制作一個(gè)基于STC15W4K48S4設(shè)計(jì)手機(jī)控制AD9850信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案

作者：時(shí)間：2017-10-11 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

　　首先什么是DDS？

　　DDS是直接數(shù)字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫，是一項(xiàng)關(guān)鍵的數(shù)字化技術(shù)。與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉(zhuǎn)換時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用在電信與電子儀器領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備全數(shù)字化的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201710/365450.htm

　　DDS芯片中主要包括頻率控制寄存器、高速相位累加器和正弦計(jì)算器三個(gè)部分（如Q2220）。頻率控制寄存器可以串行或并行的方式裝載并寄存用戶輸入的頻率控制碼；而相位累加器根據(jù)。

　　頻率控制碼在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行相位累加，得到一個(gè)相位值；正弦計(jì)算器則對(duì)該相位值計(jì)算數(shù)字化正弦波幅度（芯片一般通過查表得到）。DDS芯片輸出的一般是數(shù)字化的正弦波，因此還需經(jīng)過高速D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器才能得到一個(gè)可用的模擬頻率信號(hào)

　　DDS的優(yōu)點(diǎn)是什么？

　　頻率分辨率高、輸出頻點(diǎn)多、可達(dá)2的N次方個(gè)頻點(diǎn)（N為相位累加器位數(shù)）；頻率切換速度快，可達(dá)us量級(jí)；頻率切換時(shí)相位連續(xù)；可以輸出寬帶正交信號(hào)；輸出相位噪聲低，對(duì)參考頻率源的相位噪聲有改善作用；可以產(chǎn)生任意波形；全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)、便于集成、體積小、重量輕。

　　什么是AD9850？它的工作原理是什么？

　　AD9850是AD公司生產(chǎn)的最高時(shí)鐘為125 MHz、采用先進(jìn)的CMOS技術(shù)的直接頻率合成器，主要由可編程DDS系統(tǒng)、高性能數(shù)模變換器（DAC）和高速比較器3部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成。

　　AD9850采用直接數(shù)字合成（DDS）技術(shù)，內(nèi)含可編程DDS 系統(tǒng)和高速比較器，可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成?？删幊藾DS系統(tǒng)的核心是相位累加器，由一個(gè)加法器和一個(gè)N位相位寄存器組成，N 一般為24～32。每來(lái)一個(gè)外部參考時(shí)鐘，相位寄存器便以步長(zhǎng)M遞加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上。正

　　弦查詢表包含一個(gè)正弦波周期的數(shù)字幅度信息，每一個(gè)地址對(duì)應(yīng)正弦波中0°～360°范圍的一個(gè)相位點(diǎn)。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)DAC 輸出模擬量。

制作工藝及其流程

　　任何發(fā)射機(jī)或接收機(jī)都需要一個(gè)源。這個(gè)源可以是RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器、鎖相環(huán)頻率合成器或DDS直接數(shù)字頻率合成器。而DDS直接數(shù)字頻率合成器是近10幾年的新興方案?？v觀各種DDS芯片，數(shù)美國(guó)ADI公司的AD9850性價(jià)比最高。市面上滿天飛的一款DDS信號(hào)發(fā)生器就是采用此款芯片。出于成本和占有量的考慮，決定率先開發(fā)配套此款DDS信號(hào)發(fā)生器的控制板。本控制板硬件使用最新版STC的51系列單片機(jī)STC15W4K48S4。配套上位機(jī)軟件為安卓版藍(lán)牙串口程序。

　　圖1為控制板單板。板的右側(cè)是電源接口采用手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的Micro-USB接口，每一個(gè)手機(jī)充電器都可以用做電源，供電極為方便。緊貼Micro-USB接口的是電源開關(guān)。板的左側(cè)是SAM射頻輸出接口。板中間兩個(gè)黑色的排母是AD9850模塊插座。板的左下角4針排母是HC-06藍(lán)牙串口模塊插座。

　　控制板尺寸：99.8*50.8MM，板厚1.2MM。

　　安裝孔距：長(zhǎng)距92MM，寬距43MM。為3.6MM通孔，可以用3MM螺栓固定。

　　圖2為 AD9850板、控制板和藍(lán)牙串口板組合起來(lái)的效果。注意AD9850模塊的VCC腳一定要對(duì)應(yīng)控制板的上排母的+電源腳，如果插反會(huì)損壞模塊。注意HC-06的VCC引腳一定要對(duì)應(yīng)控制板左下角4針排母的VCCIN引腳。小竅門：如果將藍(lán)牙串口模塊的引腳焊下來(lái)，旋轉(zhuǎn)90度安裝，然后插在控制板上。那么組合模塊的高度會(huì)降低很多，可以將它裝在一個(gè)小型的鋁型材盒子內(nèi)。

　　對(duì)應(yīng)的AD9850引腳如下圖，現(xiàn)在都是升級(jí)的藍(lán)色板子了，引腳一樣。兩排插針的跨度20.5MM，引腳間距2.54MM。一排10個(gè)引腳，共20腳。

　　圖3為安卓手機(jī)上藍(lán)牙串口的選擇界面，此處選擇鍵盤模式。圖4 為搜索藍(lán)牙器件，初次鏈接配對(duì)密碼是1234。圖5為進(jìn)入鍵盤模式后的插座界面。圖5的上方顯示當(dāng)前DDS模塊的輸出頻率，黃色顯示對(duì)應(yīng)的MHZ頻率，綠色顯示對(duì)應(yīng)的KHZ頻率，紅色顯示對(duì)應(yīng)的HZ頻率。用戶可以在圖5下方的輸入框輸入你需要的頻率，然后按發(fā)送鍵設(shè)置頻率。輸入框下面是常用的頻率增減量，按下一個(gè)按鈕就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的增減后頻率。