基于DDS芯片AD9833的音源發(fā)生器設(shè)計(jì)

3 軟件實(shí)現(xiàn)
本設(shè)計(jì)中，主頻時(shí)鐘采用4.194 304 MHz。輸出頻率計(jì)算如下：

式中，f₀為輸出頻率，f_MCLK為主頻(4.194 304 MHz)，F(xiàn)REQREG為頻率寄存器設(shè)置的頻率字。頻率分辨率為1/64=0.015 625 Hz。
根據(jù)上述公式，計(jì)算出各音階對(duì)應(yīng)的頻率字參數(shù)如表1所示。

控制程序在Keil uv2環(huán)境下開發(fā)，程序采用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言混合編程形式實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制部分采用匯編語(yǔ)言，主體部分則采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。程序主體部分調(diào)用時(shí)序控制部分時(shí)，通過全局字節(jié)變量light_o和light_o1傳遞數(shù)據(jù)。
　　 時(shí)序控制部分程序通過模擬SPI接口時(shí)序，完成對(duì)DDS芯片內(nèi)部寄存器的設(shè)置，具體程序如下(定義部分略)：
to_9833:
setb SCK
clr CS
mov a，light_o
mov r1，#08h
call out_SPI
mov a，light_o1
mov r1，#08h
call out_SPI
setb CS
clr SCK
ret
out_SPI:
RLC A
mov SO，c
clr SCK
setb SCK
djnz r1，out_SPI
ret
程序主體部分中，根據(jù)表1將音階數(shù)據(jù)定義成一個(gè)一維數(shù)組：
code unsigned int music_table[ ]={0x5268，0x5c80，
0x67d3，0x6e00，0x7b78，0x8a97，0x92d5，0xa4d5，0xb8ff，0xcfa7，0xdc00，0xf6f0，}；
主程序的編程框圖如圖5所示。對(duì)AD9833芯片通過寫入控制字的方式進(jìn)行初始化。程序在主循環(huán)中運(yùn)行。主循環(huán)對(duì)有效按鍵進(jìn)行處理，對(duì)于有效琴鍵，調(diào)用音階函數(shù)即可。音階函數(shù)如下：
void play_music(unsigned char nn)
{
light_o = 0x20；
light_o1 = 0x00； //設(shè)控制字
to_9833()；
v_3.cm_int =music_table[nn]； //查音階表
light_o = 0x40 | (v_3.cm.cm_0 0x3f)；
light_o1 = v_3.cm.cm_1；
to_9833()； //設(shè)頻率字
light_o = 0x40；
light_o1 = v_3.cm.cm_0 / 0x40；
to_9833()；
}
如有音階2的琴鍵被按下有效，C語(yǔ)言對(duì)調(diào)用函數(shù)描述為：
play_music(2)；

程序中還包含按鍵處理、顯示、存儲(chǔ)控制等部分，限于篇幅，不再贅述。經(jīng)實(shí)測(cè)，本音源發(fā)生器產(chǎn)生的各音階頻率與表1設(shè)計(jì)值一致，頻率誤差0.02%，波形則是“純凈”的正弦波。通過功率放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。
通常不同樂器發(fā)音時(shí)，均有不同特征的諧波。常規(guī)樂器難以實(shí)現(xiàn)只有主音、無諧波成分的音階，而通過本文DDS芯片設(shè)計(jì)的音源器，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的無諧波成分的音階，有獨(dú)特的聽覺效果?？勺鳛榛鶞?zhǔn)音階，用于各類樂器的校音。