AT89C2051控制LMX2332的頻率合成器

摘要：LMX2332是美國國家半導體公司生產(chǎn)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(guān)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(gòu)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(shù)中廣泛應用的一種頻率合成技術(shù)，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%26;#247;R，而在環(huán)路的反饋支路上有數(shù)字程序分頻器%26;#247;N?這樣，當環(huán)路鎖定時，壓控振蕩器的輸出頻率為： f0=N fr=(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(chǎn)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(chǎn)生的雜散。C1，C2，R2，C3，R3用于構(gòu)成環(huán)路濾波器。 3　AT89C2051的程序設(shè)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(shè)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：SETB P1.5;給LMX2332的Clock一個上升沿 NOP 　;增加脈沖寬度 CLR P1.5 ;設(shè)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： IF R?CLR P1.7 ;設(shè)置LMX2332的LE為低 CLR P1.6 ;準備向LMX2332的Data輸入低 ACALL CLOCK ;向LMX2332的Data腳輸入一位數(shù)據(jù) ACALL CLOCK ACALL CLOCK SETB P1.6 ;準備向LMX2332的Data輸入高 ACALL CLOCK ACALL CLOCK CLR P1.6 MOV R5，#0CH CYCLE1：ACALL CLOCK　;連續(xù)輸入11位相同的數(shù)據(jù) DJNZ R5，CYCLE1 SETB P1.6 ACALL CLOCK CLR P1.6 ACALL CLOCK ACALL CLOCK ACALL CLOCK ACALL CLOCK SETB P1.7 圖3 4　實驗結(jié)果 經(jīng)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(chǎn)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 Reg. 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 R-IR 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 N-IF 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Reg. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 R-IF 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 N-IF 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5　結(jié)束語 從上面的設(shè)計中可以看出，這種用單片機AT89C2051控制LMX2332的頻率合成器，具有設(shè)計簡單，價格低廉、應用方便、系統(tǒng)可靠等優(yōu)點，而且非常靈活，同時還可以根據(jù)需要改變頻率。