时序图如图 3 所示。 图 3 AD9833 串行时序图 进行串行数据传输时, FSYNC 引脚必须置低, 然后在串口时钟 SCLK 的作用下, 数据是以 16 加载到设备上。 FSYNC 引脚是使能引脚, 电平触发方式, 低电平有效。 FSYNC 置低后, 在 16 个 SCLK 的下降沿数据被送到 AD9833的输入移位寄存器, 在第 16 个 SCLK 的下降沿 FSYNC 可以被置高, 也可以连续加载多个 16 位数据, 仅在最后一个数据的第 16 个 SCLK 的下降沿时将 FSYNC 置高。 2. 2. 2 输出缓冲放大电路 输出缓冲放大电路选用美国国家半导体的 LMH6609, LMH6609 属于超高速运算放大器, 其压摆率高达 1400 V/?s, 增益带宽高达 900 MHz, 同时输出电流可达 90 mA。 本系统运放接成同相放大电路, 具有输入阻抗高、输出阻抗低等优点, 常用于对弱信号的放大, 起到缓冲和隔离的作用。 电路的闭环增益为: A=R1/R2+1 其中, A 为闭环增益, 即放大倍数, R1 为可调电阻。 通过调节电位器 R1 的大小可以改变放大倍数, 运放采用双电源 6 V 供电。 R4 是电位器, 用来调节输入信号幅度的大小, 从而改变输出信号的幅度。 输出缓冲放大电路如图 4 所示。 图 4 输出缓冲放大电路图 2. 2. 3 键盘电路 键盘由四个按键构成, 通过四个按键来调整输出信号的波形和调节步进, 飞梭键方便的实现频率的加减。 各个按键的功能定义介绍如下。 1) KEY1 的功能是波形的选择。 按一次输出的波形就从原来的波形变成另一种波形(正弦波→三角波→方波→正弦波), 按多次波形可来回循 环。 2) KEY2 的功能是扫频信号的选择。 按一次系统自动输出扫频信号,再按一次扫频停止。 3) KEY3 的功能是增加调整频率步进, 按一次按键频率的调整光标左移一位, 即频率调节步进增加 1→10→100→1000 依此类推。 4) KEY4 的功能是减小调整频率步进, 按一次按键频率的调整光标右移一位, 即频率调节步进减小 1000→100→10→1 依此类推。 2. 2. 4 显示电路 显示电路采用带汉字字库的 LCD 模块 RT12864-M, LCD 模块的驱动电路我们采用 8 位并口传输方式, 显示灵活方便。 2. 2. 5 脉冲电位器电路 本系统采用脉冲编码器来调节输出频率, 脉冲编码器和单片机由软件编程来配合工作, 他和传统的电位器(滑动电阻) 有本质的区别。 根据往不同方向旋转脉冲编码器时输出波形不同来判断是往左还是往右旋转, 必须配合单片机等各种 MCU 使用。 脉冲编码器具有电路简单, 操作灵活, 调节方便和稳定等优点。 此系统采用的脉冲编码器为 ALPS 公司生产的 11 形金属轴编码器。 2. 2. 6 单片机系统电路 单片机系统电路由 ATmage128 为核心, ATmage128 拥有丰富的 IO 口和片上资源, 是目前比较流行的单片机之一, 该部分电路主要包括时钟电路、复位电路、 ISP 下载电路。 3 软件设计 软件采用 C 语言编写, 使用 CVAVR 编译器。 软件的编写主要分为三个部分: 主程序、 定时器 1 溢出中断子程序、 外部中断子程序。 流程图如图5、 图 6、 图 7 所示。 4 系统指标测试 硬件制作完毕, 通过软件调试后, 使用 100M数字示波器 (型号 YB4365)、频率计(型号 FC-7150) 测试输出波形, 测试数据如表 1 所示。 图 5 程序主流程图 图 6 定时器 1 溢出中断子程序流程图 图 7 外部中断子程序流程图 表 1 输出波形测试数据 测试表明, 系统具有以下特征。 1) 能够产生正弦波、 三角波、 方波三种周期性波形, 频率非常准确。 2) 在低频 1 Hz~100 kHz 范围内三种波形基本上没有失真。 3) 最大输出频率: 正弦波输出最大可以达到 5 MHz; 三角波和方波可以达到 2 MHz。 4) 在 1 Hz~100 kHz 范围内, 电压峰-峰值 Vopp 在 0 V~5 V 范围内可调。 参考文献 [1] 沈文. AVR 单片机 C 语言开发入门指导[M]. 北京: 清华大学出版社,2005. [2] 张力科. 单片机典型模块设计实例导航[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2004.