1 AD9850簡介

隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，用數(shù)字控制方法從一個(gè)參考頻率源產(chǎn)生多種頻率的技術(shù)，即直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)異軍突起。美國AD公司推出的高集成度頻率合成器AD9850便是采用DDS技術(shù)的典型產(chǎn)品之一。
AD9850 采用先地蝗CMOS工藝，其功耗在3.3V供電時(shí)僅為155mW，擴(kuò)展工業(yè)級溫度范圍為-40～80℃，采用28腳SSOP表面封裝形式。

AD9850 內(nèi)含可編程DDS系統(tǒng)和高速比較器，能實(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，它由一個(gè)加法器和一個(gè)N位相位寄存器組成，N 一般為24～32。每來一個(gè)外部參考時(shí)鐘，相位寄存器便以步長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，然后驅(qū)動(dòng)DAC以輸出模式量。

相位寄存器每過2N/M個(gè)外部參考時(shí)鐘后返回到初始狀態(tài)一次，相位地正弦查詢表每消費(fèi)品一個(gè)循環(huán)也回到初始位置，從而使整個(gè)DDS系統(tǒng)輸出一個(gè)正弦波。輸出的正弦波周期To=Tc2N/M，頻率fout=Mfc/2N，Tc、fc分別為外部參考時(shí)鐘的周期和頻率。

AD9850 采用32位的相位累加器將信號截?cái)喑?4位輸入到正弦查詢表，查詢表的輸出再被截?cái)喑?0位后輸入到DAC，DAC再輸出兩個(gè)互補(bǔ)的電流。DAC滿量程輸出電流通過一個(gè)外接電阻RSET調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)關(guān)系為ISET=32(1.148V/RSET)，RSET的典型值是3.9kΩ。將DAC的輸出經(jīng)低通濾波后接到AD9850內(nèi)部的高速比較器上即可直接輸出一個(gè)抖動(dòng)很小的方波。

AD9850 在接上精密時(shí)鐘源和寫入頻率相位控制字之間后就可產(chǎn)生一個(gè)頻率和相位都可編程控制的模擬正弦波輸出，此正弦波可直接用作頻率信號源或經(jīng)內(nèi)部的高速比較器轉(zhuǎn)換為方波輸出。在125MHz的時(shí)鐘下，32位的頻率控制字可使AD9850的輸出頻率分辨率達(dá)0.0291Hz；并具有5位相位控制位，而且允許相位按增量180°、90°、45°、22.5°、11.25°或這些值的組合進(jìn)行調(diào)整。

2 AD9850的控制字與控制時(shí)序

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（Power down）控制，2位用于選擇工作方式。這40位控制字可通過并行方式或串行方式輸入到AD9850，圖4是控制字并行輸入的控制時(shí)序圖，在并行裝入方式中，通過8位總線A0…D7將可數(shù)據(jù)輸入到寄存器，在重復(fù)5次之后再在FQ-UD上升沿把40位數(shù)據(jù)從輸入寄存器裝入到頻率/相位數(shù)據(jù)寄存器（更新DDS 輸出頻率和相位），同時(shí)把地址指針復(fù)位到第一個(gè)輸入寄存器。接著在W-CLK的上升沿裝入8位數(shù)據(jù)，并把指針指向下一個(gè)輸入寄存器，連續(xù)5個(gè)W-CLK上升沿后，W-CLK的邊沿就不再起作用，直到復(fù)位信號或FQ-UD上升沿把地址指針復(fù)位到第一個(gè)寄存器。在串行輸入方式，W-CLK上升沿把25引腳的一位數(shù)據(jù)串行移入，當(dāng)移動(dòng)40位后，用一個(gè)FQ-UD脈沖即可更新輸出頻率和相位。

AD9850的復(fù)位（RESET）信號為高電平有效，且脈沖寬度不小于5個(gè)參考時(shí)鐘周期。AD9850的參考時(shí)鐘頻率一般遠(yuǎn)高于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率，因此AD9850的復(fù)位（RESET）端可與單片機(jī)的復(fù)位端直接相連。
值得一提的是：用于選擇工作方式的兩個(gè)控制位，無論并行還是串行最好都寫成00，并行時(shí)的10、01和串行時(shí)的10、01、11都是工廠測試用的保留控制字，不慎使用可能導(dǎo)致難以預(yù)料的后果。

3 單片機(jī)與AD9850的接口

AD9850 有兩種與微機(jī)并行打印口相連的評估版，并配有Windows下運(yùn)行的軟件，可以作為應(yīng)用參考，但運(yùn)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對DDS的控制與微機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制相比，具有編程控制簡便、接口簡單、成本低，容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化等優(yōu)點(diǎn)，因此普遍采用MCS51單片機(jī)作為控制核心來向AD9850發(fā)送控制字。
單片機(jī)與AD9850的接口既要客商用并行方式，也可采用串行方式，但為了充分發(fā)揮芯片的高速性能，應(yīng)在單片機(jī)資源允許的情況下盡可能選擇并行方式，本文重點(diǎn)介紹其并行方式的接口。

3.1 I/O方式并行接口

I/O方式的并行接口電路比較簡單，但占用單片機(jī)資源相對較多，圖8是I/O方式并行接口的電路圖，AD9850的數(shù)據(jù)線D0～D7與P1口相連，F(xiàn)Q-UD和W-CLK分別與P3.0（10引腳）和P3.1（11引腳）相連，所有的時(shí)序關(guān)系均可通過軟件控制實(shí)現(xiàn)。

將DDS控制字從高至低存放于30H至34H中，發(fā)送控制字的程序清單如下：

MOV R0，#05H

MOV R1，#30H

DD：MOV P1，@R1

SETB P3.1

CLR P3.1

INC R1

DJNZ R0，DD

SETB P3.0

CLR P3.0

END

在程序中，每將一字節(jié)的數(shù)據(jù)送到P1口后，必須將P3.1（W-CLK）置高。在其上升沿，AD9850接收到P1口相連的數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)，然后將 P3.1 置低，并準(zhǔn)備下一字節(jié)的發(fā)送，連續(xù)發(fā)送5個(gè)字節(jié)后，須將P3.0（FQ-UD）再次置高，以使AD9850根據(jù)則輸入的控制字更改頻率和相位輸出，隨后再置P3.0為低，準(zhǔn)備下一組發(fā)送。單片機(jī)的P3.0、P3.1引腳為串行口，當(dāng)被占用時(shí)，W-CLK和FQ-UD引腳也可與其它I/O腳相連，這時(shí)需要修改相應(yīng)的發(fā)送程序。(責(zé)任編輯：admin)