AT89C2051控制LMX2332的頻率合成器

摘要：LMX2332是美國國家半導(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%26;#247;R，而在環(huán)路的反饋支路上有數(shù)字程序分頻器%26;#247;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

式中，fr為實(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　AT89C2051的程序設(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? 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 RCLR 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：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 Reg. 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 R-IR 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 N-IF 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Reg. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 R-IF 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 N-IF 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5　結(jié)束語 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。