ad9854单片机程序详细说明（ad9854结构框图及电路）
ad9854结构框图
如图4-2所示，ad9854内部包括一个具有48位相位累加器、一个可编程时钟倍频器、一个反sinc滤波器、两个12位300mhzdac，一个高速模拟比较器以及接口逻辑电路。其主要性能特点如下：
1.高达300mhz的系统时钟;
2.能输出一般调制信号，fsk，bpsk，psk，chirp，am等：
3.100mhz时具有80db的信噪比：
4.内部有4*到20*的可编程时钟倍频器：
5.两个48位频率控制字寄存器，能够实现很高的频率分辨率。
6.两个14位相位偏置寄存器，提供初始相位设置。
7.带有100mhz的8位并行数据传输口或10mhz的串行数据传输口。
两款ad9854应用电路 电路一：
下面给出一种用ad9854开发高精度频率信号发生器的简易方法，开发者只需要熟悉mcs-51单片机编程即可。该系统具有开发周期短，开发成本低的特点，也可以作为探索ad9854功能的一种方法，它的电路原理图见图2。
系统主要由dds芯片ad9854、单片机at89c51、看门狗定时器x25045和led显示驱动芯片max7219组成。在这个系统中提供了8位七段led显示器，其中前五位为输出频率值，显示范围为00.000～99.999mhz，后三位为幅度显示位，显示范围为0～999，表示幅值从零幅度到满幅度的变化。
电路二：
正交信号源选择了dds芯片ad9854，具体实现电路见下图。对ad9854进行编程控制，使之输出两路幅度相同并且正交的信号，然后对输出信号进行滤波，使得正弦波变得更加平滑，滤波之后再把输出峰值为512mv的信号放大2倍到1.24v。
ad9854单片机程序 //=====================================================================
// ad9854 驱动程序设计
//ad9854.c
//说明：10mhz 有源晶振
//=====================================================================
#include 《reg52.h》
#include 《lcd1602.h》
#include 《intrins.h》
sfr p4 = 0xc0; //1111，1111 端口4
sbit key1 = p3^5;
sbit key2 = p3^4;
sbit key3 = p3^3;
sbit key4 = p3^2;
unsigned char freqword［6］; //6个字节频率控制字
/*
clk_set为时钟倍频设置，可设置4~20倍倍频，但最大不能超过300mhz
freq_mult_unsigned long和freq_mult_doulle均为2的48次方除以系统时钟，一个为长整形，一个为双精度型
*/
#define clk_set 20
const unsigned long freq_mult_ulong = 1407375;
const double freq_mult_doulle = 1407374.88355328;
//**************************修改硬件时要修改的部分********************************
#define ad9854_databus p2
#define ad9854_adrbus p0
sbit ad9854_rst = p3^6; //ad9854复位端口
sbit ad9854_udclk = p3^7; //ad9854更新时钟
sbit ad9854_wr = p4^1; //ad9854写使能，低有效
sbit ad9854_rd = p4^2; //ad9854读使能，低有效
sbit ad9854_fdata = p4^3; //ad9854 fsk，psk控制
sbit ad9854_osk = p4^4; //ad9854 osk控制端
unsigned char flag = 1;
unsigned int fc = 1000;
unsigned long lferq = 750;
unsigned long hferq = 1250;
void ad9854_wr_byte（unsigned char addr，unsigned char dat）;
void ad9854_init（void）;
void freq_convert（long freq）;
void ad9854_initfsk（void）;
void ad9854_setfsk（unsigned long freq1，unsigned long freq2）;
//void delay （unsigned int us）;
void updisplay（）
{
unsigned char disbuf［5］;
lcd_write_string（0， 0， “baseferq m”）;
lcd_write_string（0， 1， “now ferq m”）;
disbuf［0］ = fc / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = fc % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = fc % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = fc % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 0， disbuf）;
disbuf［0］ = hferq / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = hferq % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = hferq % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = hferq % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 1， disbuf）;
}
void downdisplay（）
{
unsigned char disbuf［5］;
lcd_write_string（0， 0， “baseferq m”）;
lcd_write_string（0， 1， “now ferq m”）;
disbuf［0］ = fc / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = fc % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = fc % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = fc % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 0， disbuf）;
disbuf［0］ = lferq / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = lferq % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = lferq % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = lferq % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 1， disbuf）;
