可编程时钟发生器及其应用

所有的数据都从低位移入，首先移入的是控制字的最低位，协议字紧跟着控制寄存器的控制字之后输入到寄存器中。

　　(2)装入编程寄存器编程字，使用"位填充"，最多可得27位的编程字。

　　(3)装入控制寄存器控制字，使能MUXREF功能，禁止编程寄存器数据的装入。该过程将编程字装入到编程寄存器中，保持输出在参考频率上，同时进行新频率的建立。控制字如下:

　　控制字 011110 0000X100

　　(4)等待至少10ms，使压控振荡器VCO的频率稳定在新的频率值上。

　　(5)装入控制寄存器控制字，使能芯片输出新频率，该过程保证无跳变。控制字如下:

　　控制字 011110 0000X000

　　总之，为了使芯片通过编程输出一个新频率，该芯片需要三个控制字加上一个编程字共同来实现。

3 ICD2053B在数据采集系统中的应用

　　在我们所设计的通用数据采集系统中，系统可以在线改变采样频率，具有动态改变采样频率的能力。该通用数据采集系统选用可编程时钟发生器芯片ICD2053B，提供大范围的采样频率(391kHz～100MHz)。ICD2053B的编程连接仅需要两条线，即SCLK(2)、DATA(4)。利用ICD2053B动态改变采样频率的电路原理图如图3所示。

　　在该系统中，参考晶振频率为14.31818MHz。可编程逻辑器件CPLD作为上位机与ICD2053B的接口，实现可编程时钟发生器串行时钟和编程数据的串行输入控制功能。CPLD的主时钟由上位机提供，经分频后产生所需的串行时钟SCLK，控制移位寄存器，串行移出所需的编程数据。为了帮助实现计算，上位机提供系统工作的驱动程序，根据用户的参考输入频率和所希望的输出频率，产生适当的编程寄存器编程字。

　　当用户输入所希望的输出频率时，驱动程序自动计算所需的编程字，同时考虑到"位填充"的要求，产生实际的编程字。然后在上位机的控制下，经上位机写入到可编程逻辑器件CPLD对应的寄存器中，作为触发信号，启动频率调整状态机。

　　按照频率调整过程，该状态机的状态0为空闲状态;状态1为在串行时钟SCLK的控制下，将控制字01111000000101由低位开始串行移入可编程芯片中;状态2为在串行时钟的控制下，将寄存器中存放的编程字串行移入到可编程芯片中，此时要增加超过22位编程数据的位计数器，以便正确地将编程字移入;状态3为在串行时钟的控制下，将控制字01111000000100由低位开始串行移入可编程芯片中;状态4为在串行时钟的控制下，延时等待10ms，进入下一状态;状态5为在串行时钟的控制下，将控制字0111100000000由低位开始串行移入可编程芯片中，使芯片输出所希望的新频率，同时进入状态0，等待下一次的频率调整。

　　串行时钟并不是一直输出，只有在对ICD2053B进行编程调整输出频率时，才有串行时钟输出。即串行时钟在非编程状态时输出为零，在编程状态时才输出可编程时钟。若产生39.5MHz的输出频率，考虑位填充的实际编程字为589370H，其相应的可编程时钟与串行数据输出的波形如图4所示。

　　在该数据采集系统中，采用可编程时钟发生器芯片ICD2053B，动态调整采样频率，使得系统具有通用性。系统硬件设计简单，通过串行数据编程，可在线改变采样频率。而在频率调整过程中，无频率跳变，输出时钟频率维持在固定的参考时钟频率上，特别适合于对采样频率调整要求高的场合。