51单片机直接数字频率合成器设计+源程序+电路图(2)

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1.2 课题意义

频率合成器在电子系统中扮演重要角色。现代战争是争夺电子频谱控制权的战争。尤其在各项先进的电子系统当中都会有一个频率相对高度稳定的频率合成器。电子干扰使雷达、通信面临着新的挑战。通信在电子战中跳频体制成为一种重要的军事通信手段。跳频通信系统必须装备与跳频速度相适应的频率合成器。一个性能优良的频率合成器应同时具备输出相位噪声低、频率捷变速度快、输出频率范围宽和捷变频率点数多等特点。目前，锁相环频率合成器在各种无线系统中广为使用，其原理通过CPU控制其分频比，从而获得所需频率。锁相式频率合成器包含分频器，环路滤波器，压控振荡器等功能单元。以便从一个高稳定度和高准确度的标准频率源，产生大量的具有同一稳定度和准确度的不同频率。

2. 设计原理

本系统由单片机控制、频率合成及压控 LC 振荡模块组成，其中频率合成器、压控振荡器产生高稳定度的正弦波形，而单片机部分是用来控制系统的各种功能及频率的可编程程序分频比。图2-1为直接数字频率合成器的系统构成图。当压控振荡器的输出信号的频率及相位与参考信号的频率及相位不相同时，这个过程将持续进行，直到压控振荡器的输出信号的频率及相位修正到与参考信号的频率及相位都相同时为止。参考信号及压控振荡器的输出信号分别经过各自的分频器分频，使两个信号的频率降到低频后再送到相位检测器作比较，以达到与参考信号同频的目的。

图2.1 直接数字频率合成器的系统构成图

模块说明：

（1）单片机模块。包含单片机、键盘、LED 显示屏。它的工作原理是根据用户操作信息通过键盘输入数据，然后通过程序使单片机输出相对应的信息到频率合成模块，进而控制系统的各种功能，频率的合成及各种参数，输入的数据还可通过数码显示。来!自~751论-文|网www.751com.cn

（2）频率合成模块。包括与单片机连接的并行接口、频率合成器、低通滤波器、压控振荡器。它的工作原理是用一个高稳定的参考振荡器即晶振作为参考频率 fr，然后信号通过集成锁相频率合成模块进行锁定和合成，合成频率又经过低通滤波器进行环路参数调整再输出到压控振荡器，这时的输出频率为 Nfr，压控振荡器又反馈信号回该集成锁相频率合成模块，在这过程中加入单片机传输串行码来控制该集成模块的分频比。

3 系统硬件设计

3.1 单片机最小系统

C8051F340器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU。相较于基本的AT89C51芯片，C8051F340芯片集成了收发器、电源稳压器、数模转换器、温度传感器、内部振荡器、片内电压比较器和4倍时钟乘法器。64KB的片内存储器和4352字节的片内RAM。然后由于贴片芯片比引脚的芯片成本低，故本文使用C8051F340的贴片芯片，由C8051F340加上晶振来构成了单片机的最小系统。