【正文】 大多數(shù)可以在一個時(shí)鐘周期內(nèi)完成② 32x8 個通用工作寄存器+外設(shè)控制寄存器③ 全靜態(tài)工作④ 工作于16 MHz 時(shí)性能高達(dá)16 MIPS⑤ 只需兩個時(shí)鐘周期的硬件乘法器（3）非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲器① 128K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash② 壽命: 10，000 次寫/ 擦除周期③ 具有獨(dú)立鎖定位、可選擇的啟動代碼區(qū)（4）通過片內(nèi)的啟動程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程① 4K字節(jié)的EEPROM② 4K 字節(jié)的內(nèi)部SRAM③ 多達(dá)64K 字節(jié)的優(yōu)化的外部存儲器空間④ 可以對鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)軟件加密⑤ 可以通過SPI 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程（5）JTAG 接口（ 與IEEE 標(biāo)準(zhǔn)兼容）① 遵循JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能② 支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試③ 通過JTAG 接口實(shí)現(xiàn)對Flash， EEPROM， 熔絲位和鎖定位的編程（6）外設(shè)特點(diǎn)① 兩個具有獨(dú)立的預(yù)分頻器和比較器功能的8 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器② 兩個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器③ 具有獨(dú)立預(yù)分頻器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器④ 兩路8 位PWM⑤ 6路分辨率可編程（2 到16 位）的PWM⑥ 輸出比較調(diào)制器⑦ 8路10 位ADC⑧ 面向字節(jié)的兩線接口⑨ 兩個可編程的串行USART⑩ 可工作于主機(jī)/ 從機(jī)模式的SPI 串行接口（7）特殊的處理器特點(diǎn)① 上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測② 片內(nèi)經(jīng)過標(biāo)定的RC 振蕩器③ 片內(nèi)/ 片外中斷源④ 6種睡眠模式: 空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 模式以及擴(kuò)展的Standby 模式⑤ 可以通過軟件進(jìn)行選擇的時(shí)鐘頻率⑥ 通過熔絲位可以選擇ATmega103 兼容模式⑦ 全局上拉禁止功能ATmega128芯片有64個引腳，其中60個引腳具有I/O口功能，資源比較豐富，下面對ATmega128的各個引腳做簡單介紹：VCC：數(shù)字電路的電源。端口（PA7..PA0）、（PB7..PB0）、（PC7..PC0）、（PD7..PD0）、（PE7..PE0）、（PF7..PF0）、（PG4..PA0）：為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。這些端口在其他情況下有特殊功能，在此不一一列舉。超過最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位，低于此時(shí)間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。XTAL2：反向振蕩器放大器的輸出。使用ADC 時(shí)應(yīng)該通過一個低通濾波器與VCC 連接。PEN：PEN是SPI串行下載的使能引腳。在正常工作過程中PEN 引腳沒有其他功能。（1）CPU內(nèi)核ATmega128單片機(jī)采用了Harvard結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線，程序存儲器的指令通過一級流水線運(yùn)行。系統(tǒng)內(nèi)有可編程的Flash 程序存儲器，ATmega128具有128K字節(jié)的在線編程Flash。ATmega128 還可以訪問直到64K的外部數(shù)據(jù)SRAM，其起始緊跟在內(nèi)部SRAM之后。它是作為一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間而存在的，可以按字節(jié)讀寫。