Generator na PIC16F84A i AD9850. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Generator na PIC16F84A i AD9850. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Mikrokontrolery

Komentarze do artykułu

Czytelnikom czasopisma znane są generatory pomiarowe, w których za pomocą klawiatury ustawia się wymaganą wartość częstotliwości (patrz np. artykuł Piskaev A. „Frequency meter-generator-clock” w Radio, 2002, nr 7, s. 31, 32). Z reguły urządzenia te są wykonane na mikrokontrolerze, zakres generowanych częstotliwości jest ograniczony do kilku megaherców, a uzyskanie dokładnej wartości częstotliwości jest niemożliwe. Opisany w artykule generator również zawiera mikrokontroler, ale służy on jedynie do sterowania wyspecjalizowanym mikroukładem - syntezatorem częstotliwości AD9850. Zastosowanie tego mikroukładu umożliwiło rozszerzenie zakresu generowanych częstotliwości od ułamków herca do 60 MHz, w ramach którego można uzyskać dowolną wartość częstotliwości z dokładnością do 1 Hz.

Proponowany oscylator bazuje na układzie AD9850 firmy Analog Devices, który jest kompletnym syntezatorem częstotliwości DDS (Direct Digital Synthesis) z wbudowanym komparatorem. Takie syntezatory są wyjątkowe pod względem dokładności, praktycznie nie podlegają dryfowi temperatury i starzeniu (jedynym elementem, który ma niestabilność charakterystyczną dla urządzeń analogowych, jest przetwornik cyfrowo-analogowy). Ze względu na wysokie parametry techniczne syntezatorów DDS, w ostatnim czasie zastąpiły one konwencjonalne analogowe syntezatory częstotliwości. Ich główną zaletą jest bardzo wysoka rozdzielczość częstotliwościowa i fazowa, które są sterowane cyfrowo. Cyfrowy interfejs ułatwia realizację sterowania mikrokontrolerem. Bardziej szczegółowy opis zasad bezpośredniej cyfrowej syntezy częstotliwości można znaleźć np. w [1].

Schemat blokowy syntezatora AD9850 pokazano na rysunku 1.

(kliknij, aby powiększyć)

Jego podstawą jest akumulator fazowy, który tworzy kod chwilowej fazy sygnału wyjściowego. Kod ten jest przetwarzany na cyfrową wartość sygnału sinusoidalnego, który jest przetwarzany na analogowy za pomocą przetwornika cyfrowo-analogowego i filtrowany. Komparator wytwarza sygnał wyjściowy o przebiegu prostokątnym. Jego częstotliwość fout (w hercach) jest określona wzorem fout = Δfin/232, gdzie fin to częstotliwość zegara, Hz; Δ - 32-bitowa wartość kodu częstotliwości. Maksymalna wartość fout nie może przekroczyć połowy częstotliwości zegara.

Kluczowe dane techniczne AD9850 (przy napięciu zasilania 5 V)

Częstotliwość generatora zegara, MHz......1...125
Maksymalny pobór prądu (przy fin = 125 MHz), mA......96
Liczba bitów przetwornika cyfrowo-analogowego ...... 10
Maksymalny prąd wyjściowy przetwornika DAC (przy Rset = 3,9kΩ), mA ...10,24
Maksymalna integralna nieliniowość DAC, MZR......1
Napięcie wyjściowe komparatora, V:
minimalny wysoki poziom ...4,8
maksymalny niski poziom ...0,4

AD9850 zapewnia interfejsy równoległe i szeregowe do pobierania danych. W tym drugim przypadku dane (słowo o długości 40 bitów) są wprowadzane przez jego wejście D7. Każdemu bitowi danych towarzyszy impuls o dodatniej polaryzacji na wejściu zegara W_CLK. Po załadowaniu słowa sterującego impulsem o dodatniej polaryzacji na wejściu FQ_UD parametry generowania są zastępowane nowymi. Przydział bitów słowa sterującego podano w tabeli. 1.

Generator na PIC16F84A i AD9850

Schemat ideowy generatora pokazano na ryc. 2. Zarządza syntezatorem DD2 mikrokontrolerem DD1.

