制作一個(gè)基于STC15W4K48S4設計手機控制AD9850信號發(fā)生器的設計方案

　　首先什么是DDS？

　　DDS是直接數字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文縮寫(xiě)，是一項關(guān)鍵的數字化技術(shù)。與傳統的頻率合成器相比，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)現設備全數字化的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

　　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(hù)輸入的頻率控制碼；而相位累加器根據。

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

　　DDS的優(yōu)點(diǎn)是什么？

　　頻率分辨率高、輸出頻點(diǎn)多、可達2的N次方個(gè)頻點(diǎn)（N為相位累加器位數）；頻率切換速度快，可達us量級；頻率切換時(shí)相位連續；可以輸出寬帶正交信號；輸出相位噪聲低，對參考頻率源的相位噪聲有改善作用；可以產(chǎn)生任意波形；全數字化實(shí)現、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、高性能數模變換器（DAC）和高速比較器3部分構成，能實(shí)現全數字編程控制的頻率合成。

　　AD9850采用直接數字合成（DDS）技術(shù)，內含可編程DDS 系統和高速比較器，可實(shí)現全數字編程控制的頻率合成?？删幊藾DS系統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(cháng)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(xún)表地址上。正

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

制作工藝及其流程

　　任何發(fā)射機或接收機都需要一個(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直接數字頻率合成器。而DDS直接數字頻率合成器是近10幾年的新興方案?？v觀(guān)各種DDS芯片，數美國ADI公司的AD9850性?xún)r(jià)比最高。市面上滿(mǎn)天飛的一款DDS信號發(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(kāi)發(fā)配套此款DDS信號發(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STC15W4K48S4。配套上位機軟件為安卓版藍牙串口程序。

　　圖1為 控制板單板。板的右側是電源接口采用手機標準的Micro-USB接口，每一個(gè)手機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(kāi)關(guān)。板的左側是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(cháng)距92MM，寬距43MM。為3.6MM通孔，可以用3MM螺栓固定。

　　圖2為 AD9850板、控制板和藍牙串口板組合起來(lái)的效果。注意AD9850模塊的VCC腳一定要對應控制板的上排母的+電源腳，如果插反會(huì )損壞模塊。注意HC-06的VCC引腳一定要對應控制板左下角4針排母的VCCIN引腳。小竅門(mén)：如果將藍牙串口模塊的引腳焊下來(lái)，旋轉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。

　　對應的AD9850引腳如下圖，現在都是升級的藍色板子了，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為安卓手機上藍牙串口的選擇界面，此處選擇鍵盤(pán)模式。圖4 為搜索藍牙器件，初次鏈接配對密碼是1234。圖5為進(jìn)入鍵盤(pán)模式后的插座界面。圖5的上方顯示當前DDS模塊的輸出頻率，黃色顯示對應的MHZ頻率，綠色顯示對應的KHZ頻率，紅色顯示對應的HZ頻率。用戶(hù)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)生對應的增減后頻率。

　　指標介紹：

　　1 頻率范圍：1HZ~40MHZ。DDS的主時(shí)鐘是125MHZ，根據奈奎斯特定理其實(shí)最大可以產(chǎn)生62.5MHZ的頻率，但是40MHZ以上頻率的諧波和失真會(huì )增大。

　　2 頻率分辨率：1HZ

　　3 輸出幅度：-3.3dBm~-4.7 dBm。1MHZ時(shí)對應-3.3dBm，40MHZ是對應-4.7 dBm。

　　所需工具：

　　STC15W4K48S4單片機

　　AD9850頻率合成器

　　一部安卓手機