Генератор на PIC16F84A та AD9850. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Генератор на PIC16F84A та AD9850. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мікроконтролери

Коментарі до статті

Вимірювальні генератори, в яких необхідне значення частоти встановлюють за допомогою клавіатури, читачам журналу відомі (див., наприклад, статтю Піскаева А. "Частотомер-генератор-годинник" в "Радіо", 2002 № 7, с. 31, 32). Як правило, ці прилади виконані на мікроконтролері, діапазон частот, що генеруються, обмежений декількома мегагерцями, а отримання точного значення частоти неможливо. Описуваний у статті генератор також містить мікроконтролер, але використаний лише для управління спеціалізованою мікросхемою - синтезатором частоти AD9850. Застосування цієї мікросхеми дозволило розширити діапазон частот, що генеруються від часток герца до 60 МГц, в межах якого можна отримати будь-яке значення частоти з точністю 1 Гц.

Пропонований генератор виконаний на базі мікросхеми AD9850 фірми Analog Devices, що є повним DDS (Direct Digital Synthesis) синтезатором частоти з вбудованим компаратором. Такі синтезатори унікальні своєю точністю, практично не схильні до температурного дрейфу і старіння (єдиним елементом, який володіє властивою аналоговим пристроям нестабільністю, є цифроаналоговий перетворювач). Завдяки високим технічним характеристикам синтезатори DDS останнім часом витісняють звичайні аналогові синтезатори частоти. Їхня основна перевага - дуже висока роздільна здатність за частотою і фазою, управління якими здійснюється в цифровому вигляді. Цифровий інтерфейс дозволяє легко реалізувати мікроконтролерне керування. З більш докладним описом принципів прямого цифрового синтезу частоти можна познайомитися, наприклад, [1].

Структурну схему синтезатора AD9850 зображено на рис, 1.

(Натисніть для збільшення)

Його основа – акумулятор фази, що формує код миттєвої фази вихідного сигналу. Цей код перетворюється на цифрове значення синусоїдального сигналу, який за допомогою ЦАП перетворюється на аналоговий і піддається фільтрації. Компаратор дозволяє одержати вихідний сигнал прямокутної форми. Його частота fout (у герцах) визначається формулою fout = Δfin/232 де fin - тактова частота, Гц; Δ - 32-бітове значення коду частоти. Максимальне значення fout не може перевищувати половини тактової частоти.

Основні технічні характеристики AD9850 (при напрузі живлення 5 В)

Частота тактового генератора, МГц......1...125
Максимальний споживаний струм (при fin = 125 МГц), мА......96
Число розрядів ЦАП......10
Максимальний вихідний струм ЦАП (при Rset = 3,9 ком), мА ... 10,24
Максимальна інтегральна нелінійність ЦАП, МЗР......1
Напруга на виході компаратора, В:
мінімальний високий рівень ...4,8
максимальне низького рівня ...0,4

Для завантаження даних у мікросхемі AD9850 передбачені паралельний та послідовний інтерфейси. У разі дані (слово довжиною 40 біт) вводять через її вхід D7. Кожен біт даних супроводжують імпульсом позитивної полярності на вході синхронізації W_CLK. Після завантаження керуючого слова імпульсу позитивної полярності на вході FQ_UD відбувається заміна параметрів генерації новими. Призначення бітів слова, що управляє, наведено в табл. 1.

Генератор на PIC16F84A та AD9850

Принципова схема генератора зображено на рис. 2. Керує синтезатором DD2 мікроконтролер DD1.

(Натисніть для збільшення)

Він опитує клавіатуру SB1-SB16, виводить інформацію на РК індикатор HG1, обчислює значення коду частоти і передає його за послідовним інтерфейсом синтезатор DD2. Звуковипромінювач НА1 служить для підтвердження натискання клавіш клавіатури. Мікросхема AD9850 (DD2) використана стандартному включенні [2]. На виході її ЦАП включений фільтр Z1. Після фільтру сигнал синусоїдальної форми подається на гніздо XW2 та на вхід компаратора мікросхеми DD2 (висновок 16). З виходу останнього сигнал прямокутної форми надходить на гніздо XW1. Як тактовий генератор для DDS застосований кварцовий генератор G1. Підстроювальним резистором R7 регулюють контрастність зображення на індикаторі HG1.

Після скидання мікроконтролера здійснюється налаштування РК індикатора HG1 на режим обміну по шині 4 біта, що необхідно для зменшення числа вводу/виводу ліній, необхідних для запису інформації.

Керують генератором за допомогою клавіатури, що складається із кнопок SB1-SB16. Оскільки всі лінії порту, що є вхідними, підключені до джерела живлення через резистори, необхідності у зовнішніх резистори, "підтягують" порти RB4-RB7 до лінії живлення, немає. Резистори R3-R6 захищають виходи мікроконтролера від навантаження при випадковому натисканні кількох кнопок одночасно.

Необхідну частоту встановлюють із клавіатури. Для цього, натискаючи кнопки з відповідними цифрами, вводять потрібне значення (у герцах) і натискають кнопку "*". Якщо частота не перевищує максимально допустиму, на індикаторі на короткий час з'являється повідомлення "ОК" і генератор переходить у робочий режим, а якщо перевищує - повідомлення "Error". У цьому випадку потрібно натиснути кнопку "С" ("Скидання") і знову набрати правильне значення. Так само роблять і при помилці в процесі введення частоти. Дворазове натискання цієї кнопки переводить прилад у робочий режим із встановленим раніше значенням частоти.

