3.5单片机控制电路的设计
本设计的控制电路是采用单片机来实现的,其中单片机电路中采用的是单片机的最小系统,其中包括时钟电路、复位电路、键盘控制电路,通过键盘控制来实现步进频率。
图21单片机控制电路
单片机的时钟电路如原理图所示,在引脚XTAL1和XTAL2跨接晶振
和微调
电容就构成了内部振荡方式,由于单片机内部有一个高增益反相放大器,外接晶振后,就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
系统板上采用上电自动复位和按键手动复位方式,上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作。手动复位要求在电源接通的条件下,在单片机运用器件,用按钮开关操作使单片机复位。其电源原理图如图21所示。上电自动复位接通而实现的。
其中S1、S3、S4、S5、是用来调节步进频率的,S2为用来增加频率的,按一下频率就会按照步进的数值增加,S3是用来减小频率的,同S2的功能相反。初始步进式100KHz,当按S4时变为500KHz,是增加的,而S5是减小的。 单片机的P0和P2是用来控制MC145152,使压控振荡器输出的频率增加一个步进频率,而P1口的P10、P11、P12也是来控制MC145152,但是它是改变步进频率的,使频率在不同数值的增长。
频率的计算:
VCO输出频率的范围是15-35MHz。首先应该确定参考频率率间隔)的整数倍。频率间隔
fr`fr,fr为步长(频
可由式4-17确定。
fr?'
frR 3-17
由于R值是固定的,只能从8个参考值中选择,采用10.2400MHZ的晶振作为标准频率。对其进行除以R分频。R取2048,进行分频得到5KHZ的脉冲信号作为频率间隔。该值可通过单片机改变。
由
fr确定的N值和A值的范围应该在MC145152范围内(A的范围0~63,N
的范围3~1023),并且必须满足N>A.
采用吞咽脉冲计数的方式,式3-17为总分频比。只要N>A,尽管P为固定值,但合理选择N和A的值,即可连续性。
?此时
fc?A?P?1???N?A??PN?A 3-18
被锁定在:
fc??PA?A??fp 3-19
其中N为3~1023;A为0~63;P=64(由MC12022确定)。 现举例计算确定A、N的值,使输出频率为经给出计算过程)。由式3-19计算可得:
(PN+A)=5M/5K=1000,1000/64=15.625。 由此可得:
N=15,A=0.625*64=40.
通过此方法可以方便的计算出每个频率对应的参数。
fc=5KHz,步长
fr`=5KMHz(前面已
4.系统软件设计
4.1程序设计
主程序设计思想:软件采用模块化设计方式,将各个功能分成独立模块,有
系统和监控程序一起管理执行。
软件设计的关键是对PLL芯片MC145152的控制。软件实现的功能是:
设定频率间隔
,即确定调频步进。
4.1.1设定A、N值,以得到需要的输出频率
如图22所示软件设计流程图,选用晶振频率为10.24MHz,首先确定其频率间隔,使步进频率为1MHz,A、N值的计算可由前述的公式来完成,但在编程过程中并不是将该算法存于程序,而是寻找A、N的变化规律,找到简单的计算方法。表2为步进频率为1MHz时对于的A、N值,其中只摘取了一部分频段,通过观察可发现其规律。图22为软件设计的流程图,图23为参数计算流程图。 表2频率间隔1MHz时对应的A、N值
图22软件设计流程图