(kliknij, aby powiększyć)

Odpytuje klawiaturę SB1-SB16, wyświetla informacje na wyświetlaczu LCD HG1, oblicza wartość kodu częstotliwości i przesyła ją interfejsem szeregowym do syntezatora DD2. Emiter dźwięku HA1 służy do potwierdzania naciskania przycisków klawiatury. Chip AD9850 (DD2) jest używany w standardowym włączeniu [2]. Na wyjściu jego przetwornika cyfrowo-analogowego włączony jest filtr Z1. Za filtrem sygnał sinusoidalny podawany jest na gniazdo XW2 oraz na wejście komparatora układu DD2 (pin 16). Z wyjścia tego ostatniego do gniazda XW1 podawany jest sygnał prostokątny. Oscylator kwarcowy G1 jest używany jako generator zegara dla DDS. Rezystor trymera R7 reguluje kontrast obrazu na wskaźniku HG1.

Po zresetowaniu mikrokontrolera, wskaźnik HG1 LCD zostaje ustawiony w tryb wymiany magistrali 4-bitowej, co jest niezbędne do zmniejszenia ilości linii I/O wymaganych do zapisu informacji.

Sterowanie generatorem odbywa się za pomocą klawiatury składającej się z przycisków SB1-SB16. Ponieważ wszystkie linie wejściowe portu B są podłączone do zasilania za pomocą rezystorów, nie ma potrzeby stosowania zewnętrznych rezystorów do „podciągania” portów RB4-RB7 do linii zasilania. Rezystory R3-R6 chronią wyjścia mikrokontrolera przed przeciążeniem w przypadku przypadkowego naciśnięcia kilku przycisków jednocześnie.

Wymaganą częstotliwość ustawia się z klawiatury. Aby to zrobić, naciskając przyciski z odpowiednimi cyframi, wprowadź żądaną wartość (w hercach) i naciśnij przycisk „*”. Jeśli częstotliwość nie przekracza maksymalnej dopuszczalnej, na wskaźniku pojawia się na krótki czas komunikat „OK” i generator przechodzi w tryb pracy, a jeśli zostanie przekroczona, pojawia się komunikat „Błąd”. W takim przypadku należy nacisnąć przycisk „C” („Resetuj”) i ponownie wpisać poprawną wartość. To samo dzieje się w przypadku błędu w procesie wprowadzania częstotliwości. Dwukrotne naciśnięcie tego przycisku wprowadza urządzenie w tryb pracy z ustawioną wcześniej wartością częstotliwości.

W trybie pracy symbol gwiazdki miga na prawym końcu wskaźnika. Jeżeli aktualna wartość częstotliwości jest wprowadzana z zewnętrznej jednostki sterującej (np. z komputera), to aby powrócić do częstotliwości wyświetlanej na wskaźniku, wystarczy nacisnąć przycisk „*”.

Przyciski „U” (góra – góra) i „D” (dół – dół) pozwalają na skokową zmianę częstotliwości wyjściowej generatora, odpowiednio zwiększając lub zmniejszając wartość miejsca dziesiętnego o jeden. Żądane miejsce dziesiętne wybiera się przesuwając kursor przyciskami „L” (lewo – lewo) i „R” (prawo – prawo).

Po naciśnięciu przycisku „*” wartość częstotliwości i pozycja kursora zostają zapisane w pamięci nieulotnej mikrokontrolera, dzięki czemu przerwany tryb pracy zostaje automatycznie przywrócony przy następnym włączeniu zasilania.

Ponieważ możliwości obliczeniowe mikrokontrolera są ograniczone, wartość częstotliwości wyjściowej jest ustawiana z dokładnością do około 1 Hz, co w większości przypadków jest wystarczające. Aby w pełni wykorzystać możliwości syntezatora, można nim sterować za pomocą komputera PC. W tym celu należy zmodyfikować generator, uzupełniając go o węzeł, którego schemat pokazano na rys. 3. PC (lub inne urządzenie sterujące) jest podłączone do gniazda XS1. Na niskim poziomie logicznym na wejściach adresowych A multipleksery układu DD3 łączą wejścia sterujące syntezatora z mikrokontrolerem DD1, a na wysokim poziomie logicznym z urządzeniem zewnętrznym. Sygnały sterujące odbierane są przez styk „ENABLE” gniazda XS1. Rezystor R19 zapewnia niski poziom logiczny na wejściach adresowych DD3, gdy urządzenie sterujące nie jest podłączone.

