基于AD9850的多功能信号源设计

机通过数据锁存器和控制锁存器来实现对AD9850模块的控制，数据锁存器打开时，控制锁存器关闭，此时传输数据;控制锁存器打开时，数据锁存器关闭，此时根据AD9850的时序对W_CLK、FQ_UD、RESET执行相应的操作。单片机 89C52控制AD9850工作连线图，如图3所示。

3 多功能信号源各个输出信号实现

3.1 正弦波信号的实现

要得到所需要频率的信号，关键是计算该信号所对应的40位控制字。AD9850中40位控制字其中相位控制占5位，所以相位控制位的精度为 360/25=11.25，根据实际需要设置不同的相位控制字，便可实现不同精度的相位控制，所以相位控制位可采用11.25、22.5、45，90、 180和其的倍数精度来设置，例如选用11.25°，用二进制表示为00001，若相位控制为90°，则控制字为01000。40位控制字中频率控制占 32位，频率控制字M可根据需要输出频率值经式(3)计算得出，再将所计算出的M通过单片机STC89C52并口写入芯片AD9850，AD9850根据控制字来设定相位累加器的步长大小。AD9850采用32位的相位累加器将信号截断成14位输入到正弦查询表，查询表的输出再被截断成10位后输入到 DAC，DAC再输出两个互补的电流。将波形存储器的输出送到D/A转换器，得到所需频率的正弦波信号。

3.2 AM调制信号的实现

AM调制是调制信号控制高频正弦载波的幅度按照调制信号的规律变化的过程。AM调制中，调制系数Ma是指调制信号与载波信号幅度比，可根据式(5)计算。A、B分别表示波形垂直方向上的最大和最小长度

电路实现采用模拟乘法器集成芯片AD835，载波信号由AD9850模块产生送给AD835的Y1端，调制信号由TLC7528构成D/A转换电路产生送给AD835的X1端，从AD835的W端口输出得到。

3.3 2ASK/2PSK信号的实现

2ASK实现很简单，通过改变电源控制字的0、1状态实现，即调制信号为高电平时，W0为0x00;低电平时，W0信号为0x04。

2PSK调制是通过改变相位控制字实现的。W0的高5位是相位控制字，使W0的最高位(Phase-b4)为1，则相位为π，即调制信号为高电平时，W0为0x00;低电平时，W0为0x80。

2ASK调制和2PSK调制在T0中断中实现。设定不同按键控制AD9850模块输出2ASK波、2PSK波和退出中断。

3.4 FM信号的实现

FM调制是一种使载波频率按照调制信号改变的调制方式。采用间接调频法，先积分再调相实现调频，其优点是提高了中心频率的稳定度。按照要求的频偏值间接调频公式为

fre+(table[i]/127-0.5)xfc (6)

其中，fre为载波信号频率;fc为频偏;table[i]是用于D/A转换的64点电压值中的一点。计算频率值，再计算频率控制字通过单片机并口送入AD9850实现对频率的控制，即实现FM调制。

4 软件设计

4.1 系统主程序

在系统设计过程中，对系统软件采用模块化设计方法。系统软件由监控软件、键盘和显示管理模块、各功能模块和数据模块构成。

系统初始化包括对各个芯片的初始化。对AD9850初始化是向AD9850写入设定的频率/相位控制字，AD9850按设定状态输出所需频率的波形，直到重新对这些控制位进行设定。初始化后，LCD将显示欢迎界面和系统初始状态。键盘管理模块主要是识别命令、解释命令，并获得完成该命令的相应模块入口，引导进入正常工作程序。系统软件用C语言设计，相对于汇编语言，C语言对机器底层硬件操作较为方便，可读性和可移植性较好。主程序流程图如图5所示。

4.2 AD9850子程序

AD9850的40位频率/相位控制字，通过并行方式连续输入5次，每次输入8位，将40位频率/相位控制字送入器件。在并行输入方式下，单片机通过8位总线D0～D7将外部控制字装载到AD9850的数据输入寄存器，在WCLK的上升沿装入第1 Byte，并将指针指向下一个输入寄存器，连续5个WCLK的上升沿读入5 Byte数据到输入寄存器后，WCLK的边沿就不再起作用。然后在FQ_UD上升沿到来时，将这40位数据从输入寄存器装载到频率/相位寄存器。这时，DDS的输出频率更新一次，同时将地址指针复位到第一个输入寄存器，以等待下一次的控制字输入，其工作时序如图6所示。

单片机通过控制“数据锁存器”和“控制锁存器”来实现对AD9850模块的控制，数据锁存器打开时，控制锁存器关闭，此时传输数据;控制锁存器打开时，数据锁存器关闭，此时根据AD9850的时序对W_CLK、FQ_UD、RESET执行相应的操作。AD9850模块的子程序流程图如图7所示。

5 系统测试

5.1 正弦波/方波信号指标测试

经测试，系统可产生20 Hz～40 MHz的平滑正弦波，正弦波在20 Hz～40 MHz频率范围内的频率误差在±0.5%之内，输出电压最小能保持在0.3 V，最大能保持约在5 V，频率最小步进可达1