?

?摘要：原定于7月28日才發(fā)布的器件清單，提前2天在26號就發(fā)布了。感覺大家現(xiàn)在應(yīng)該猜題預(yù)測，與其猜題，不如靜下心來做題。盲目猜題是沒有必要的，熟悉相關(guān)器件倒尤為重要。不要到處去水群聊天，聽風(fēng)就是雨，題目要是能被猜中了，那只能說題目出的很差，都能被我們猜到。

既然猜不到，那就別浪費時間，相反，把這些時間好好利用起來，把手上的事情繼續(xù)完成，把該買的元器件買好，買晚了就貴了。買回來之后每個組件盡可能的去熟悉使用，準備好相關(guān)程序。

1、電賽清單

其實國賽年的電賽儀器設(shè)備和主要元器件清單基本都差不多，只有很小的改動。2019年國賽年同樣有DDS模塊，今年照樣有DDS模塊。

2、什么是DDS

DDS直接數(shù)字式頻率綜合器 DDS(Direct Digital Synthesizer)，實際上是一種分頻器：通過編程頻率控制字來分頻系統(tǒng)時鐘(SYSTEM CLOCK)以產(chǎn)生所需要的頻率。DDS有兩個突出的特點，一方面，DDS工作在數(shù)字域，一旦更新頻率控制字，輸出的頻率就相應(yīng)改變，其跳頻速率高；另一方面，由于頻率控制字的寬度寬（48bit 或者更高），頻率分辨率高。說人話：可以把他理解為一個信號源即信號發(fā)生器。

電賽肯定不會讓你自己搞這樣的儀器做信號源，用你的DDS代替它。

3、DDS工作原理

DDS主要分成3 部分：相位累加器 ， 相位幅度轉(zhuǎn)換 ， 數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。

• 相位累加器

一個正弦波，雖然它的幅度不是線性的，但是它的相位卻是線性增加的。DDS 正是利用了這一特點來產(chǎn)生正弦信號。根據(jù)DDS的頻率控制字的位數(shù)N，把 360° 平均分成了2的N次方等份。

• 相位幅度轉(zhuǎn)換

通過相位累加器，我們已經(jīng)得到了合成Fout 頻率所對應(yīng)的相位信息，然后相位幅度轉(zhuǎn)換器把 0°~360°的相位轉(zhuǎn)換成相應(yīng)相位的幅度值。比如當DDS選擇為2Vp-p的輸出時，45°對應(yīng)的幅度值為 0.707V，這個數(shù)值以二進制的形式被送入DAC。這個相位到幅度的轉(zhuǎn)換是通過查表完成的。

• DAC輸出

代表幅度的二進制數(shù)字信號被送入DAC中，并轉(zhuǎn)換成為模擬信號輸出。DAC的位數(shù)并不影響輸出頻率的分辨率。輸出頻率的分辨率是由頻率控制字的位數(shù)決定的。

4、怎么做出一個DDS

注意電賽清單說的是：DDS芯片或模塊。也就是意味著你可以買芯片自己設(shè)計電路板，也可以自己買DDS模塊。如果你有能力當然是直接買芯片自己畫板子，這樣你做出來的DDS肯定你那些直接買DDS模塊的同學(xué)更有優(yōu)勢。當然如果你覺得難度比較大還是買一個DDS模塊吧！

如何選擇DDS

怎么選擇具體的哪一款DDS芯片還是要看你自己的預(yù)算和你的需求。今天主要講的DDS模塊是安富萊家的AD9833這一款DDS模塊。至于為啥選擇一款，因為19年電賽購買過這一款，價格也還便宜，電路和編程相對來說還是比較簡單的。強調(diào)一點這不是打廣告?。?/strong>

5、AD9833簡介

AD9833是ADI公司生產(chǎn)的一款低功耗，可編程波形發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、三角波、方波輸出。波形發(fā)生器廣泛應(yīng)用于各種測量、激勵和時域響應(yīng)領(lǐng)域，AD9833無需外接元件，輸出頻率和相位都可通過軟件編程，易于調(diào)節(jié)，頻率寄存器是28位的，主頻時鐘為25MHz時，精度為0.1Hz，主頻時鐘為1MHz時，精度可以達到0.004Hz。可以通過3個串行接口將數(shù)據(jù)寫入AD983，這3個串口的最高工作頻率可以達到40MHz，易于與DSP和各種主流微控制器兼容。AD9833的工作電壓范圍為2.3V-5.5V。AD9833還具有休眠功能，可使沒被使用的部分休眠，減少該部分的電流損耗，例如，若利用AD9833輸岀作為時鐘源，就可以讓DAC休眠，以減小功耗，該電路采用10引腳MSOP型表面貼片封裝，體積很小。

AD9833特點

• 頻率和相位可數(shù)字編程
• 工作電壓為3V時，功耗僅為20mW
• 輸出頻率范圍為OHz-12.5MHz
• 頻率寄存器為28位(在25Mz的參考時鐘下，精度為0.1Hz)
• 可選擇正弦波、三角波、方波輸出
• 無需外界元件
• 3線SPI接口
• 溫度范圍為-40℃- 105℃

總結(jié)一下就是：這個模塊與單片機之間是通過SPI通信的方式，通過對芯片內(nèi)部寄存器的操作可以調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù)頻率和相位。可輸出的頻率范圍是0—12.5MHZ。可以輸出正弦波、三角波和方波。

