Генератор сигналов на ad9850: DDS генератор сигналов на базе AD9850 (1Hz-40MHz) купить оптом и в розницу в СompactTool с доставкой по Москве и России

август 2015 г.

Цепь

Схема основана на Доступный модуль AD9850 DDS из различных источников, таких как eBay, Banggood и т. д. Хотя заявлено, что он работает на частоте до 40 МГц, я обнаружил, что выходное напряжение начало падать на частоте около 2,6 МГц — и цифровой прицел 50 МГц, и аналоговый прицел 20 МГц показали идентичные результаты. Поэтому я ограничил доступный диапазон частот от 10 Гц до 10 МГц в программном обеспечении.

Желаемая частота устанавливается в модуле AD9850 путем передачи данных на его вывод DATA. Цифровые контакты ATmega328 D5, D6, D7 и D8 подключите к контактам RESET, DATA, FQ_UD и W_CLK модуля AD9850 соответственно.

В диапазоне частот от 10 Гц до 2,5 МГц размах выходного синусоидального сигнала составляет примерно 1,08 В. Прямоугольная волна составляет около 5 вольт от пика к пику.

Управляемый прерываниями поворотный энкодер, подключенный к контактам прерывания ATmega328 (D2 и D3), регулирует частоту в диапазоне от 10 Гц до 10 МГц с заранее установленными шагами. Толкая кнопка поворотного энкодера (подключенная к D4) сбрасывает частоту до 1 кГц.

Шаги устанавливаются с помощью второго поворотного энкодера (не управляемого прерываниями), подключенного к контактам A2 и A3 ATmega328. Шаги определяются программно — я установил их на 1 Гц, 10 Гц, 50 Гц, 100 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 2,5 кГц, 5 кГц, 10 кГц, 100 кГц и 500 кГц. Нажимаю кнопку энкодера — подключен к A4 — сбрасывает шаг на 1 Гц.

1,8-дюймовый TFT-дисплей подключается к контактам A1, A0, D13, D12, D11 и D10 ATmega328. Выводы SPI ATmega328 и программное обеспечение используют библиотеку Adafruit. Контакт D9 подключается к контакту светодиода дисплея через 100-омную клемму. резистор. D9 — это вывод ШИМ, поэтому при желании яркость подсветки дисплея можно отрегулировать. Я установил его в программном обеспечении на «255», т.е. максимальная яркость.

Доступны несколько очень похожих 1,8-дюймовых TFT-дисплеев — тот, который я использовал, имеет микросхему контроллера ST7735. В некоторых других дисплеях используется другой контроллер (и другая библиотека Adafruit) и —

В блоке питания я использовал регулятор на 5 вольт 1,5А. При входе постоянного тока 12 В регулятор немного нагревается, поэтому я установил его. небольшой радиатор. Я включил перемычку в конструкцию печатной платы, чтобы можно было легко добавить переключатель включения/выключения.

Два поворотных энкодера припаяны к небольшой печатной плате на передней панели дорожкой вверх. У энкодеров, которые я использовал, были металлические основания, поэтому я поскользнулся. кусок тонкого утеплителя под них.

Схема печатной платы

Скачать топологию печатной платы в формате PDF.

Строительство

Основные компоненты

Эскиз ATmega328

Библиотеки Arduino:

Библиотека Adafruit_GFX
Библиотека Adafruit_ST7735
Библиотека поворотного энкодера

/* На основе кода AD9851 от Эндрю Смоллбоуна, модифицированного для AD9850
  http://www.rocketnumbernine.com/2011/10/25/programming-the-ad9851-dds-synthesizer  
 */

#include        // Базовая графическая библиотека  https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library 
#include     // Аппаратная библиотека  https://github.com/adafruit/Adafruit-ST7735-Library 
#include < SPI  .h>

#include <  Rotary  .h>            //  Rotary encoder:  https://github.com/brianlow/Rotary 

интервал TFT_LED = 9;
#define TFT_SCLK 13             // 1,8-дюймовый TFT-дисплей.
#define TFT_MOSI 11             //
#define TFT_CS   10
#define TFT_RST  A1
#define TFT_DC   A0

Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS,  TFT_DC, TFT_RST);

#define AD9850_CLOCK 125000000         // Частота кристалла модуля.  Подправьте здесь для точности.

#define W_CLK 8                       // Контакты модуля AD9850.
# определить FQ_UD 7
#define ДАННЫЕ  6
#define СБРОС 5

#define stepPin1 A3                    // Установка контактов поворотного энкодера «Шаг»
#определить шагPin2 A2
int forceHzStep = A4; // Кнопка поворотного энкодера «Шаг» - установите шаг 1 Гц.
интсилкГц = 4; // Кнопка энкодера, управляемого прерываниями, - установить частоту 1 кГц.