ATmega128 的所有I/O 和外設(shè)都被放置在I/O 空間。（3）系統(tǒng)時(shí)鐘CPU時(shí)鐘：CPU時(shí)鐘與操作AVR內(nèi)核的子系統(tǒng)相連，如通用工作寄存器文件、狀態(tài)寄存器以及保存堆棧指針的數(shù)據(jù)存儲器。I/O時(shí)鐘： I/O時(shí)鐘用于主要的I/O 模塊，如定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器、SPI 和USART。但是有些外部中斷由異步邏輯檢測，因此即使I/O 時(shí)鐘停止了這些中斷仍然可以得到監(jiān)控。Flash時(shí)鐘：Flash時(shí)鐘控制Flash接口的操作。異步定時(shí)器時(shí)鐘：異步定時(shí)器時(shí)鐘允許異步定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器直接由外部32 kHz 時(shí)鐘晶體驅(qū)動，使得此定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器即使在睡眠模式下仍然可以為系統(tǒng)提供一個實(shí)時(shí)時(shí)鐘。這樣可以在ADC工作的時(shí)候停止CPU和I/O時(shí)鐘以降低數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲，從而提高ADC 轉(zhuǎn)換精度。復(fù)位源生效時(shí)I/O 端口立即復(fù)位為初始值，不需要任何時(shí)鐘的輔助。外部復(fù)位： 當(dāng)復(fù)位引腳上的低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí)MCU 復(fù)位。掉電檢測復(fù)位：當(dāng)?shù)綦姍z測復(fù)位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復(fù)位門限（VBOT） 時(shí)MCU 即復(fù)位。（4）I/O端口所有AVR I/O端口都具有真正的讀修改寫功能。除以上主要資源外，ATmega128還輸出比較調(diào)制器、串行通信接口（SPI）、兩線串行接口（TWI）、USART、模擬比較器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（A/D）等。晶振采用16MHz和8MHz兩種模式，可以根據(jù)跳線的接法設(shè)置不同的晶振源，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中晶振采用8MHz。系統(tǒng)也設(shè)置有JTAG仿真接口，它的編程方式是在線編程，利用邊界掃描技術(shù)，設(shè)置快捷。 ATmega128復(fù)位電路 在本系統(tǒng)中需要顯示模塊，采用FYD 12864液晶來顯示。 12864液晶硬件電路設(shè)計(jì)FYD12864是一種具有4位/8位并行、2線或者3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國際一級、二級簡碼中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率128x64，內(nèi)置8192個16x16點(diǎn)的漢字，和128個16x8點(diǎn)的ASCII字符集?？梢燥@示8x4行16x16點(diǎn)陣的漢字，也可以完成圖形顯示。第5腳（SID）為串行數(shù)據(jù)輸入端，第6腳為（CLK）為串行同步時(shí)鐘，在上升沿是讀取SID的數(shù)據(jù)。第5腳（R/W）為數(shù)據(jù)的讀寫控制端，當(dāng)R/W為高時(shí)數(shù)據(jù)被讀到數(shù)據(jù)端口，當(dāng)R/W為低時(shí)數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)端口。第15腳（PSB）此時(shí)應(yīng)該設(shè)置為高電平，選擇并行數(shù)據(jù)方式。第17腳為驅(qū)動電壓輸出端，在本系統(tǒng)中不需要用到，故懸空。1LSBmax，具有單、雙極性輸出，可編程的MSB和LSB前導(dǎo)，TLC2543的數(shù)據(jù)長度亦可編程。如此就為共同使用串行數(shù)據(jù)總線的其他芯片讓出了總線使用權(quán)。②當(dāng)CS=0，I/O周期這個周期內(nèi)通過對TLC2543的DATA IN引腳輸入數(shù)據(jù)，又通過DATA OUT輸出數(shù)據(jù)。l 從DATA IN引腳在輸入一個可編程8位數(shù)據(jù)DDDD4這四位可編程AIN0至AIN10這10個A/D通道，數(shù)據(jù)變化為0000~1010，可以讓A/D輸入通道不斷的循環(huán)工作，如果不需要用到那么多通道，只要把程序中循環(huán)的終止值減少到所需的通道值即可。