基于单片机的锁相环频率合成器设计毕业设计

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1、基于单片机的锁相环频率合成器设计毕业设计目录摘要IAbstractII1绪论11.1设计背景及意义31.2锁相环频率合成器综述32基于单片机的锁相环频率合成器方案设计与论证42.1课题研究的内容与要求42.2方案的设计与选择42.3设计原理52.3.1锁相环基本原理62.3.2锁相频率合成器的基本原理83基于单片机的锁相环频率合成器设计方案103.1硬件系统的设计103.1.174HC4046103.1.2CD4522153.1.3LCD1602163.1.4AT89C51单片机183.2软件系统设计223.2.1软件系统主程序流程图223.2.2键盘扫描流程图23

2、3.2.3脉冲计数流程图244电路仿真254.1仿真软件介绍254.1.1proteus254.1.2Keil编译软件264.2硬件电路仿真274.2.1锁相环模块274.2.24522分频器模块284.2.3单片机模块294.2.4显示及按键模块30结论31致谢32参考文献33附录34附录AHighSpeedDigitalHybridPLLFrequencySynthesizer34Abstract34IIINTRODUCTION34DH-PLLsynthesizer35Simulationresultsanddiscussion36Conclusion37REF

3、ERENCES37附录B高速数字混合锁相环频率合成器37摘要381简介382.DH-PLL合成器383仿真结果与讨论394结论39参考文献40附录C程序代码40附录D仿真结果441II1绪论锁相环路（PLL）是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统，它在无线电技术的各个领域得到了很广泛的应用。锁相环路有其独特的优良性能，它具有载波跟踪特性，作为一个窄带跟踪滤波器，可提取淹没在噪声之中的信号；用高稳定的参考振荡器锁定，可作提供一系列频率高稳定的频率源；可进行高精度的相位与频率测量等等。它具有调制跟踪特性，可制成高性能的调制器和解调器。它具有低门限特性，可大大改善模

4、拟信号和数字信号的解调质量。70年代以来，随着集成电路技术的发展，逐渐出现了集成的环路部件、通用单片集成锁相环路以及多种专用集成锁相环路，锁相环路逐渐变成了一个成本低、使用简便的多功能组件，这就为锁相技术在更广泛的领域应用提供了条件。锁相原理在数学理论方面，早在30年代无线电技术发展的初期就己出现。1930年己建立了同步控制理论的基础。1932年贝尔赛什(Bellescize)第一次公开发表了锁相环路的数学描述，用锁相环路提取相干载波来完成同步检波。到了40年代，电视接收机的同步扫描电路中开始广泛地应用锁相技术，使电视图像的同步性能得到很大改善。进入50年代，随着空

5、间技术的发展，由杰斐(Jaffe)和里希廷(Rechtin)利用锁相环路作为导弹信标的跟踪滤波器获得成功,并首次发表了包含噪声效应的锁相环路线性理论分析的文章，同时解决了锁相环路最佳化设计问题。在60年代，维特比(Viterbi)研究了无噪声锁相环路的非线性理论问题,并发表“相干通信原理”一书。到70年代林特塞(Lindscy)和查利斯(Charles)进行了有噪声的一阶、二阶及高阶锁相环路的非线性理论分析，并作了大量实验以充实理论分析。当前，随着数字技术的发展及微控制器在电子系统中的广泛应用，在很大程度上改变了传统的设计方法，数字频率合成技术的应用也日益广泛。数字

6、频率合成器应用于通信设备中，使得工作频率的选择变得极为简单而又精确。并且随着大规模集成电路（LSI）技术和单片微机技术的迅速发展，大大促进了数字锁相频率合成器集成化程度的提高和体积的缩小，满足了通信设备的高集成度和超小型化的要求。特别适合某些特殊场合的应用。AT89C51单片机是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnly47Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，AT89C51单片机与工业标准的MCS51指

7、令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51单片机是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。锁相环路具有许多优良特性，它可用于频率合成与交换、自动频率调谐、模拟和数字信号的相干解调、AM波信号的同步检波、数字通信中的位同步提取、锁相稳频、锁相倍频与分频、锁相测速与测距、锁相FM(PM)调制与解调、微波锁相频率源及微波锁相功率放大器等。目前，锁相环路的理论研究正日臻完善，应用范围遍及整个电子技术领域。现在锁相环路正向着集成化、数字化、多用途、系列化、高速度、高性能方向迅速发展且商