細(xì)講解。如圖23。內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能COMS八位微處理器，與Intel MCS51系列單片機(jī)的指令和輸出管腳相兼容。圖24 單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)圖 本設(shè)計(jì)共用到電源有三種：即177。穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成，如圖25圖25 電源方框及波形圖 整流作用是將交流電壓U2變換成脈動(dòng)電壓U3。穩(wěn)壓電路：由于得到的輸出電壓U4受負(fù)載、輸入電 壓 和 溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓U0。圖26 177?！?5V之間的可調(diào)電壓如圖2805圖27 +5V電源原理圖圖28 ~15V電源原理圖 本題采用ZLG7289來控制按鍵，控制20個(gè)鍵配備128X64的LCD液晶顯示（如圖29）。該芯片同時(shí)可連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣。ZLG7289內(nèi)部含有譯碼器，可直接接收BCD碼或16進(jìn)制碼,并同時(shí)具有2種譯碼方式,此外還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。該芯片的主要特性如下：（1）帶有串行接口，無需外圍元件即可直接驅(qū)動(dòng)LED；（2）各位可獨(dú)立控制譯碼／不譯碼及消隱和閃爍屬性；（3）具有(循環(huán))左移／(循環(huán))右移指令；（4）具有段尋址指令,可方便地控制獨(dú)立的LED顯示器；（5）內(nèi)含64鍵鍵盤控制器以及去抖動(dòng)電路；（6）可完全替代其它公司的8278158255等系列顯示器件。各引腳的功能說明見表21所列。此腳為低電平時(shí)，可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù)7CLK同步時(shí)鐘輸入端。當(dāng)芯片接收指令時(shí)，此引腳為輸入端；當(dāng)讀取鍵盤數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳在讀指令最后一個(gè)時(shí)鐘的下降沿變?yōu)檩敵龆?。平時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到有效按鍵時(shí)，此引腳變?yōu)榈碗娖?0~16SG～SA段ga驅(qū)動(dòng)輸出17DP小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出18~25DIG0～DIG7數(shù)字0～7驅(qū)動(dòng)輸出26CLKOUT振蕩輸出端27RCRC振蕩器連接端28RESET復(fù)位端。純指令包括復(fù)位（清除）指令（0A4H）、測(cè)試指令（0BFH）、左移指令（0A1H）、 右移指令（0A0H）、 循環(huán)左移指令（0A3H）、 循環(huán)右移指令（0A2H）等。執(zhí)行該指令后，芯片所處的狀態(tài)與系統(tǒng)上電后所處的狀態(tài)一樣。前半部分為指令，其中A2 A1 A0 為位地址，d0~d3為數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)接收到此指令時(shí)(ZLG7289將按譯碼方式0進(jìn)行譯碼)具體的譯碼方式如表3所列。在該指令格式中，X表示沒有影響。所不同的是，該指令的d0~d3對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位0AH～0FH分別為七段顯示中的A、B、C、D、E、F。 其范圍為0～3FH（無鍵按下時(shí)為0ｘFF）。故微處理器連接到DATA引腳的I／O口應(yīng)當(dāng)有一個(gè)從輸出態(tài)到輸入態(tài)的轉(zhuǎn)換過程。在此期間，如果ZLG7289接收到“讀鍵盤數(shù)據(jù)指令”，則輸出當(dāng)前按鍵的鍵盤代碼；如果在接收到“讀鍵盤數(shù)據(jù)指令”時(shí)沒有有效按鍵，ZLG7289將輸出FFH（11111111B）。利用上述介紹的ZLG7289使得由其組成的LED顯示和鍵盤電路具有外圍電路簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，使用方便，可靠性高，與MCU接口簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能夠達(dá)到題目所提及的要求。TLC5615為美國(guó)德州儀器公司1999年推出的產(chǎn)品，是具有串行接口的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其輸出為電壓型，最大輸出電壓是基準(zhǔn)電壓值的兩倍。TLC5615性能價(jià)格比高，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)很方便購(gòu)買。: TLC5615有小型和塑料DIP封裝，DIP封裝的TLC5615芯片引腳排列如圖212所示。 圖213 TLC5615的時(shí)序圖輸入時(shí)SCLK的上升沿把串行輸入數(shù)據(jù)DIN移入內(nèi)部的16位移位寄存器，SCLK的下降沿輸出串行數(shù)據(jù)DOUT，片選CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器。 當(dāng)片選CS為高電平時(shí)，串行輸入數(shù)據(jù)DIN不能由時(shí)鐘同步送入移位寄存器；輸出數(shù)據(jù)DOUT保持最近的數(shù)值不變而不進(jìn)入高阻狀態(tài)。這里，為了使時(shí)鐘的內(nèi)部饋通最小，當(dāng)片選CS為高電平時(shí)，輸入時(shí)鐘SCLK應(yīng)當(dāng)為低電平。