輸出數(shù)據(jù)長度為8位、12位、16位可選。D0位是轉(zhuǎn)換結(jié)果單/雙極性表示選擇位，當(dāng)D0=0，則轉(zhuǎn)換結(jié)果用單極性表示，當(dāng)D0=1，則轉(zhuǎn)換結(jié)果為雙極性（即補(bǔ)碼形式）表示。 12位串行D/A轉(zhuǎn)換器TLV5638應(yīng)用實(shí)例（1）TLV5638簡介TLV5638是TI公司的12位D/A轉(zhuǎn)換器，具有兩個輸出通道，數(shù)據(jù)傳輸接口為3線的串行接口，該接口能夠與常用的微控制器或者微處理器直接相連。TLV5638輸出經(jīng)過兩個緩沖器，DAC的可編程建立時(shí)間使得設(shè)計(jì)人員能夠優(yōu)化速度與功耗分配的關(guān)系。（2）基本特性參數(shù)TLV5638的基本特性參數(shù)如下：① 12位分辨率；② 雙輸出通道；③ 可編程內(nèi)部參考源；④ 可變成速度（建立時(shí)間）：快速模式1μs；；兼容SPI串行接口；⑤ 差分非線性度；⑥ 供電電源：～ DC。 TLV5638的引腳配置（4）TLV5638的引腳功能說明：① DIN：串行數(shù)據(jù)輸入② SCLK：串行接口時(shí)鐘輸入③ /CS：片選信號輸入，低電平有效④ OUTA：A通道模擬電壓輸出⑤ AGND：模擬地⑥ REF：模擬電壓參考輸入/輸出⑦ OUTB：B通道模擬電壓輸出⑧ VDD：供電電源（～）（5）功能性說明:TLV5638輸入數(shù)據(jù)字長為16位，由兩部分組成，其中，D15～D12為命令位，D11～D0為12位數(shù)據(jù)。 RR0選擇內(nèi)部寄存器R1R0寄存器00寫數(shù)據(jù)到DACB以及BUFFER01寫數(shù)據(jù)到BUFFER10寫數(shù)據(jù)到DACA，同時(shí)用BUFFER數(shù)據(jù)來更新DACB11寫數(shù)據(jù)到控制寄存器，即寫數(shù)據(jù)到DACB、BUFFER或者DACA，則16位數(shù)據(jù)字中的后12位（D11～D0）為要寫入的數(shù)據(jù)。 寫數(shù)據(jù)到控制寄存器時(shí)，16位數(shù)據(jù)字中的后12位格式D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1XXXXXXXXXXREF1REF0其中，REF1與REF0組合在一起，用來選擇參考源。 單片機(jī)與TLV5638的應(yīng)用電路（1）寫數(shù)據(jù)到TLV5638時(shí)序。 時(shí)序圖中個延遲時(shí)間對照表符號名稱最小值典型值最大值單位tSU（CSCK）建立時(shí)間，從CS有效到SCLK的第一個下降沿的時(shí)間10nstSU（C16CS）建立時(shí)間，從SCLK的第16個下降沿到CS為高的時(shí)間的時(shí)間10nstWHSCLK一個周期的高電平時(shí)間25nstWLSCLK一個周期的低電平時(shí)間25nstSU（D）建立時(shí)間，數(shù)據(jù)有效到SCLK下降沿的時(shí)間10nstH（D）保持時(shí)間，SCLK下降沿到數(shù)據(jù)無效的時(shí)間5ns3． 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)部分采用軟件編程工具采用ICCAVR和KEIL3，使用C語言編程，程序設(shè)計(jì)方便，可移植性強(qiáng)。 單片機(jī)程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)單片機(jī)部分完成的任務(wù)有液晶顯示、DA轉(zhuǎn)換、AD轉(zhuǎn)換和鍵盤掃描四個工作，采用模塊化程序設(shè)計(jì)。 開始Key2是否按下？是是否否Key1是否按下？接收AD數(shù)據(jù)并顯示 程序流程圖 WinNWT4 設(shè)置與操作（1）軟件安裝先安裝主軟件，再安裝更新。將G:\Program Files\AFU\\ 更改為G:\Program Files\AFU\\ 更改完畢后，再啟動，即為中文菜單。安裝USB芯片的驅(qū)動。記住該COM7的端口號，不同的電腦COM口號會不同。選擇正確后，如果連機(jī)成功，會出現(xiàn)硬件的固件版本。，在相應(yīng)的頻率參數(shù)欄中輸入想要輸出的頻率即可，再點(diǎn)擊連續(xù)掃描按鈕，DDS就會連續(xù)輸出想要的頻率了。在焊接的候，一定要注意放大器底部的散熱片與PCB板的散熱片充分接觸好。電路板焊接完成后，接下來需要對放大器進(jìn)行實(shí)際的測試。然后，采用惠普公司HP8594E測量放大器的二次諧波分量。放大器的輸入端輸入一個頻率為922．