}
void ad9854_setsine（unsigned long freq，unsigned int shape）
{
unsigned char count;
unsigned char adress;
adress = 0x04; //选择频率控制字地址的初值
freq_convert（freq）; //频率转换
for（count=6;count》0;） //写入6字节的频率控制字
{
ad9854_wr_byte（adress++，freqword［--count］）;
}
ad9854_wr_byte（0x21，shape》》8）; //设置i通道幅度
ad9854_wr_byte（0x22，（unsigned char）（shape&0xff））;
ad9854_wr_byte（0x23，shape》》8）; //设置q通道幅度
ad9854_wr_byte（0x24，（unsigned char）（shape&0xff））;
ad9854_udclk=1; //更新ad9854输出
ad9854_udclk=0;
}
void main（）
{
lcd_init（）;
lcd_clear（）;
/*lcd_write_string（0，0，“baseferq 0.875 m”）;
lcd_write_string（0，1，“now ferq 1.125 m”）;*/
updisplay（）;
ad9854_init（）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
// ad9854_setsine（1000000，4000）;
// while（1）;
// ad9854_initfsk（）;
//
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
// ad9854_setfsk（1000000，1000000）;
// ad9854_fdata = 1;
// while（1）;
while（1）
{
if（！key1）
{
if （flag == 1）
{
ad9854_setsine（0，0）;
//ad9854_initfsk（）;
flag = 0;
}
else
{
// ad9854_initfsk（）;
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
flag = 1;
}
while （！key1）;
}
if （flag == 1）
{
if （！key2）
{
ad9854_setsine（0，0）;
fc += 100;
if （fc == 7900） fc = 7800;
lferq = fc * 3 / 4;
hferq = fc * 5 / 4;
updisplay（）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
// ad9854_initfsk（）;
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
while （！key2）;
}
if （！key3）
{
ad9854_setsine（0，0）;
fc -= 100;
if （fc == 300） fc = 400;
lferq = fc * 3 / 4;
hferq = fc * 5 / 4;
updisplay（）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
// ad9854_initfsk（）;
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
while （！key3）;
}
if （！key4）
{
//ad9854_fdata = 1;
ad9854_setsine（lferq * 1000，4000）;
downdisplay（）;
while （！key4）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
//ad9854_fdata = 0;
updisplay（）;
}
}
}
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_wr_byte（unsigned char addr，unsigned char dat）
//函数功能：ad9854并行口写入数据
//入口参数：addr 6位地址
// dat 写入的数据
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_wr_byte（unsigned char addr，unsigned char dat）
{
ad9854_adrbus = （addr&0x3f） | （ad9854_adrbus&0xc0）;
ad9854_databus = dat;
ad9854_wr = 0;
ad9854_wr = 1;
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_init（void）
//函数功能：ad9854初始化
//入口参数：无
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_init（void）
{
ad9854_wr=1;//将读、写控制端口设为无效
ad9854_rd=1;
ad9854_udclk=0;
ad9854_rst=1; //复位ad9854
ad9854_rst=0;
ad9854_wr_byte（0x1d，0x10）; //关闭比较器
ad9854_wr_byte（0x1e，clk_set）; //设置系统时钟倍频
ad9854_wr_byte（0x1f，0x00）; //设置系统为模式0，由外部更新
ad9854_wr_byte（0x20，0x60）; //设置为可调节幅度，取消插值补偿
ad9854_udclk=1; //更新ad9854输出
ad9854_udclk=0;
}
//====================================================================================
//函数名称：void freq_convert（long freq）
//函数功能：正弦信号频率数据转换
//入口参数：freq 需要转换的频率，取值从0~sysclk/2
//出口参数：无 但是影响全局变量freqword［6］的值
//说明： 该算法位多字节相乘算法，有公式ftw = （desired output frequency × 2n）/sysclk
// 得到该算法，其中n=48，desired output frequency 为所需要的频率，即freq，sysclk
// 为可编程的系统时钟，ftw为48bit的频率控制字，即freqword［6］
//====================================================================================
void freq_convert（long freq）