AD9833模塊電路圖

為了使大家比較好理解，我直接截取的成品模塊原理圖?？梢钥吹紸D9833是一塊完全集成的DDS，僅需要1個外部參考時鐘、1個低精度電阻器和一個解耦電容器就能產(chǎn)生高達12.5Mz的正弦波。AD933的核心是28位的相位累加器，它由加法器和相位寄存器組成，每來1個時鐘，相位寄存器以步長增加，相位寄存器的輸岀與相位控制字相加后輸入到正弦査詢表地址中。正弦査詢表包含1個周期正弦波的數(shù)字幅度信息，每個地址對應(yīng)正弦波中0°-360°范圍內(nèi)的1個相位點。下面這張圖來自AD9833的數(shù)據(jù)手冊，可以看到每個引腳的功能說明都非常詳細，再配合上圖的電路原理圖就可以一目了然了！

接下來就是單片機如何與芯片的引腳相連，以及如何寫驅(qū)動代碼了。

6、AD9833驅(qū)動代碼

一般你在網(wǎng)上買到模塊后，賣家一都會送你實例代碼，可能實例代碼與你所用的單片機型號不同。但是大致的思路框架是一樣的，下面就以安富萊家的AD9833代碼為例。說明：他家的平臺是STM32F407，也許你用的F103系列或者MSP430，但是驅(qū)動代碼都是的。你完全可以把驅(qū)動代碼的.c和.h文件導(dǎo)入到你的項目中即可。

功能描述

AD9833有3根串行接口線，與SPI、QSPI、DSP接口標準兼容，在串口時鐘SCLK的作用下，數(shù)據(jù)是以16位的方式加載到設(shè)備上，F(xiàn)SYNC引腳是片選使能引腳，電平觸發(fā)方式，低電平有效。進行串行數(shù)據(jù)傳輸時，F(xiàn)SYNC引腳必須置低，要注意 FSYNC有效到SCLK下降沿的建立時間的最小值。FSYNC置低后，在16個SCLK的下降沿數(shù)據(jù)被送到AD9833的輸入移位寄存器，在第16個SCLK的下降沿FSYNC可以被置高，但要注意在SCLK下降沿到FSYC上升沿的數(shù)據(jù)保持時間的最小和最大值。當然，也可以在 FSYNC為低電平的時候，連續(xù)加載多個16位數(shù)據(jù)，僅在最后一個數(shù)據(jù)的第16個SCLK的下降沿的時將 FSYNC置高，最后要注意的是，寫數(shù)據(jù)時SCLK時鐘為高低電平脈沖，但是，在 FSYNC剛開始變?yōu)榈蜁r，(即將開始寫數(shù)據(jù)時)，SCLK必須為高電平(注意t11這個參數(shù))。當AD9833初始化時，為了避免DAC產(chǎn)生虛假輸出，RESET必須置為1（RESET不會復(fù)位頻率、相位和控制寄存器），直到配置完畢，需要輸出時才將 RESET置為0；RESET為0后的8-9個MCLK時鐘周期可在DAC的輸出端觀察到波形。AD9833寫入數(shù)據(jù)到輸出端得到響應(yīng)，中間有一定的響應(yīng)時間，每次給頻率或相位寄存器加載新的數(shù)據(jù)，都會有7-8個MCIK時鐘周期的延時之后，輸出端的波形才會產(chǎn)生改變，有1個MCLK時鐘周期的不確定性，因為數(shù)據(jù)加載到目的寄存器時，MCLK的上升沿位置不確定。既然模塊要與單片機相連那肯定首先要確定使用那幾個引腳，因為他們之間是通過3線的SPI方式通信的。

初始化GPIO

*?定義GPIO端口?*/
#define?RCC_SCLK??RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define?PORT_SCLK?GPIOB
#define?PIN_SCLK?GPIO_Pin_3

#define?RCC_SDATA??RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define?PORT_SDATA?GPIOB
#define?PIN_SDATA?GPIO_Pin_5

/*?片選?*/
#define?RCC_FSYNC??RCC_AHB1Periph_GPIOF
#define?PORT_FSYNC?GPIOF
#define?PIN_FSYNC?GPIO_Pin_7

/*?定義口線置0和置1的宏?*/
#define?FSYNC_0()?PORT_FSYNC->BSRRH?=?PIN_FSYNC
#define?FSYNC_1()?PORT_FSYNC->BSRRL?=?PIN_FSYNC

#define?SCLK_0()?PORT_SCLK->BSRRH?=?PIN_SCLK
#define?SCLK_1()?PORT_SCLK->BSRRL?=?PIN_SCLK

#define?SDATA_0()??PORT_SDATA->BSRRH?=?PIN_SDATA
#define?SDATA_1()??PORT_SDATA->BSRRL?=?PIN_SDATA

void?bsp_InitAD9833(void)
{
?GPIO_InitTypeDef?GPIO_InitStructure;

?FSYNC_1();?/*?FSYNC?=?1?*/

?/*?打開GPIO時鐘?*/
?RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_SCLK?|?RCC_SDATA?|?RCC_FSYNC,?ENABLE);

?/*?配置幾個推挽輸出IO?*/
?GPIO_InitStructure.GPIO_Mode?=?GPIO_Mode_OUT;??/*?設(shè)為輸出口?*/
?GPIO_InitStructure.GPIO_OType?=?GPIO_OType_PP;??/*?設(shè)為推挽模式?*/
?GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd?=?GPIO_PuPd_NOPULL;?/*?上下拉電阻不使能?*/
?GPIO_InitStructure.GPIO_Speed?=?GPIO_Speed_25MHz;?/*?IO口最大速度?*/

?GPIO_InitStructure.GPIO_Pin?=?PIN_SCLK;
?GPIO_Init(PORT_SCLK,?