37功率為一8 dBm的已調(diào)波信號。為了防止頻譜儀的損壞，測試時(shí)頻譜儀的輸入端需加一個衰減器，衰減值應(yīng)保證大于放大器額定輸出功率與頻譜儀最大輸入功率的差值，本設(shè)計(jì)使用了一個24 dB的衰減器。（2）DDS電路的調(diào)試：在本系統(tǒng)中DDS為重要組成部分，其工作狀態(tài)與外圍電路有直接聯(lián)系，因此在調(diào)試過程中注意了數(shù)字和模擬部分的隔離，在電路中注意了電源的濾波，在實(shí)際調(diào)試的時(shí)候沒有遇到太大的問題。首先看有無放大作用，再看波形有沒有失真，有無自激現(xiàn)象，最后看放大倍數(shù)是否為設(shè)計(jì)值。最后一級功放由于功率較大要先加入30dB衰減器再測，避免儀器被燒壞。單片機(jī)程序采取分塊調(diào)試的方法，先測試液晶顯示模塊程序，把12864模塊連接好后，在程序中直接寫入要顯示的字，看能否正常顯示；再DA轉(zhuǎn)換程序，連接DA后給DA要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)測輸出端的電壓值是否為設(shè)定值，再適當(dāng)調(diào)整參數(shù)設(shè)置保證正常工作；最后測AD轉(zhuǎn)換部分程序，AD連接后在DA輸入一定值直流電壓，看液晶顯示的電壓值是不是輸入的電壓值。 軟件硬件聯(lián)調(diào)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為模塊化設(shè)計(jì)，各個模塊個逐級調(diào)試。再觀察各模塊是否工作正常，完善匹配網(wǎng)絡(luò)，適當(dāng)微調(diào)程序參數(shù)減小系統(tǒng)誤差。500MHz數(shù)字式雙蹤示波器 Tekronix TDS1012高頻率函數(shù)發(fā)生器 Agilent 33120A數(shù)字萬用表 VC9808+PC機(jī) 惠普4416s經(jīng)過測試，本系統(tǒng)可以完成頻率100kHz步進(jìn)，10Hz~500MHz的頻率頻率調(diào)節(jié)范圍完全滿足了題目400MHz~500MHz的頻率調(diào)節(jié)范圍的要求。~，基本滿足了設(shè)計(jì)要有。系統(tǒng)的整體性能良好穩(wěn)定，頻率穩(wěn)定度優(yōu)于102，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)與制作過程中雖遇到了零零總總的許多問題，糾結(jié)于心讓人感到灰心喪氣，但每每在困難來臨的時(shí)候越要鼓足勇氣去面對，去思考。一路過來，感覺到自己學(xué)的專業(yè)知識更加牢固、全面、深刻了，而且動手實(shí)踐能力和制作調(diào)試能力也大大提高了許多，深化了對理論知識的理解。同時(shí)也做了大量的電路仿真和程序編寫調(diào)試。系統(tǒng)制作出來之后又在級聯(lián)調(diào)試過程中完善了級間匹配的方案，最總完成了本系統(tǒng)的制作。整體上完成了設(shè)計(jì)目標(biāo)。這四年對我的一生都影響深遠(yuǎn)，我不僅學(xué)會了專業(yè)知識，為我未來之路打下了堅(jiān)固的基礎(chǔ)，而且還完善了性格，變得更開朗更堅(jiān)強(qiáng)了。同時(shí)感謝你為我提供的良好環(huán)境，綠樹成蔭讓我忘卻了一天學(xué)習(xí)的煩惱與勞累，走在樹蔭下畫叢旁總會讓我心情無比的舒暢。感謝教導(dǎo)我的老師們，是你們教會了我專業(yè)知識，讓我在學(xué)習(xí)上有了長足的進(jìn)步。感謝你們對我的寬容與愛護(hù)，對我的教導(dǎo)與扶持。我要感謝我的朋友們，是你們伴我成長，與我一起經(jīng)歷這四年來的每一次磕碰，在我每一次失意時(shí)對我伸出溫暖的雙手，給我鼓勵與幫助。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我尤其要感謝李圣老師，從最初選題，到資料的查找，方案的選定，論文的修改，都給了我很大的幫助。本學(xué)期開學(xué)以來我一直忙于找工作，雖然沒有放松畢業(yè)設(shè)計(jì)，但是卻很少有時(shí)間當(dāng)面找老師交流，但是李圣老師給了我很大的寬容并表示理解，謝謝老師對我的理解與幫助，幫助我順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。沒有他的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)物制作可能不會有現(xiàn)在的成果。感謝所有教過我的老師，感謝你們的辛勤付出，是你們給予了我知識的力量。感謝所有人，我的大學(xué)生活正因?yàn)橛辛四銈?，才會如此多姿多彩，由心的謝謝你們。實(shí)驗(yàn)183