{
unsigned long freqbuf;
unsigned long temp=freq_mult_ulong;
unsigned char array_freq［4］; //将输入频率因子分为四个字节
array_freq［0］=（unsigned char）freq;
array_freq［1］=（unsigned char）（freq》》8）;
array_freq［2］=（unsigned char）（freq》》16）;
array_freq［3］=（unsigned char）（freq》》24）;
freqbuf=temp*array_freq［0］;
freqword［0］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqbuf+=（temp*array_freq［1］）;
freqword［1］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqbuf+=（temp*array_freq［2］）;
freqword［2］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqbuf+=（temp*array_freq［3］）;
freqword［3］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqword［4］=freqbuf;
freqword［5］=freqbuf》》8;
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_initfsk（void）
//函数功能：ad9854的fsk初始化
//入口参数：无
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_initfsk（void）
{
ad9854_wr=1; //将读、写控制端口设为无效
ad9854_rd=1;
ad9854_udclk=0;
ad9854_rst=1; //复位ad9854
ad9854_rst=0;
ad9854_wr_byte（0x1d，0x10）; //关闭比较器
ad9854_wr_byte（0x1e，clk_set）; //设置系统时钟倍频
ad9854_wr_byte（0x1f，0x02）; //设置系统为模式1，由外部更新
ad9854_wr_byte（0x20，0x60）; //设置为可调节幅度，取消插值补偿
ad9854_udclk=1; //更新ad9854输出
ad9854_udclk=0;
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_setfsk（unsigned long freq1，unsigned long freq2）
//函数功能：ad9854的fsk设置
//入口参数：freq1 fsk频率1
// freq2 fsk频率2
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_setfsk（unsigned long freq1，unsigned long freq2）
{
unsigned char count=6;
unsigned char adress1，adress2;
const unsigned int shape=4000; //幅度设置。 为12 bit，取值范围为（0~4095）
adress1=0x04; //选择频率控制字1地址的初值
adress2=0x0a; //选择频率控制字2地址的初值
……………………
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如图4-2所示，ad9854内部包括一个具有48位相位累加器、一个可编程时钟倍频器、一个反sinc滤波器、两个12位300mhzdac，一个高速模拟比较器以及接口逻辑电路。其主要性能特点如下：
1.高达300mhz的系统时钟;
2.能输出一般调制信号，fsk，bpsk，psk，chirp，am等：
3.100mhz时具有80db的信噪比：
4.内部有4*到20*的可编程时钟倍频器：
5.两个48位频率控制字寄存器，能够实现很高的频率分辨率。
6.两个14位相位偏置寄存器，提供初始相位设置。
7.带有100mhz的8位并行数据传输口或10mhz的串行数据传输口。
两款ad9854应用电路 电路一：
下面给出一种用ad9854开发高精度频率信号发生器的简易方法，开发者只需要熟悉mcs-51单片机编程即可。该系统具有开发周期短，开发成本低的特点，也可以作为探索ad9854功能的一种方法，它的电路原理图见图2。
系统主要由dds芯片ad9854、单片机at89c51、看门狗定时器x25045和led显示驱动芯片max7219组成。在这个系统中提供了8位七段led显示器，其中前五位为输出频率值，显示范围为00.000～99.999mhz，后三位为幅度显示位，显示范围为0～999，表示幅值从零幅度到满幅度的变化。
电路二：
正交信号源选择了dds芯片ad9854，具体实现电路见下图。对ad9854进行编程控制，使之输出两路幅度相同并且正交的信号，然后对输出信号进行滤波，使得正弦波变得更加平滑，滤波之后再把输出峰值为512mv的信号放大2倍到1.24v。
ad9854单片机程序 //=====================================================================
// ad9854 驱动程序设计
//ad9854.c
//说明：10mhz 有源晶振
//=====================================================================
#include 《reg52.h》
#include 《lcd1602.h》
#include 《intrins.h》
sfr p4 = 0xc0; //1111，1111 端口4
sbit key1 = p3^5;
sbit key2 = p3^4;
sbit key3 = p3^3;
sbit key4 = p3^2;
unsigned char freqword［6］; //6个字节频率控制字
/*
clk_set为时钟倍频设置，可设置4~20倍倍频，但最大不能超过300mhz
freq_mult_unsigned long和freq_mult_doulle均为2的48次方除以系统时钟，一个为长整形，一个为双精度型
*/
#define clk_set 20
const unsigned long freq_mult_ulong = 1407375;
const double freq_mult_doulle = 1407374.88355328;
//**************************修改硬件时要修改的部分********************************
#define ad9854_databus p2
#define ad9854_adrbus p0
sbit ad9854_rst = p3^6; //ad9854复位端口
sbit ad9854_udclk = p3^7; //ad9854更新时钟
sbit ad9854_wr = p4^1; //ad9854写使能，低有效
sbit ad9854_rd = p4^2; //ad9854读使能，低有效