У робочому режимі в крайньому правому знайомому індикатора блимає символ зірочки. Якщо поточне значення частоти введено із зовнішнього блоку керування (наприклад, з комп'ютера), то щоб повернутися до частоти, що відображається на індикаторі, достатньо натиснути кнопку "*".

Кнопки "U" (Up - вгору) і "D" (Down - вниз) дозволяють поступово змінювати вихідну частоту генератора, відповідно збільшуючи або зменшуючи значення десяткового розряду на одиницю. Необхідний десятковий розряд вибирають, переміщуючи курсор кнопками "L" (Left - ліворуч) та "R" (Right - праворуч).

При натисканні кнопки "*" значення частоти та позиція курсору зберігаються в енергонезалежній пам'яті мікроконтролера, завдяки чому при наступному увімкненні живлення перерваний режим роботи автоматично відновлюється.

Оскільки обчислювальні можливості мікроконтролера обмежені, значення вихідної частоти виставляється з точністю близько 1 Гц, що досить більшості випадків. Щоб повною мірою реалізувати можливості синтезатора, можна керувати за допомогою ПК. Для цього генератор необхідно доопрацювати, доповнивши його вузлом, схема якого показана на рис. 3. ПК (або інший керуючий пристрій) підключають до розетки XS1. При низькому логічному рівні адресних входах А мультиплексори мікросхеми DD3 підключають входи управління синтезатором до мікроконтролера DD1, а за високому - зовнішнього пристрою. Сигнали керування надходять через контакт "ENABLE" розетки XS1. Резистор R19 забезпечує низький логічний рівень адресних входах DD3 при непідключеному пристрої управління.

Генератор на PIC16F84A та AD9850

Генератор зібраний та випробуваний на макетній платі. Якщо не вдасться придбати плату під корпус SSOP для мікросхеми DD2, можна використовувати для підключення висновків до відповідних контактних майданчиків короткі (довжиною 10...15 мм) відрізки лудженого дроту діаметром 0,2 мм. Висновки 1,2,5,10,19, 24, 26,27, 28 з'єднують із загальним дротом одним відрізком більшої довжини.

РК індикатор HG1 - ITM1601 (16-символьний однорядковий із вбудованим контролером). НА1 -будь-який п'єзоелектричний випромінювач звуку з вбудованим генератором, розрахований на напругу 5 В. Як тактовий генератор (G1) можна використовувати мікроскладання кварцового генератора на частоту до 125 МГц, допустимо застосування подібного вузла з кварцовою стабілізацією і на дискретних елементах.

Керуюча програма мікроконтролера залежить від частоти тактового генератора.

"Прошивки" для найпоширеніших значень

Коди програми для генератора з частотою 32 МГц наведено у табл. 2.

(Натисніть для збільшення)

При програмуванні мікроконтролера в конфігураційному слові встановлюють такі значення бітів: тип генератора (OSC) - RC, сторожовий таймер (WDT) - вимкнено, затримка після включення живлення (PWRTE) - дозволена.

література

Рідіко Л. DDS: Прямий цифровий синтез частоти. - Компоненти та технології, 2001, № 7, с. 50-54.
AD9850, Complete DDS Synthesizer. - .

Автор: С.Кулешов, м.Курган

Дивіться інші статті розділу Мікроконтролери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Створено найбільшу віртуальну модель Всесвіту 04.08.2017

Команда китайських дослідників вирішила протестувати найшвидший суперкомп'ютер у світі, використавши його для створення найбільшої віртуальної моделі Всесвіту. Вони назвали це "розминкою" для машини під назвою Sunway TaihuLight, яка обробляла дані для симуляції за допомогою 10 мільйонів процесорних ядер.

Стверджується, що Всесвіт китайських учених у п'ять разів більший за той, який у червні створили астрофізики з Цюріхського університету. Щоправда, швейцарська симуляція пропрацювала 80 годин, а китайська – лише одну годину.

Такі симуляції допомагають астрономам шукати найбільш привабливі для дослідження регіони космосу і проливають світло на загадкові його компоненти - наприклад, темну матерію та темну енергію. Китайці, зокрема, відтворили на суперкомп'ютері зародження та десятки мільйонів років розвитку Всесвіту. На жаль, невдовзі їм довелося зупинитися: керівник команди Гао Лян (Gao Liang) сказав, що в той день Sunway TaihuLight на черзі були завдання інших клієнтів.

Китайські суперкомп'ютери часто мають серйозні недоліки і рідко працюють на повну потужність. Вчені, ймовірно, знайшли спосіб максимізувати потужність Sunway TaihuLight, оскільки машина досягла ліміту без будь-яких поломок.

Тепер Гао сподівається запустити симуляцію, яка починається із зародження Всесвіту і закінчується поточною ерою – тобто тривалістю приблизно 13,8 мільярда років. Але спочатку йому доведеться дочекатися появи нового суперкомп'ютера, який має стати в 10 разів потужнішим за свого попередника і заробити в 2019 році.

Інші цікаві новини:

▪ Навушники Slide ніколи не заплутаються

▪ Скільки простоїть троянда

▪ Полімерний матеріал, що змінює форму під дією магнітів

▪ Матеріал високої міцності, що самовідновлюється.

▪ Масове виробництво трюфелів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоприйом. Добірка статей

▪ стаття Врятуй мене, боже, від друзів, а з ворогами я сам впораюся. Крилатий вислів

▪ стаття Який годинник найточніший? Детальна відповідь

▪ стаття Заступник директора з навчально-виробничої роботи. Типова інструкція з охорони праці