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AT89C2051控制LMX2332的頻率合成器
摘要：LMX2332是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)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(jī)AT89C2051控制數(shù)字鎖相環(huán)LMX2332及壓控振蕩器JTOS-150實(shí)現(xiàn)低噪聲頻率源的方法，該方法可通過(guò)改變AT89C2051的程序得到不同頻率的信號(hào)。關(guān)鍵詞：AT89C2051；單片機(jī)；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(zhǎng)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(hào)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(dá)等電子技術(shù)中廣泛應(yīng)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(gè)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(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，壓控振蕩器的輸出頻率為：
ｆ０＝Ｎ ｆｒ＝(Ｎ／Ｒ)ｆφ(范文先生網(wǎng)www.gymyzhishaji.com收集整理)
式中，ｆｒ?yàn)閷?shí)際參考頻率；ｆφ為參考晶振頻率。
用單片機(jī)ＡＴ８９Ｃ２０５１控制頻率合成器時(shí)，主要是向數(shù)字式頻率合成器ＬＭＸ２３３２提供適當(dāng)?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(jī)的程序就可以產(chǎn)生相應(yīng)頻率的信號(hào)。
２ 基于單片機(jī)ＡＴ８９Ｃ２０５１的控制電路
該系統(tǒng)用單片機(jī)ＡＴ８９Ｃ２０５１ 的Ｐ１口作為鎖相環(huán)的輸出端口，Ｐ１．７、Ｐ１．６、Ｐ１．５分別對(duì)應(yīng)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(shí)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(guò)７４ＬＳ３７３進(jìn)行緩存，否則將會(huì)在ＶＣＯ輸出信號(hào)中出現(xiàn)單片機(jī)產(chǎn)生的雜散。Ｃ１，Ｃ２，Ｒ２，Ｃ３，Ｒ３用于構(gòu)成環(huán)路濾波器。
３�。粒裕福梗茫玻埃担钡某绦蛟O(shè)計(jì)
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(jī)ＡＴ８９Ｃ２０５１向ＬＭＸ２３３２輸入控制時(shí)，應(yīng)按表１的順序從高位開(kāi)始，輸入前應(yīng)先將ＬＭＸ２３３２的ＬＥ置低，每輸入１位給Ｃｌｏｃｋ一個(gè)有上升沿的脈沖。上升沿脈沖子程序?yàn)椋?/p>
ＣＬＯＣＫ：ＳＥＴＢ Ｐ１．５；給ＬＭＸ２３３２的Ｃｌｏｃｋ一個(gè)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(jī)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(zhǔn)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(zhǔn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)過(guò)適當(dāng)改變單片機(jī)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(hào)。圖３分別是同一鎖相環(huán)產(chǎn)生的１００ＭＨｚ和１４０ＭＨｚ信號(hào)的頻譜圖。由圖可見(jiàn)：信號(hào)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
５ 結(jié)束語(yǔ)
從上面的設(shè)計(jì)中可以看出，這種用單片機(jī)ＡＴ８９Ｃ２０５１控制ＬＭＸ２３３２的頻率合成器，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉、應(yīng)用方便、系統(tǒng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，而且非常靈活，同時(shí)還可以根據(jù)需要改變頻率。
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