sbit ad9854_fdata = p4^3; //ad9854 fsk，psk控制
sbit ad9854_osk = p4^4; //ad9854 osk控制端
unsigned char flag = 1;
unsigned int fc = 1000;
unsigned long lferq = 750;
unsigned long hferq = 1250;
void ad9854_wr_byte（unsigned char addr，unsigned char dat）;
void ad9854_init（void）;
void freq_convert（long freq）;
void ad9854_initfsk（void）;
void ad9854_setfsk（unsigned long freq1，unsigned long freq2）;
//void delay （unsigned int us）;
void updisplay（）
{
unsigned char disbuf［5］;
lcd_write_string（0， 0， “baseferq m”）;
lcd_write_string（0， 1， “now ferq m”）;
disbuf［0］ = fc / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = fc % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = fc % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = fc % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 0， disbuf）;
disbuf［0］ = hferq / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = hferq % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = hferq % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = hferq % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 1， disbuf）;
}
void downdisplay（）
{
unsigned char disbuf［5］;
lcd_write_string（0， 0， “baseferq m”）;
lcd_write_string（0， 1， “now ferq m”）;
disbuf［0］ = fc / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = fc % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = fc % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = fc % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 0， disbuf）;
disbuf［0］ = lferq / 1000 + ‘0’;
disbuf［1］ = ‘。’;
disbuf［2］ = lferq % 1000 / 100 + ‘0’;
disbuf［3］ = lferq % 100 / 10 + ‘0’;
disbuf［4］ = lferq % 10 + ‘0’;
disbuf［5］ = 0;
lcd_write_string（9， 1， disbuf）;
}
void ad9854_setsine（unsigned long freq，unsigned int shape）
{
unsigned char count;
unsigned char adress;
adress = 0x04; //选择频率控制字地址的初值
freq_convert（freq）; //频率转换
for（count=6;count》0;） //写入6字节的频率控制字
{
ad9854_wr_byte（adress++，freqword［--count］）;
}
ad9854_wr_byte（0x21，shape》》8）; //设置i通道幅度
ad9854_wr_byte（0x22，（unsigned char）（shape&0xff））;
ad9854_wr_byte（0x23，shape》》8）; //设置q通道幅度
ad9854_wr_byte（0x24，（unsigned char）（shape&0xff））;
ad9854_udclk=1; //更新ad9854输出
ad9854_udclk=0;
}
void main（）
{
lcd_init（）;
lcd_clear（）;
/*lcd_write_string（0，0，“baseferq 0.875 m”）;
lcd_write_string（0，1，“now ferq 1.125 m”）;*/
updisplay（）;
ad9854_init（）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
// ad9854_setsine（1000000，4000）;
// while（1）;
// ad9854_initfsk（）;
//
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
// ad9854_setfsk（1000000，1000000）;
// ad9854_fdata = 1;
// while（1）;
while（1）
{
if（！key1）
{
if （flag == 1）
{
ad9854_setsine（0，0）;
//ad9854_initfsk（）;
flag = 0;
}
else
{
// ad9854_initfsk（）;
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
flag = 1;
}
while （！key1）;
}
if （flag == 1）
{
if （！key2）
{
ad9854_setsine（0，0）;
fc += 100;
if （fc == 7900） fc = 7800;
lferq = fc * 3 / 4;
hferq = fc * 5 / 4;
updisplay（）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
// ad9854_initfsk（）;
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
while （！key2）;
}
if （！key3）
{
ad9854_setsine（0，0）;
fc -= 100;
if （fc == 300） fc = 400;
lferq = fc * 3 / 4;
hferq = fc * 5 / 4;
updisplay（）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
// ad9854_initfsk（）;
// ad9854_setfsk（hferq * 1000， lferq * 1000）;
