摘要:精確的頻率控制是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)與高精度測試的必備手段?；赼d9850可以發(fā)生優(yōu)于1hz頻率精確度的信號，這對于頻率測試來說至關(guān)重要。本文介紹的這種頻率調(diào)節(jié)器由atmel公司的avr單片機atmega16l作為控制核心，采用4×4鍵盤作為頻率值輸入設(shè)備。avr單片機掃描鍵盤并且讀入用戶設(shè)定的頻率值。隨后，avr單片機計算出ad9850的控制字，并且對ad9850發(fā)出指令。本文介紹的頻率控制器可以通過“+1hz”鍵和“–1hz”鍵微調(diào)頻率值。本文對頻率控制器擴展了液晶顯示模塊，因此當(dāng)前頻率值可以被實時顯示。它可以生成方波和正弦波。設(shè)計中使用了看門狗定時器防止程序進入死循環(huán)而不能正常工作。
　　關(guān)鍵詞:avr,單片機,頻率,控制 1引言
　　在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)與高精度測試中，我們需要相當(dāng)精確的頻率來幫助判斷設(shè)備性能指標(biāo)。而且我們希望能夠微調(diào)該頻率。采用壓控振蕩器得到的頻率不夠精確，微調(diào)頻率步驟煩瑣，耗時漫長，因此有些測試項目限制了壓控振蕩器的使用。
mega系列單片機是atmel公司于2002年起陸續(xù)推出的。這款avr增強型單片機具有速度快，抗干擾能力強，價格低廉等諸多優(yōu)點。為了加快avr單片機的軟件編制，atmel以及第三方提供的開發(fā)工具多種多樣，程序開發(fā)方便有效。該單片機內(nèi)部flash結(jié)構(gòu)功能靈活，加鎖后很難解密，可以最大限度地保護知識產(chǎn)權(quán)。avr單片機可以廣泛應(yīng)用于通信、野外測試、汽車電子、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，并且適用于各種低電壓、低功耗的場合。

　　本文提出一種方法能夠基于avr單片機，采用ad9850提供精確到1hz的頻率信號，不但可以發(fā)生正弦波，也可以發(fā)生方波，從而為要求頻率精度高的企業(yè)解決了難題。它以atmel公司的avr單片機atmega16l作為核心，能夠方便、準(zhǔn)確地控制輸出頻率。由于avr單片機實現(xiàn)了在線可編程，所以大大簡化了設(shè)計步驟，加快了設(shè)計進程，同時不會燒毀、燒費芯片，節(jié)約了成本。

　　用戶通過4×4鍵盤設(shè)定頻率值，avr單片機使用i/o端口，掃描讀入頻率值。隨后avr單片機控制ad9850調(diào)節(jié)到用戶要求的頻率。ad9850的輸出可以接電壓比較器整形為方波，也可以經(jīng)過低通濾波器限制帶寬，輸出正弦波形。avr單片機同時控制液晶顯示模塊，使之實時顯示當(dāng)前頻率。
2控制核心與頻率發(fā)生技術(shù)
2.1控制核心
　　本設(shè)計采用了atmel公司的avr單片機atmega16l作為控制核心。avr單片機的單周期指令能夠保證高的執(zhí)行效率和低成本，是精簡指令集cpu中的高性能器件。avr單片機可以提供高達16mips的執(zhí)行時間，具有128k字節(jié)的可編程flash存儲器，同時具備4096字節(jié)的靜態(tài)ram。avr單片機自帶看門狗定時器，在強烈的電磁干擾條件下可以防止程序跑飛。本設(shè)計中采用的atmega16l還具有以下特點：
·內(nèi)部包含有硬件乘法器，加快乘法運算速度；i/o端口引腳數(shù)多達32根；
·支持在線可編程功能，不需要頻繁從電路板插拔芯片；帶有可編程的支持同步傳輸?shù)膗art端口；
·支持三線傳輸spi端口；具有方便的i2c總線端口，直接與philips芯片接駁；
·支持jtag邊界掃描電路；具有bod低電壓檢測功能；
·內(nèi)部有8路10位的a/d變換器；具有4個pmw，可以協(xié)同或單獨工作；
· 內(nèi)部帶有實時時鐘電路；工作頻率最高可達16mhz。

2.2ad9850頻率發(fā)生技術(shù)
　　ad9850是ad公司推出的低功耗直接數(shù)字頻率合成器芯片，可以產(chǎn)生從直流到62.5mhz的寬頻率信號，從投入市場到今天已經(jīng)應(yīng)用在雷達系統(tǒng)、低功耗頻率源中。它良好的頻率合成功能適合于應(yīng)用在高精度測試中。本設(shè)計采用了ad9850作為波形發(fā)生器，具有體積小，功耗低的優(yōu)點。
　　在控制流程中，avr單片機為ad9850計算了頻率控制字，并且將頻率控制字寫入其中。聯(lián)合小鍵盤上的“+1hz”鍵和“-1hz”鍵，本設(shè)計使得頻率可以精確到步長為1hz的調(diào)節(jié)。它可以產(chǎn)生方波和正弦波。用戶要求產(chǎn)生正弦波時，我們設(shè)計了低通濾波器用來濾除信號的高頻分量。該低通濾波器還可以使用五階橢圓濾波器實現(xiàn)。圖2示出了本系統(tǒng)的ad9850電路設(shè)計圖。pc2——pc5可以同時作為i2c總線端口。
3輸入設(shè)備與輸出設(shè)備
3.1鍵盤輸入設(shè)備與相應(yīng)軟件
　　本設(shè)計采用了4×4鍵盤作為頻率輸入設(shè)備。由于按鍵個數(shù)少，只有16個，需要表示從1hz—10mhz的廣泛頻率，故在軟件設(shè)計中采用了avr單片機掃描方式。將端口a的8根i/o引腳全部作為掃描鍵盤使用。鍵盤定義除了0——9共10個數(shù)字之外，還定義了“退格”鍵、“全刪”鍵、“輸入”鍵、“+1hz”鍵和“-1hz”鍵，這樣就可以極大地方便用戶隨時修改頻率和微調(diào)頻率。讀入用戶輸入的頻率值時，采用了延時防抖抗干擾的軟件程序。掃描變量的初始值設(shè)置為0xfe，以低電平0依次變化實現(xiàn)掃描。本單片機鍵盤掃描的c代碼如下所示：
sccode=0xfe;/*everyscaninitiativevalue,11111110*/
while(sccode!=0xef)/