Generator na PIC16F84A i AD9850

Generator jest montowany i testowany na płytce stykowej. Jeśli nie można kupić płytki do pakietu SSOP dla mikroukładu DD2, można użyć krótkich (10 ... 15 mm) kawałków cynowanego drutu o średnicy 0,2 mm, aby podłączyć jego wyjścia do odpowiednich podkładek. Wnioski 1,2,5,10,19, 24, 26,27, 28 są połączone wspólnym przewodem z jednym odcinkiem o większej długości.

Wskaźnik LCD HG1 - ITM1601 (16-znakowy jednowierszowy z wbudowanym kontrolerem). HA1 - dowolny piezoelektryczny emiter dźwięku z wbudowanym generatorem, przeznaczony do napięcia 5 V. Jako generator zegara (G1) można użyć mikrozespołu oscylatora kwarcowego o częstotliwości do 125 MHz, dopuszczalne jest użycie podobnej jednostki ze stabilizacją kwarcową i na elementach dyskretnych.

Program sterujący mikrokontrolera zależy od częstotliwości generatora zegara.

„Firmware” dla najczęstszych wartości

Kody programów dla generatora o częstotliwości 32 MHz podano w tabeli. 2.

(kliknij, aby powiększyć)

Podczas programowania mikrokontrolera w słowie konfiguracyjnym ustawiane są następujące wartości bitów: typ oscylatora (OSC) - RC, timer watchdoga (WDT) - wyłączony, opóźnienie po włączeniu zasilania (PWRTE) - włączone.

literatura

Ridiko L. DDS: Bezpośrednia cyfrowa synteza częstotliwości. - Komponenty i technologie, 2001, nr 7, s. 50-54.
AD9850 Kompletny syntezator DDS. - .

Autor: S.Kuleshov, Kurgan

Zobacz inne artykuły Sekcja Mikrokontrolery.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Uzależnienie od gier wideo jest uznawane za chorobę 22.06.2018

Patologiczny pociąg do gier wideo i online lub „zaburzenie grania” jest obecnie uważany za pełnoprawną chorobę.

Interwencja chirurgiczna jest wymagana, gdy pacjent traci kontrolę nad czasem spędzonym w grze, przyznaje najwyższy priorytet zabawom, ze szkodą dla żywotnych zainteresowań i codziennej aktywności, a także kontynuuje grę, pomimo negatywnych konsekwencji. Uzależnienie od hazardu powinno być diagnozowane, jeśli pacjenci byli kompulsywnie uzależnieni od co najmniej 12 miesięcy.

„Wzór zachowań jest dość poważny, prowadzi do znacznego pogorszenia się osobistych, rodzinnych, społecznych, edukacyjnych, zawodowych i innych ważnych dziedzin życia” – wyjaśnia WHO.

Dodanie choroby do listy przyciągnie uwagę zarówno opinii publicznej, jak i naukowców do badania problemu. Nowa lista schorzeń wciąż czeka na zatwierdzenie na zjeździe w maju 2019 roku.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ pianka węglowa

▪ Monitor Philips BDM4UP 3275K z funkcją MultiView

▪ Drzewa pomogą odnaleźć zwłoki osób zaginionych w lesie

▪ Ekologia dróg

▪ Mysz komputerowa bez granic

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Technologie radioamatorskie. Wybór artykułów

▪ Artykuł Profilaktyka narkomanii. Podstawy bezpiecznego życia

▪ artykuł Jaki wynalazek Edisona jest używany na co dzień? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Słodko-gorzki psiankowaty. Legendy, uprawa, metody aplikacji