while （！key3）;
}
if （！key4）
{
//ad9854_fdata = 1;
ad9854_setsine（lferq * 1000，4000）;
downdisplay（）;
while （！key4）;
ad9854_setsine（hferq * 1000，4000）;
//ad9854_fdata = 0;
updisplay（）;
}
}
}
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_wr_byte（unsigned char addr，unsigned char dat）
//函数功能：ad9854并行口写入数据
//入口参数：addr 6位地址
// dat 写入的数据
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_wr_byte（unsigned char addr，unsigned char dat）
{
ad9854_adrbus = （addr&0x3f） | （ad9854_adrbus&0xc0）;
ad9854_databus = dat;
ad9854_wr = 0;
ad9854_wr = 1;
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_init（void）
//函数功能：ad9854初始化
//入口参数：无
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_init（void）
{
ad9854_wr=1;//将读、写控制端口设为无效
ad9854_rd=1;
ad9854_udclk=0;
ad9854_rst=1; //复位ad9854
ad9854_rst=0;
ad9854_wr_byte（0x1d，0x10）; //关闭比较器
ad9854_wr_byte（0x1e，clk_set）; //设置系统时钟倍频
ad9854_wr_byte（0x1f，0x00）; //设置系统为模式0，由外部更新
ad9854_wr_byte（0x20，0x60）; //设置为可调节幅度，取消插值补偿
ad9854_udclk=1; //更新ad9854输出
ad9854_udclk=0;
}
//====================================================================================
//函数名称：void freq_convert（long freq）
//函数功能：正弦信号频率数据转换
//入口参数：freq 需要转换的频率，取值从0~sysclk/2
//出口参数：无 但是影响全局变量freqword［6］的值
//说明： 该算法位多字节相乘算法，有公式ftw = （desired output frequency × 2n）/sysclk
// 得到该算法，其中n=48，desired output frequency 为所需要的频率，即freq，sysclk
// 为可编程的系统时钟，ftw为48bit的频率控制字，即freqword［6］
//====================================================================================
void freq_convert（long freq）
{
unsigned long freqbuf;
unsigned long temp=freq_mult_ulong;
unsigned char array_freq［4］; //将输入频率因子分为四个字节
array_freq［0］=（unsigned char）freq;
array_freq［1］=（unsigned char）（freq》》8）;
array_freq［2］=（unsigned char）（freq》》16）;
array_freq［3］=（unsigned char）（freq》》24）;
freqbuf=temp*array_freq［0］;
freqword［0］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqbuf+=（temp*array_freq［1］）;
freqword［1］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqbuf+=（temp*array_freq［2］）;
freqword［2］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqbuf+=（temp*array_freq［3］）;
freqword［3］=freqbuf;
freqbuf》》=8;
freqword［4］=freqbuf;
freqword［5］=freqbuf》》8;
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_initfsk（void）
//函数功能：ad9854的fsk初始化
//入口参数：无
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_initfsk（void）
{
ad9854_wr=1; //将读、写控制端口设为无效
ad9854_rd=1;
ad9854_udclk=0;
ad9854_rst=1; //复位ad9854
ad9854_rst=0;
ad9854_wr_byte（0x1d，0x10）; //关闭比较器
ad9854_wr_byte（0x1e，clk_set）; //设置系统时钟倍频
ad9854_wr_byte（0x1f，0x02）; //设置系统为模式1，由外部更新
ad9854_wr_byte（0x20，0x60）; //设置为可调节幅度，取消插值补偿
ad9854_udclk=1; //更新ad9854输出
ad9854_udclk=0;
}
//====================================================================================
//函数名称：void ad9854_setfsk（unsigned long freq1，unsigned long freq2）
//函数功能：ad9854的fsk设置
//入口参数：freq1 fsk频率1
// freq2 fsk频率2
//出口参数：无
//====================================================================================
void ad9854_setfsk（unsigned long freq1，unsigned long freq2）
{
unsigned char count=6;
unsigned char adress1，adress2;
const unsigned int shape=4000; //幅度设置。 为12 bit，取值范围为（0~4095）
adress1=0x04; //选择频率控制字1地址的初值
adress2=0x0a; //选择频率控制字2地址的初值
……………………
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