如不使用級(jí)聯(lián)方式，DIN只需輸入12位數(shù)據(jù)。如果使用TL5615的級(jí)聯(lián)功能，來自DOUT的數(shù)據(jù)需要輸入16位時(shí)鐘下降沿，因此完成一次數(shù)據(jù)輸入需要16個(gè)時(shí)鐘周期，輸入的數(shù)據(jù)也應(yīng)為16位。 LCD液晶顯示電路ST7920是臺(tái)灣矽創(chuàng)電子公司生產(chǎn)的中文圖形控制芯片，它是一種內(nèi)置128X64－12漢字圖形點(diǎn)陣的液晶顯示控制模塊，用于顯示漢字及圖形。本設(shè)計(jì)采用128X64漢字圖形點(diǎn)陣液晶。利用上述功能可方便地實(shí)現(xiàn)漢字、ASCII碼、點(diǎn)陣圖形、自造字體的同屏顯示，所有這些功能（包括顯示RAM、字符產(chǎn)生器以及液晶驅(qū)動(dòng)電路和控制器）都包含在集成電路芯片里，因此，只要一個(gè)最基本的微處理系統(tǒng)就可以通過ST7920芯片來控制其它的芯片。 ST7920 LCD組成原理ST7920 LCD 驅(qū)動(dòng)器由32個(gè)普通驅(qū)動(dòng)器（COMMON）及64個(gè)段驅(qū)動(dòng)器SEGMENT組成，段驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)充可根據(jù)需要由ST7921的段驅(qū)動(dòng)器來提供，一個(gè)ST7920可以顯示一行8個(gè)字或兩行4個(gè)字，或是配合ST7921來顯示兩行16個(gè)字。圖214是ST7920的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。通過數(shù)據(jù)寄存器DR可以存取DDRAM、CGRAM、CGROM及IRAM的值。通過RS和RW的狀態(tài)可以選擇不同的讀寫模式，具體配置方法如表24所列。 ST7920的應(yīng)用ST7920有自己的指令集，包括基本指令和擴(kuò)充指令兩大類，其中基本指令有11條，擴(kuò)充指令有7條。）（DDRAM）ST7920的文本顯示RAM中提供了8個(gè)4行的漢字空間，當(dāng)對(duì)文本顯示RAM進(jìn)行寫入時(shí)，可以分別顯示CGROM、HCGROM與CGRAM的字型；ST7920A可以顯示三種字型，分別是半寬的HCGROM字型、CFRAM字型及中文CFROM字型。顯示CGRAM字型：這種字型可通過將兩個(gè)字節(jié)的編碼寫入DDRAM中來實(shí)現(xiàn)，總共有0000H、0002H、0004H、0006H四種編碼方式。圖215 由ST7920和ST7921組成可顯示2行16個(gè)漢字的結(jié)構(gòu)原理圖(GDRAM)繪圖顯示RAM提供128X8個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，在更改繪圖RAM時(shí)，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值，再將兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入繪圖RAM，地址計(jì)數(shù)器（AC）會(huì)自動(dòng)加１；在寫入繪圖RAM期間，繪圖顯示必須關(guān)閉，寫入繪圖RAM的步驟如下：①關(guān)閉繪圖顯示功能。由ST7920構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 DDS信號(hào)發(fā)生電路DDS技術(shù)是一種把一系列數(shù)字量形式的信號(hào)通過DAC轉(zhuǎn)換成模擬量形式的信號(hào)合成技術(shù)。DDS的理論基礎(chǔ)是Shannon抽樣定理。在DDS中，這個(gè)過程被顛倒過來了。正弦輸出的DDS原理框中的系統(tǒng)時(shí)鐘及參考頻率源為高穩(wěn)定度的晶體振蕩器，其輸出用于DDS中各器件同步工作。DDS的頻率分辨率為： （21）DDS的輸出頻率為： （22）式中：f0為DDS的輸出頻率；fr為參考時(shí)鐘頻率；N為相位累加器長(zhǎng)度位數(shù)；K為頻率控制字。 DDS的性能特點(diǎn)DDS在相對(duì)帶寬、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間、相位連續(xù)性、正交輸出、高分辨力以及集成化等一系列性能指標(biāo)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)頻率合成技術(shù)所能達(dá)到的水平，為系統(tǒng)提供了優(yōu)于模擬信號(hào)源的性能。如fc＝10MHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間即為100 ns，若時(shí)鐘頻率升高，轉(zhuǎn)換時(shí)間將縮短，但不可能少于數(shù)字門電路的延遲時(shí)間。由（23）可知，只要增加相位累加器的位數(shù)N即可獲得任意小的頻率調(diào)諧步進(jìn)?！?DDS系統(tǒng)中合成信號(hào)的頻率穩(wěn)定度直接由參考源的頻率穩(wěn)定度決定，合成信號(hào)的相位噪聲與參考源的相位噪聲相同?！?同樣因DDS是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，故當(dāng)一個(gè)轉(zhuǎn)換頻率的指令加在DDS的數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，它會(huì)迅速合成所要求的頻率信號(hào)，在輸出信號(hào)上沒有疊加任何電流脈沖，輸出變化是一個(gè)平穩(wěn)的過渡過程，而且相位是連續(xù)變化的，這個(gè)特點(diǎn)也是DDS獨(dú)有的。奈奎斯特采樣定理保證了在直到該時(shí)鐘頻率一半的所有頻率下，DAC都可以再現(xiàn)信號(hào)，即DDS頻率的上限