DDS芯片AD9850与单片机的接口分析

直接数字频率合成（DDS）技术是现代数字信号处理领域中的一个重要技术，它通过数字控制方法从单一的参考频率源生成多种频率。DDS芯片AD9850是美国Analog Devices（AD公司）推出的一款高性能频率合成器，它利用DDS技术实现了高度集成的频率合成。 AD9850芯片采用先进的CMOS工艺制造，功耗极低，3.3V供电时仅为155mW，适应-40℃至80℃的扩展工业级温度范围。该芯片以28脚SSOP封装，内部包含一个可编程DDS系统和高速比较器，支持全数字编程控制的频率合成。DDS的核心组成部分包括：频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器。频率控制寄存器接收并存储用户输入的频率控制码，相位累加器根据这个码在每个时钟周期内累加相位，生成一个相位值，正弦计算器则根据该相位值查找正弦波幅度表，产生数字化正弦波。随后，这个数字信号通过D/A转换器和低通滤波器转化为模拟频率信号。 AD9850的相位累加器是32位的，它将信号截断为14位输入到正弦查询表，查询表输出后再截断为10位送入D/A转换器。D/A转换器的满量程输出电流可以通过外接电阻RSET进行调节，以改变输出频率。通过低通滤波器处理D/A转换器的输出，连接到高速比较器，可以得到低抖动的方波输出。这种设计使得AD9850能够产生频率和相位都可编程控制的模拟正弦波，分辨率高达0.0291Hz，并允许相位以不同增量进行调整。 AD9850的控制字共有40位，其中32位用于频率控制，5位用于相位控制，1位用于电源休眠控制，2位用于选择工作模式。控制字可以通过并行或串行方式输入。并行加载时，8位数据通过总线A0...D7输入，并在FQ-UD上升沿装入到频率/相位数据寄存器；串行加载时，数据在W-CLK上升沿串行移入，40位数据完成后，FQ-UD脉冲更新输出。复位信号（RESET）需保持高电平至少5个参考时钟周期。注意，选择工作方式的两位控制位应设为00，避免使用保留的控制字，以免引起未预期的结果。 与51单片机的接口设计中，AD9850提供了两种评估板方案，可以与微机并行接口相连。单片机（如51系列）具有集成的CPU、RAM、ROM、I/O口、中断系统、定时器/计数器等功能，能方便地控制DDS芯片。相比于微机控制，单片机的控制更加简洁，特别适合于嵌入式系统应用，如工业控制等领域。 AD9850是一款高效、灵活的DDS芯片，适用于需要精确频率控制的系统设计，如通信、测试测量、信号发生器等。通过合理设计与单片机的接口电路和控制逻辑，可以实现对频率和相位的精确数字编程，提供高稳定性和精度的频率源。