数控技术
锁相环频率合成器的单片机控制
王烨
(大连空管站技术保障部辽宁大连116033)
款学执术与皮用
摘要：本文介绍了单片机控制的锁相环频率合成器，通过单片机控制可编程分频器分频比来控制合成器的频率，并阐速了单片机控制系统的硬件结构及款伴的设计方法。
关键词：单片机锁相环频率合成分频比中图分类号：TP273
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)01-0020-02
现代频率合成技术正朝着高性能、小型化的方向发展，频率合成器是雷达、无线电台等电子系统中关键的部件之一，为系统提供高精度的信号。传统锁相环路只能实现单一频率的合成，为了实现大量离散频率的输出，就必须借助于单片机系统。将锁相环路和单片机相结合的频率合成技术，在通信、导航和测量等先进技术领域中都有广泛的应用。本文介绍了利用大规模集成锁相环数率合成芯片LMX2315构成的频率合成器，该合成器在单片机AT89C51的控制下实现了输出信号的自动频率合成。它可作为标准信号源使用，面且具有高精度、高可靠性等特点，其输出信号频率从105~ 125MHz、步进频率为1KHz。其结构如图1所示。
AT89C51
健盘数码管
城小系统
10MHz频率源
+
LMX2315
环路滤波器
图1单片机控制的频率合成器
1、集成锁相环频率合成芯片LMX2315
压控输出医游盟
美国国家半导体公司(NationalSemiconductor)生产的 LMX2315是一种高性能的集成锁相环频率合成器芯片，详细资料见参考文献款1]，它在一块很小的芯片内集成了锁相式频率合成器的多个重要部件，它主要包含了数字鉴相器、参考振荡器、参考分频器、程序分频器、双模前置分频器以及电流开关电荷系等电路。
LMX2315的CLK，DATA，LE三个管脚分别为时钟端、数据端与使能端，这三个管脚需要与控制器件相连，接收由单片机传过来的控制信号，以得到合成指定赖率所要求的分频比，这三个控制信号的时序要求如图2所示。DATA端的数据需要串行传送。
18:M5DXN17 Daa
(815: M58)(814)
f
aoex r
NOXHS
088)
(87)
88
851 1U8 1081N00X(1)co8oL_at: 5

图2控制信号时序图
LMX2315内部含有一个19位的移位寄存器14位的R计数器 1位锁存器S和18位的N计数器。数据在时钟上升沿输人到19位的移位寄存器，先进人最高位，最低位是控制位。当LE端跳变为高电平时，移位寄存器中的数据输人到适当的锁存器中。如果控制位为高，数据就输人R计数器（可编程参考分频器)和S锁存器（预分频器模数选择S=0时，双模分频器的分频比为128/129，S=1时，双模分频器的分频比为64/65)，如果控制位为低，数据就输人N计数器（可编程
分频器）。 20
N计数器由7位吞脉冲计数(N2)和11位可编程计数器(N1)组成。如果控制位为低，数据就从19位移位寄存器输人到N2和N1中。分频比D=128N1+N2。
2、控制系统的组成及工作原理
2.1硬件电路的组成
控制电路主要完成频率合成器的频率设置与显示功能2
单片机AT89C51从键盘接收所要求合成的频率值，通过内部烧写的程序将频率值转换为锁相频率合成芯片LMX2315中各个分频器所需要的分频比，然后串行传送给LMX2315的数据端，同时将所要求合成的频率值通过数码管显示。
键盘采用4×4行列式触摸键盘，
显示部分采用共阴极的7段数码管，
LED位码通过芯片7406缓冲后传送给数码管。
各个元件的连接如图3所示：送给频率合成器
LED位码
arne
LED段码
件糖盘
图3控制电路
P1.0端口作为串行数据输出口，P1.1端口作为串行时钟输出口，P1.2端口作为使能控制端，分别与LMX2315的13、11，14三个端口相连接。利用软件编程模拟串行口进行数据的传输，当每个时钟脉冲正跳变时，则将-一位数据送入LMX2315片内的移位寄存器，当使能端为高电平时，将移位寄存器中的信息传送至锁存器。
P3.0~P3.3端口与键盘的行线相连，P0.0~P0.3端口与键盘的列线相连，接收从键盘传送来的数据。若某时刻有键按下，单片机通过运行程序可以找到该键的行和列所在的位置，并可以求出键值，即键值=行值+列值。确定了键值就可以判断出按下的是哪一个键。
为了节省单片机的数据端口，节省硬件设备，显示部分采用动态显示模式，通过软件编程使六个数码管轮流显示，P0.0~PO.5端口作为数码管的位码驱动，分别与六个数码管的接地端相连。P2 0～P2.7端口作为数码管的段码驱动，与数码管的八位段码端相连，六个数码管的八位段码端分别连在一起。
2.2软件设计
系统软件的设计原则是便于使用和控制，实现直接键人目标