 
  Поворотный  i =  Поворотный  (шагPin1, stepPin2); // Энкодер Rotart для установки приращения.
  Поворотный  r =  Поворотный  (2, 3); // Вращающийся энкодер для частоты подключается к контактам прерывания

длинное целое число без знака freq = 1000; // Установить начальную частоту.
длинное целое число без знака freqOld = freq;

длинный таймер;


const char* stepText[11] = {" 1 Гц", " 10 Гц", " 50 Гц", "100 Гц", "500 Гц", "  1 кГц", "2,5 кГц",
 «5 кГц», «10 кГц», «100 кГц», «500 кГц»};

интервал stepPointer = 0;
unsigned long incr = 0;
Строковые единицы = stepText[stepPointer];

#define pulseHigh(pin) {digitalWrite(pin, HIGH); цифровая запись (контакт, НИЗКИЙ); }


 // передает байт, бит за раз, LSB сначала к 9850 через последовательную линию DATA
void tfr_byte (байтовые данные) {
 for (int i = 0; i < 8; i++, данные >
 
 >= 1) {
 цифровая запись (ДАННЫЕ, данные и 0x01);
 импульсВысокий (W_CLK); //после каждого отправленного бита CLK импульсно высокий
 }
}

void sendFrequency (двойная частота) {
 int32_t freq1 = частота * 4294967295/AD9850_CLOCK; // обратите внимание на тактовую частоту 125 МГц на 9850
 for (int b = 0; b < 4; b++, freq1 >>= 8) {
 tfr_byte (частота1 и 0xFF);
 }
 tfr_byte (0x000); // Конечный управляющий байт, все 0 вместо 9чип 850
 импульсный высокий (FQ_UD); // Сделанный! Должен увидеть вывод
}


недействительная установка () {

 pinMode (шагPin1, INPUT_PULLUP); // Выводы для энкодера на аналоговых выводах A2, A3
 pinMode (шагPin2, INPUT_PULLUP);

 pinMode(2, INPUT_PULLUP); // Выводы для поворотного энкодера и кнопок, управляемых прерываниями
 pinMode(3, INPUT_PULLUP);
 pinMode (forceHzStep, INPUT_PULLUP);
 pinMode (форс кГц, INPUT_PULLUP);
 
 pinMode (FQ_UD, ВЫХОД); // Настраиваем выводы для вывода на AD9850 модуль.
  pinMode (W_CLK, ВЫХОД);
 pinMode (ДАННЫЕ, ВЫВОД);
 pinMode (СБРОС, ВЫВОД);
 
 pinMode (TFT_RST, ВЫХОД); // Настроить контакты для вывода на TFT-дисплей.
 pinMode (TFT_DC, ВЫХОД);
 pinMode (TFT_LED, ВЫХОД);
 
 аналоговая запись (TFT_LED, 255); // Настройка яркости подсветки.
 
 // Настроить прерывание и включить поворотный энкодер.
 PCICR |= (1 << PCIE2);
 PCMSK2 |= (1 << PCINT18) | (1 << PCINT19);
 сэй();
 

 tft.initR (INITR_BLACKTAB); // инициализируем микросхему ST7735S, черная вкладка
 
 tft.setRotation (3);
 tft.setTextWrap (ложь); // Разрешить тексту выходить за правый край
 tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
 
 tft.setCursor(15, tft.height() -20);
 tft.setTextSize (1);
 tft.drawFastHLine(0, tft.height() - 23, tft.width()-10, ST7735_BLUE);
 tft.setTextColor (ST7735_BLUE);
 tft.println("AD9850 от 1 Гц до 5 МГц");
 tft.print("   генератор синусоиды");
 
 // Инициализируем AD9850 модуль.
 импульсВысокий(СБРОС);
 импульсВысокий (W_CLK);
 импульсный высокий (FQ_UD); // этот импульс включает последовательный режим - Техническое описание, стр.   12, рис. 10
 
 обновить дисплей (); // Обновить TFT-дисплей.
}

недействительным getStep () {
 переключатель (шаговый указатель) {
 случай 0: прибавление = 1; ломать;
 случай 1: прибавление = 10; ломать;
 случай 2: прибавление = 50; ломать;
 случай 3: прибавление = 100; ломать;
 случай 4: прибавление = 500; ломать;
 случай 5: прибавление = 1000; ломать;
 случай 6: прибавка = 2500; ломать;
 случай 7: прибавка = 5000; ломать;
 случай 8: прибавление = 10 000; ломать;
 случай 9: прибавление = 100 000; ломать;
 случай 10: инкр = 500000; ломать;
 }
}


