基于STC12C5A高精度鐵路移頻發(fā)生器的設(shè)計(jì)

1、基于STC12C5A高精度鐵路移頻發(fā)生器的設(shè)計(jì)摘 要 本文描繪了利用STC12C5A系列單片機(jī)為主控核心和AD9833芯片實(shí)現(xiàn)連續(xù)相位的移頻信號(hào)的設(shè)計(jì)，通過(guò)鐵路專用移頻表的測(cè)量和校驗(yàn)，AD9833在單片機(jī)的控制下所產(chǎn)生的連續(xù)相位的FSK移頻信號(hào)，誤差均在0.1Hz以下，可見(jiàn)該移頻信號(hào)具有極高的精度。關(guān)鍵詞 STC12C5A；鐵路移頻；連續(xù)相位；AD98330 引言文章在對(duì)連續(xù)相位移頻信號(hào)分析的根底上，利用STC12C5A系列單片機(jī)為主控核心和AD9833芯片實(shí)現(xiàn)連續(xù)相位的移頻信號(hào)的設(shè)計(jì)，并使用鐵路專用移頻表進(jìn)展測(cè)量和校驗(yàn)，結(jié)果說(shuō)明，在任何頻率下，該信號(hào)誤差均在0.1Hz以下，可見(jiàn)該移頻信號(hào)具有

2、極高的精度。1 鐵路移頻信號(hào)表達(dá)形式鐵路移頻率信號(hào)的生成方法有很多種，主要采用移頻鍵控生成方法。在移頻軌道電路中，相位連續(xù)2-3的移頻信號(hào)表達(dá)式為1其中，頻率偏移量為瞬時(shí)相位可由載波信號(hào)經(jīng)低頻調(diào)制后計(jì)算得出：22 利用單片機(jī)產(chǎn)生鐵路移頻信號(hào)2.2 AD9833芯片AD9833采用先進(jìn)的直接數(shù)字合成技術(shù)集成高性能10位DAC的DDS芯片5，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制，結(jié)合時(shí)鐘源，方便實(shí)現(xiàn)各種調(diào)制方式輸出信號(hào)，如QAM、FSK、PSK和GMSK等。2.3 連續(xù)相位FSK信號(hào)圖1 系統(tǒng)連接圖當(dāng)FSYNC為低電平時(shí)，向AD9833寫入信號(hào)，SCLK信號(hào)在下一個(gè)脈沖的下降沿讀入第一位，在隨后的16個(gè)下降沿脈沖中

3、讀入16位數(shù)據(jù)，接著置SCLK為高電平，SDATA為串行數(shù)據(jù)輸入端。單片機(jī)通過(guò)采集處編碼的變化，用于控制對(duì)應(yīng)的上、下邊頻頻率控制字，并送入相應(yīng)的存放器FREQ0和FREQ1中，以便輸出不同的載頻信號(hào)。2.4 軟件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，采用模塊化進(jìn)展軟件設(shè)計(jì)，由以下幾個(gè)模塊組成，初始化程序模塊、單片機(jī)控制程序模塊和定時(shí)中斷程序模塊。初始化程序模塊主要的任務(wù)是單片機(jī)初始化設(shè)置和AD9832初始化配置。系統(tǒng)上電后，采用查詢方法對(duì)外界編碼條件進(jìn)展掃描，讀取相應(yīng)的電平信號(hào)，當(dāng)外界編碼條件沒(méi)有發(fā)生改變時(shí)，單片機(jī)送頻率控制字，當(dāng)外界編碼條件被改變時(shí)，那么重新送不同的頻率控制字；并輸出移頻信號(hào)，直到定時(shí)時(shí)間到，

4、如圖2軟件流程圖。圖2 軟件流程圖3 實(shí)驗(yàn)分析表1 理論載頻與實(shí)測(cè)載頻Hz理論載頻 實(shí)測(cè) 誤差UM71 1700 1700±0.15 ±0.152300 2300±0.22 ±0.222600 2600±0.11 ±0.11國(guó)產(chǎn)移頻 550 550±0.09 ±0.09750 750±0.23 ±0.23850 850±0.16 ±0.16表2 理論低頻與實(shí)測(cè)低頻Hz理論低頻 實(shí)測(cè) 誤差10.3 10.3±0.08 ±0.0811.4 11.4±

5、0.04 ±0.0413.6 13.6±0.01 ±0.0114.7 14.7±0.05 ±0.0516.9 16.9±0.01 ±0.0118.0 18.0±0.08 ±0.0819.1 19.1±0.06 ±0.0620.2 20.2±0.04 ±0.0422.4 22.4±0.01 ±0.0123.5 23.5±0.02 ±0.0224.6 24.6±0.05 ±0.0525.7 25.7±

6、0.04 ±0.0426.8 26.8±0.08 ±0.0827.9 27.9±0.05 ±0.0529.0 29.0±0.02 ±0.024 結(jié)論本文分析了利用STC12C5A系列單片機(jī)為主控核心和AD9833芯片實(shí)現(xiàn)連續(xù)相位的移頻信號(hào)的設(shè)計(jì)，AD9833在單片機(jī)的控制下產(chǎn)生具有連續(xù)相位的FSK移頻信號(hào)，通過(guò)鐵路專用移頻表進(jìn)展測(cè)量和校驗(yàn)，結(jié)果說(shuō)明，在任何頻率下，該信號(hào)誤差均在0.1Hz以下，具有極高的精度。與鐵路運(yùn)輸需要相一致，可以應(yīng)用到鐵路信號(hào)系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)2劉榮，程蔭杭.相位連續(xù)移頻信號(hào)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)J.鐵道學(xué)報(bào)，2004，26.3莫振棟，趙中華.基于MSP430單片機(jī)相位連續(xù)的ZPW2000軌道電路移頻信號(hào)產(chǎn)生J.科學(xué)技術(shù)與工程，2021，9.4宏晶科技， ：/ stcmcu /.5 ：/ analog /zh/digital- to-analog-converters/direct-digi