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AT89C2051控制數(shù)字鎖相環(huán)LMX2332及壓控振蕩器JTOS-150實現(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。
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，壓控振蕩器的輸出頻率為：
ｆ０＝Ｎ ｆｒ＝(Ｎ／Ｒ)ｆφ
式中，ｆｒ為實際參考頻率；ｆφ為參考晶振頻率。
用單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１控制頻率合成器時，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)需要改變單片機的程序就可以產(chǎn)生相應(yīng)頻率的信號。
２ 基于單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１的控制電路
該系統(tǒng)用單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１ 的Ｐ１口作為鎖相環(huán)的輸出端口，Ｐ１．７、Ｐ１．６、Ｐ１．５分別對應(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，否則將會在ＶＣＯ輸出信號中出現(xiàn)單片機產(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
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ＡＴ８９Ｃ２０５１向ＬＭＸ２３３２輸入控制時，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一個有上升沿的脈沖。上升沿脈沖子程序為：
ＣＬＯＣＫ：ＳＥＴＢ Ｐ１．５；給ＬＭＸ２３３２的Ｃｌｏｃｋ一個上升沿
ＮＯＰ ?。辉黾用}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 實驗結(jié)果
經(jīng)過適當(dāng)改變單片機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。圖３分別是同一鎖相環(huán)產(chǎn)生的１００ＭＨｚ和１４０ＭＨｚ信號的頻譜圖。由圖可見：信號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)計中可以看出，這種用單片機ＡＴ８９Ｃ２０５１控制ＬＭＸ２３３２的頻率合成器，具有設(shè)計簡單，價格低廉、應(yīng)用方便、系統(tǒng)可靠等優(yōu)點，而且非常靈活，同時還可以根據(jù)需要改變頻率。
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