недействительным updateDisplay () {
 получитьшаг(); //
 единицы = stepText[stepPointer];
 
 tft.fillRect(0, 15, 160, 20, ST7735_BLACK);
 
 tft.setTextColor (ST7735_YELLOW);
 tft.setCursor(10, 20);
 tft.setTextSize (1);
 tft.print("Шаг: ");
 tft.setTextSize(2);
 tft.setCursor(60, 15);
 tft.print (единицы);
 
 tft.fillRect(0, 40, 160, 60, ST7735_BLACK);
 tft.setTextColor (ST7735_GREEN);
 tft.setTextSize (2);
 если (частота < 1000) {
 tft.
  setCursor(78, 50);
 если (частота < 1000) tft.print (" ");
 если (частота < 100) tft.print (" ");
 tft.print (частота);
 tft.setCursor(58, 75);
 tft.print ("Гц");
 } еще
 если (частота < 1000000) {
 tft.setCursor(40, 50);
 если (частота < 10000) tft.print (" ");
 tft.print((float)freq/1000, 3);
 tft.setCursor(58, 75);
 tft.print ("кГц");
 }  еще {
 формат(частота);
 tft.setCursor(58, 75);
 tft.print ("МГц");
 }
}

пустой формат (длинное значение) {
 int M = (значение/1000000);
 int T100 = ((значение/100000)%10);
 int T10 = ((значение/10000)%10);
 int T1 = ((значение/1000)%10);
 int U100 = ((значение/100)%10);
 int U10 = ((значение/10)%10);
 int U1 = ((значение/1)%10);
 tft.setCursor(25, 50);
 tft.print(M);tft.print(".");tft.print(T100);tft.print(T10);tft.print(T1);
 tft.print(",");tft.print(U100);tft.print(U10);tft.print(U1);
}

недействительный цикл () {
 // Проверить поворотный энкодер «Шаг».
 результат беззнакового символа = i.process();
 если (результат) {
 if (result == DIR_CW)  {if (stepPointer < 10) stepPointer++;}
 if (result == DIR_CCW) {if (stepPointer >  0) stepPointer--;}
 обновить дисплей ();
 }
 
 если (digitalRead(forceHzStep) == LOW) {
 шагПоинтер = 0;
 обновить дисплей ();
 задержка(50);
 }
 
 if (digitalRead(forcekHz) == LOW) {
 частота = 1000;
 отправитьЧастота (частота);
 обновить дисплей ();
 задержка(350);
 }
 если (старая частота != частота) {
 отправитьЧастота (частота);
 обновить дисплей ();
 старая частота = частота;
 }
}

ISR(PCINT2_vect) {
 результат беззнакового символа = r. process();
 если (результат) {
 если (результат == DIR_CW) {
 if ((freq + incr) <= 10000000) freq += incr;
 } еще {
 if ((freq - incr) >= 10) freq -= incr;
 }
 если (частота <= 10)  частота = 10;
 если (частота >=10000000) частота = 10000000;
 }
}

 

Название контакта

Описание

ВКЦ

Это контакт подачи напряжения. Вход питания 3,3 В или 5 В

ЗЕМЛЯ

Контакт заземления.

W_CLK

Частота обновления. По переднему фронту этого тактового сигнала DDS обновит частоту (или фазу), загруженную в регистр ввода данных, затем сбрасывает указатель на слово 0 9.0012

ДАННЫЕ

D7, серийная нагрузка

СБРОС

Сброс. Это основная функция сброса; при установке высокого уровня он очищает все регистры (кроме входного регистра), а выход ЦАП переходит в состояние косинуса 0 после дополнительных тактов

Д0–Д7

8-битный ввод данных. Это 8-битный порт данных для итеративной загрузки 32-битной частоты и 8-битной фазы/28–25 контрольного слова. D7 = старший бит; D0 = младший бит. D7 (вывод 25) также служит входным выводом для 40-битного последовательного слова данных.

Прямоугольный выходной сигнал 1

Это истинный выход компаратора

Прямоугольный сигнал на выходе 2

Это дополнительный выход компаратора.

Синусоидальный выход 1

Аналоговый токовый выход ЦАП.

Синусоидальный выход 2

Дополнительный аналоговый выход ЦАП.