制作一个基于STC15W4K48S4设计手机控制AD9850信号发生器的设计方案

　　首先什么是DDS？

　　DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写，是一项关键的数字化技术。与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。

　　DDS芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个部分（如Q2220）。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码；而相位累加器根据。

　　频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到一个相位值；正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度（芯片一般通过查表得到）。DDS芯片输出的一般是数字化的正弦波，因此还需经过高速D/A转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号

　　DDS的优点是什么？

　　频率分辨率高、输出频点多、可达2的N次方个频点（N为相位累加器位数）；频率切换速度快，可达us量级；频率切换时相位连续；可以输出宽带正交信号；输出相位噪声低，对参考频率源的相位噪声有改善作用；可以产生任意波形；全数字化实现、便于集成、体积小、重量轻。
 

　　什么是AD9850？它的工作原理是什么？

　　AD9850是AD公司生产的最高时钟为125 MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器，主要由可编程DDS系统、高性能数模变换器（DAC）和高速比较器3部分构成，能实现全数字编程控制的频率合成。

　　AD9850采用直接数字合成（DDS）技术，内含可编程DDS 系统和高速比较器，可实现全数字编程控制的频率合成。可编程DDS系统的核心是相位累加器，由一个加法器和一个N位相位寄存器组成，N 一般为24～32。每来一个外部参考时钟，相位寄存器便以步长M递加。相位寄存器的输出与相位控制字相加后可输入到正弦查询表地址上。正

　　弦查询表包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0°～360°范围的一个相位点。查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动DAC 输出模拟量。

        制作工艺及其流程

　　任何发射机或接收机都需要一个源。这个源可以是RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器、锁相环频率合成器或DDS直接数字频率合成器。而DDS直接数字频率合成器是近10几年的新兴方案。纵观各种DDS芯片，数美国ADI公司的AD9850性价比最高。市面上满天飞的一款DDS信号发生器就是采用此款芯片。出于成本和占有量的考虑，决定率先开发配套此款DDS信号发生器的控制板。本控制板硬件使用最新版STC的51系列单片机STC15W4K48S4。配套上位机软件为安卓版蓝牙串口程序。

　　图1为 控制板单板。板的右侧是电源接口采用手机标准的Micro-USB接口，每一个手机充电器都可以用做电源，供电极为方便。紧贴Micro-USB接口的是电源开关。板的左侧是SAM射频输出接口。板中间两个黑色的排母是AD9850模块插座。板的左下角4针排母是HC-06蓝牙串口模块插座。

　　控制板尺寸：99.8*50.8MM，板厚1.2MM。

　　安装孔距：长距92MM，宽距43MM。为3.6MM通孔，可以用3MM螺栓固定。

　　图2为 AD9850板、控制板和蓝牙串口板组合起来的效果。注意AD9850模块的VCC脚一定要对应控制板的上排母的+电源脚，如果插反会损坏模块。注意HC-06的VCC引脚一定要对应控制板左下角4针排母的VCCIN引脚。小窍门：如果将蓝牙串口模块的引脚焊下来，旋转90度安装，然后插在控制板上。那么组合模块的高度会降低很多，可以将它装在一个小型的铝型材盒子内。

　　对应的AD9850引脚如下图，现在都是升级的蓝色板子了，引脚一样。两排插针的跨度20.5MM，引脚间距2.54MM。一排10个引脚，共20脚。

　　图3为安卓手机上蓝牙串口的选择界面，此处选择键盘模式。图4 为搜索蓝牙器件，初次链接配对密码是1234。图5为进入键盘模式后的插座界面。图5的上方显示当前DDS模块的输出频率，黄色显示对应的MHZ频率，绿色显示对应的KHZ频率，红色显示对应的HZ频率。用户可以在图5下方的输入框输入你需要的频率，然后按发送键设置频率。输入框下面是常用的频率增减量，按下一个按钮就会自动产生对应的增减后频率。

　　指标介绍：

　　1 频率范围：1HZ~40MHZ。DDS的主时钟是125MHZ，根据奈奎斯特定理其实最大可以产生62.5MHZ的频率，但是40MHZ以上频率的谐波和失真会增大。

　　2 频率分辨率：1HZ

　　3 输出幅度：-3.3dBm~-4.7 dBm。1MHZ时对应-3.3dBm，40MHZ是对应-4.7 dBm。

 

　　所需工具：

　　STC15W4K48S4单片机

　　AD9850频率合成器

　　一部安卓手机