AT89C2051控制LMX2332的頻率合成器

時間：2005-01-24 21:22:00

關鍵字： AT89C2051 控制頻率合成器 MX

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[導讀]LMX2332是美國國家半導體公司生產的集成數(shù)字鎖相環(huán)（PLL）電路。文章介紹了利用單片機AT89C2051控制數(shù)字鎖相環(huán)LMX2332及壓控振蕩器JTOS-150實現(xiàn)低噪聲頻率源的方法，該方法可通過改變AT89C2051的程序得到不同頻率的信號。

摘要：LMX2332是美國國家半導體公司生產的集成數(shù)字鎖相環(huán)（PLL）電路。文章介紹了利用單片機AT89C2051控制數(shù)字鎖相環(huán)LMX2332及壓控振蕩器JTOS-150實現(xiàn)低噪聲頻率源的方法，該方法可通過改變AT89C2051的程序得到不同頻率的信號。

關鍵詞：AT89C2051；單片機；鎖相環(huán)；LMX2332；頻率合成器

１　引言

數(shù)字式頻率合成器能提供長期頻率穩(wěn)定度與短期頻率穩(wěn)定度都比較高且雜波少的信號輸出，而且，波道數(shù)目多、體積小、易于數(shù)字化和集成化。數(shù)字鎖相環(huán)構成的數(shù)字式頻率合成器是目前通信、儀表、雷達等電子技術中廣泛應用的一種頻率合成技術，它的基本組成如圖１所示。

該環(huán)路的輸入端有一個數(shù)字參考分頻器÷Ｒ，而在環(huán)路的反饋支路上有數(shù)字程序分頻器÷Ｎ?這樣，當環(huán)路鎖定時，壓控振蕩器的輸出頻率為：

ｆ０＝Ｎｆｒ＝(Ｎ／Ｒ)ｆφ

式中，ｆｒ為實際參考頻率；ｆφ為參考晶振頻率。

用單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１控制頻率合成器時，主要是向數(shù)字式頻率合成器ＬＭＸ２３３２提供適當?shù)臄?shù)字參考分頻比Ｒ和數(shù)字程序分頻比Ｎ。這樣，根據(jù)需要改變單片機的程序就可以產生相應頻率的信號。

２基于單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１的控制電路

該系統(tǒng)用單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１的Ｐ１口作為鎖相環(huán)的輸出端口，Ｐ１．７、Ｐ１．６、Ｐ１．５分別對應ＬＭＸ２３３２的ＬＥ、Ｄａｔａ、Ｃｌｏｃｋ。其中Ｄａｔａ是ＬＭＸ２３３２的數(shù)據(jù)輸入腳；ＬＥ是ＬＭＸ２３３２的使能端，低電平有效；Ｃｌｏｃｋ是ＬＭＸ２３３２的時鐘輸入端，上升沿有效。圖２所示是用ＡＴ８９Ｃ２０５１控制的頻率合成器的電路框圖。其中ＡＴ８９Ｃ２０５１與ＬＭＸ２３３２之間通過７４ＬＳ３７３進行緩存，否則將會在ＶＣＯ輸出信號中出現(xiàn)單片機產生的雜散。Ｃ１，Ｃ２，Ｒ２，Ｃ３，Ｒ３用于構成環(huán)路濾波器。

３?。粒裕福梗茫玻埃担钡某绦蛟O計

ＬＭＸ２３３２的控制字有２２位，其中低兩位是地址位?００表示輸入中頻參考分頻器，０１表示輸入中頻程序分頻器，１０表示輸入射頻參考分頻器，１１表示輸入射頻程序分頻器，高１９位是數(shù)據(jù)位。參考頻率為１０ＭＨｚ，輸出頻率為１００ＭＨｚ，可以設中頻的參考分頻器Ｒ為４，程序分頻器為４０。

在單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１向ＬＭＸ２３３２輸入控制時，應按表１的順序從高位開始，輸入前應先將ＬＭＸ２３３２的ＬＥ置低，每輸入１位給Ｃｌｏｃｋ一個有上升沿的脈沖。上升沿脈沖子程序為：

ＣＬＯＣＫ：ＳＥＴＢＰ１．５；給ＬＭＸ２３３２的Ｃｌｏｃｋ一個上升沿

ＮＯＰ ??；增加脈沖寬度

ＣＬＲＰ１．５；設定ＬＭＸ２３３２的Ｃｌｏｃｋ腳為低，以便下次輸入

ＲＥＴ

圖2

單片機向ＬＭＸ２３３２傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由Ｄａｔａ輸入。輸入中頻參考分頻器Ｒ的程序如下：

ＩＦＲ?ＣＬＲＰ１．７；設置ＬＭＸ２３３２的ＬＥ為低

ＣＬＲＰ１．６；準備向ＬＭＸ２３３２的Ｄａｔａ輸入低

ＡＣＡＬＬＣＬＯＣＫ；向ＬＭＸ２３３２的Ｄａｔａ腳輸入一位數(shù)據(jù)

ＡＣＡＬＬＣＬＯＣＫ

ＳＥＴＢＰ１．６；準備向ＬＭＸ２３３２的Ｄａｔａ輸入高

ＡＣＡＬＬＣＬＯＣＫ

ＣＬＲＰ１．６

ＭＯＶＲ５，＃０ＣＨ

ＣＹＣＬＥ１：ＡＣＡＬＬＣＬＯＣＫ??；連續(xù)輸入１１位相同的數(shù)據(jù)

ＤＪＮＺＲ５，ＣＹＣＬＥ１

ＳＥＴＢＰ１．６

ＡＣＡＬＬＣＬＯＣＫ

ＣＬＲＰ１．６

ＡＣＡＬＬＣＬＯＣＫ

ＳＥＴＢＰ１．７

圖3

４　實驗結果

經過適當改變單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１的程序，并向ＬＭＸ２３３２輸入不同的參考頻率分頻系數(shù)Ｒ和程序分頻系數(shù)Ｎ，可以得到不同的頻率信號。圖３分別是同一鎖相環(huán)產生的１００ＭＨｚ和１４０ＭＨｚ信號的頻譜圖。由圖可見：信號相位噪聲在偏離中心１ｋＨｚ處優(yōu)于－１１０ｄＢｃ／Ｈｚ，而且頻率穩(wěn)定度也很好。

表1 LMX2332控制字表