AD9850實(shí)現嵌入式信號源設計

　　軟件設計主要分為菜單操作和頻率控制值計算兩部分。在系統中通過(guò)外接4×4軟鍵盤(pán)輸入設定頻率和調整步進(jìn)。一共16個(gè)按鍵，不同的按鍵代表著(zhù)不同的數字和功能，除了正常的10個(gè)數字鍵0～9外，為了方便頻率值的輸入，還設計了菜單鍵、刪除鍵、步進(jìn)一、步進(jìn)十、確認鍵、輸出鍵等功能鍵。通過(guò)輸入0～9數字鍵，輸入設定頻率;按下確認鍵，輸出相應頻率的波形;按下菜單鍵，可根據需要按下1，2，3數字鍵，分別選擇1 Hz，10 Hz，100 Hz三個(gè)檔位的頻率步進(jìn);按下確認鍵，此后按下步進(jìn)+、步進(jìn)一即可對輸出信號進(jìn)行頻率的步進(jìn)調整;欲重新設定頻率只需按下刪除鍵，再次輸入預設的頻率即可。

　　該系統中單片機與AD9850采用串行通信方式連接。其中，頻率控制字的計算：AD9850的時(shí)鐘信號采用30 MHz，根據式(1)得：

　　式中：fo為從鍵盤(pán)上輸入的頻率值。式(3)計算的結果在不影響精度的情況下舍去小數部分，轉換為32位的頻率控制字。AD9850有40位控制字，32位用于頻率控制，5位用于相位控制，1位用于電源休眠(PowerDown)控制，2位用于選擇工作方式。這40位控制字可通過(guò)并行方式或串行方式輸入到AD9850。實(shí)際應用中，工作方式選擇位通常設定成00，該系統中AD9850的40位控制字高8位設置為00H。串行接口方式下需滿(mǎn)足的時(shí)序關(guān)系為：在W_CLK的上升沿，引腳D7上的數據自最低有效位開(kāi)始逐位串行移人輸入寄存器，40位數據輸入結束后，任何W_CLK上升沿到來(lái)，都會(huì )造成數據順序移出并導致原來(lái)數據無(wú)效。此時(shí)，FQ_UD端的上升沿將40位數據裝入頻率/相位控制寄存器，更新芯片的輸出頻率和相位，同時(shí)把地址指針復位到第一個(gè)輸入寄存器，等待下一組新數據的寫(xiě)入。AD9850的控制字串行輸入時(shí)序圖如圖6所示。

　　該系統的總程序框圖如圖7所示，程序開(kāi)始后，運行初始化程序，包括初始化單片機MSP430F149、初始化AD9850、初始化液晶顯示模塊1602等。然后掃描鍵盤(pán)狀態(tài)，檢查到有鍵按下就運行鍵值處理程序，對按鍵值進(jìn)行查表處理，之后執行相應的子程序。輸入的信號相關(guān)信息通過(guò)運行液晶顯示程序，在LCD上顯示正確的輸入數據和提示字符。在按下確認鍵后，MSP430F149計算出所需信號的數據或控制命令，將其傳送到AD9850，輸出最終信號。

　　3 系統測試與結果分析

　　為了檢驗本系統的實(shí)際性能，在完成所有設計后，使用HDSTO22M型示波表對該系統進(jìn)行實(shí)測，經(jīng)過(guò)實(shí)驗測試系統達到下列性能指標：輸出信號頻率范圍為1 Hz～10 MHz;步進(jìn)調整為1 Hz，10 Hz，100 Hz三檔步進(jìn);失真度無(wú)明顯失真;輸出電壓峰峰值為1～10 V;頻率穩定度優(yōu)于10-4。

　　4 結 語(yǔ)

　　在此給出一種基于DDS芯片AD9850和MSP430F149單片機的嵌入式信號源設計方法，該信號源可輸出頻率范圍為1 Hz～10 MHz的正弦波和方波，且具有頻率設定1 Hz，10 Hz，100 Hz多檔步進(jìn)調整和幅度調節的功能?？梢酝ㄟ^(guò)按鍵進(jìn)行頻率值設定，并有LCD顯示波形的頻率等信息，經(jīng)實(shí)驗測試，在1 Hz～10 MHz頻率范圍內，得到的正弦波方波信號具有頻率穩定性好，頻率準確度高及頻率分辨率高等特點(diǎn)。