单片机(AT89S52)+DDS信号发生器(AD9850)+万年历(DS12887)+温度传感及控制(18B20)+I/O口扩展(8155)+串口下载资源-CSDN文库

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《单片机小型系统中的应用》

---集基于 DDS 技术的信号发生器、万年历、

温度传感及控制、I/O 口扩展、串口下载

学部：电气与信息工程学部

专业：电子信息工程

参赛组成员：巫萍、孙顺清、纪红平

二 00 九年四月十九日

1 单片机实验系统总体介绍

1.1 主要芯片介绍

AD9850

AD9850 是美国AD公司采用直接数字频率合成（DDS）技术推出的一款高集成

度频率合成。采用 32 位频率控制字；最大时钟频率为 125MHz(本设计采用 50MHz)；

输出正弦波频率时的分辨率可达 0.01164Hz；内含可编程DDS系统和高速比较器，

它的核心是相位相加器，由一个加法器和一个N（N=32）位相位寄存器组成。输

出信号的频率Fout=(△FCONB×Fs)÷2

（其中△FCONB为 32 位频率控制字的值，

Fs为标准参考时钟的频率，本设计Fs=50MHz）。

DS12C887

DS12C887 可计算到 2050 年以前的年、月、日、星期、时、分、秒；内部自

带晶振及电池，在没有外部电源的情况下可工作 10 年；用二进制或 BCD 码表示

日历信息；12/24 小时两种制式，其中 12 小时制式有 AM、PM 提示；数据地址总

线复用；可应用于 MOTOROLA、INTEL 两种总线（本设计采用 INTEL 总线结构）；

内建 128 字节 RAM；周期及闹钟中断；可选夏令时模式；可作为 IBM AT 计算机

的时钟等功能。

18B20

DS18B20是由Dallas半导体公司生产的“一线总线”接口的温度传感器，可

使用户轻松地组建传感器网络；提供 9 位温度读数；可用数据线供电；测温范围

为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃的范围内，精度为±0.5℃；在 750 毫秒（最

大）内把温度变换为数字；适合于恶劣环境的现场温度测量，如环境控制、设备

或过程控制、测温类消费电子产品等。

8155

8155 具有三个可编程 I/O 口，其中 A 口和 B 口为 8 位，C 口为 6 位；A、B

口既可作基本 I/O 口，也可做选通 I/O 口；C 口除可作为基本 I/O 口之外，还可

以用做 A、B 口的应答联络信号线；内部含 256 个单元的 RAM 和一个 14 位计数结

构的定时/计数器；内部还有一个控制寄存器组以及自带地址锁存器，可与单片

机直接相连。

1.2 实验系统介绍

本实验系统以 AT89S52 单片机为核心，外部由基于 DDS 技术的数字信号发生

器、万年历、温度传感与控制、I/O 口扩展、串口下载与通信、液晶显示及矩阵

键盘等模块组成。

通过电脑九针的串口线对 STC 单片机进行编程下载，通过控制 DS12C887、

DS18B20，取得时间及温度数据进行处理之后，显示在液晶 TC1602 的第一界面上，

同时通过 I/O 口扩展芯片 8155 来控制 AD9850 对信号发生器的频率及相位等进行

调整。而键盘的控制通过外部中断 0 来切换到人机交互界面，可以输入想要输出

波形的频率，设置时间，设置温度、回差范围的正负逻辑，查看当前波形的频率、

周期、幅度及占空比等。整体框图如图 1.2-1 所示。

单片机

8155

AD9850

液晶 TC1602

4×4 矩

阵键盘

18B20

温度控

制

P0 口

时钟

（DS12C887）

口

PB3、PB4 口

口

P3.4口

P3.3 口

图 1.2-1 实验系统整体框图

串口下载

（MAX232）

P3.01

读写口

5V 电

源

输出 1~10MHz

的正弦波、方

波

2 单片机实验系统各模块介绍

2.1 基于 DDS 技术的信号发生器原理及电路

直接数字频率合成（DDS）是采用数字化技术，通过控制相位的变化速度，直

接产生各种不同频率信号的一种频率合成的方法。DDS 的结构原理图如图 2.1-1

所示，它由相位累加器、正弦 ROM 表、D/A 转换器等组成。参考时钟 Fs 由一个

稳定的晶体振荡器产生，用它来同步整个合成器的各个组成部分。相位累加器由

Ｎ位加法器与Ｎ位相位寄存器级联构成，类似于一个简单的加法器。每来一个时

钟脉冲，加法器就将频率控制字△FCONB 与相位寄存器输出的累加相位数据相加，

然后把相加后的结果送至相位累加器的数据输入端。相位寄存器就将加法器在上

一个时钟作用后产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个

时钟的作用下继续将相位数据与频率控制字相加。这样，相位累加器在参考时钟

的作用下进行线性相位累加。当相位累加器累加满量时，就会产生一次溢出，完

成一个周期性的动作，这个周期就是合成信号的一个周期，累加器的溢出频率也

就是 DDS 的合成信号的频率。

DDS 的基本原理是利用采样定量，通过查表法产生波形，在参考时钟 Fs 的

控制下，频率控制字△FCONB 由累加器累加以得到相应的相位数据，把此数据作

为取样地址，来寻址正弦 ROM 表进行相位－幅度变换，输出不同的幅度编码；再

经过 D/A 转换器得到相应的阶梯波；最后经低通滤波器对阶梯波进行平滑处理，

即可得到由频率控制字决定的连续变化的输出正弦波。DDS 的输出频率 Fout、参

考时钟频率 Fs、相位累加器长度Ｎ以及频率控制字△FCONB 之间的关系为：

Fout=(△FCONB×Fs)÷2

（其中△FCONB 为 32 位频率控制字的值，Fs 为标准参考时钟的频率，本设计

Fs=50MHz）。

按AD9850 的资料说明，结合实际输出波形测试，本设计的输出频率带宽限

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内容反馈

st198802

2011-10-24

非常好，附带原理图和程序，自己稍加调试就可以用了。希望对你有用
sixiangyue

2012-04-08

不错，就是汇编的看不大懂
lhglzzh

2012-04-21

挺好的，很全面，详细，整理的也很清晰，如果是C编的就更好了~
endshock

2013-06-06

非常好，附带原理图和程序就是自己不大懂
dengke80622

2012-12-09

里面的程序非常不错，初学者很受用:)

jihongping

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