图1. 频率调节器整体框图
2 控制核心与频率发生技术
2.1 控制核心
本设计采用了Atmel公司的AVR单片机Atmega16L作为控制核心。AVR单片机的单周期指令能够保证高的执行效率和低成本，是精简指令集CPU中的高性能器件。AVR单片机可以提供高达16 MIPS的执行时间，具有128K字节的可编程Flash存储器，同时具备4096字节的静态RAM。AVR单片机自带看门狗定时器，在强烈的电磁干扰条件下可以防止程序跑飞。本设计中采用的Atmega16L还具有以下特点：
" 内部包含有硬件乘法器，加快乘法运算速度；I/O端口引脚数多达32根；
" 支持在线可编程功能，不需要频繁从电路板插拔芯片；带有可编程的支持同步传输的UART端口；
" 支持三线传输SPI端口；具有方便的I2C总线端口，直接与Philips芯片接驳；
" 支持JTAG边界扫描电路；具有BOD低电压检测功能；
" 内部有8路10位的A/D变换器；具有4个PMW，可以协同或单独工作；
" 内部带有实时时钟电路；工作频率最高可达16MHz。
2.2 AD9850频率发生技术
AD9850是AD公司推出的低功耗直接数字频率合成器芯片，可以产生从直流到62.5MHz的宽频率信号，从投入市场到今天已经应用在雷达系统、低功耗频率源中。它良好的频率合成功能适合于应用在高精度测试中。本设计采用了AD9850作为波形发生器，具有体积小，功耗低的优点。
在控制流程中，AVR单片机为AD9850计算了频率控制字，并且将频率控制字写入其中。联合小键盘上的“+1Hz”键和“-1Hz”键，本设计使得频率可以精确到步长为1Hz的调节。它可以产生方波和正弦波。用户要求产生正弦波时，我们设计了低通滤波器用来滤除信号的高频分量。该低通滤波器还可以使用五阶椭圆滤波器实现。图2示出了本系统的AD9850电路设计图。PC2——PC5可以同时作为I2C总线端口。
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