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2。系统硬件设计部分

2。1 微控制器控制电路

2。1。1 微控制器 ARM LPC2138 概述

微控制器负责整个信号发生电路的数据收集，以及输出信号频率、相位和增益控制，是整 个电路的“大脑”核心。考虑到高性能、低成本、响应速度等要求，设计采用飞利浦半导体 公司生产的 ARM 内核芯片 LPC2138 做控制电路核心芯片。论文网

LPC2138 是基于一个实时仿真和嵌入式跟踪的 32/16 位 ARMTDMI-STMCPU 的微控制器, 并有 32kB、64kB、512kB 嵌入的高速 Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速 结构，32 位代码能在最大时钟速率下运行。比较小的封装和较低的功耗使得 LPC2138 理想的 应用于小型系统中[4]。

2。1。2 ARM 控制电路

LPC2138 通过 IO 端口写入控制字，分别控制 DDS 芯片 AD9859 调节信号频率、相位和芯片

AD8370 改变幅度增益。LPC2138 芯片管脚连接如图 2-1 所示。

图 2-1 LPC2138 管脚连接图

图 3-1 中，XTAL1、XTAL2 是外部晶振接口，连接一频率为 11。0592Mhz 的晶振，为整个

ARM 控制电路提供基准频率。

TDI、TCK、TMS、RESET、TDO、nTRST 为 JTAG 调试接口：TDI 全称 Test Data Input， 是调试数据接入接口。TDI 接口可以通过串行输入接收需要输入到指定寄存器的数据。TCK 全称 Test Clock Input，负责为调试接口的串行通讯提供一参考时钟频率。TMS 全称 Test Mode Selection Input，在 TCK 信号的上升沿有效，TMS 信号可以用来控制 TAP 状态机的转换。TDO 全称是 Test Data Output，是调试数据输出接口，所有需要从寄存器输出的数据都是通过该端 口通过串行通讯一位一位输出的。nTRST 与所需调试板的复位接口直接相连，可以控制目标 板的芯片直接复位，在该设计中 nTRST 与 RESET 引脚空接，为防止误触，将接口处两引脚 直接通过一电阻短接在一起，如图 3-2 所示。JTAG 调试接口引脚连接如图 2-2 所示[5]。

图 2-2 ARM_JTAG 调试接口电路

UART0_TXD 和 UART0_RXD 以及 UART1_TXD 和 UART1_RXD 两对引脚是 ARM 通用 串口引脚。UART0_TXD 和 UART1_TXD 负责发送串行数据，UART0_RXD 和 UART1_RXD 负责接收串行数据，该引脚外接 PC 或其他设备，接收控制指令，经过计算得出控制字，再 经由 I/O 接口控制 AD9859 和 AD8370 以得到不同频率、相位和幅度的信号。

DDS_SCK,DDS_SDO,DDS_CS*,DDS_SDIO,DDS_IO_UPDAT,DDS_RST 负责控制直接数

字频率合成芯片 AD9859 产生特定频率和相位的信号。引脚具体功能请参见 DDS 相关章节。

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2。1。3 串口通讯和芯片引脚连接

ARM 串行接口连接如图 2-3 所示。

图 2-3 串口引脚连接图

MAX3232 采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷泵在 3。0V 至 5。5V 电源供电时能够 实现真正的 RS-232 性能，器件仅需四个 0。1uF 的外部小尺寸电荷泵电容。MAX3232 确保在 120kbps 数据速率，同时保持 RS-232 输出电平。文献综述

MAX3232 具有二路接收器和二路驱动器，提供 1uA 关断模式，有效降低功效并延迟便携 式产品的 电池使用寿命。关断模式下，接收器保持有效状态，对外部设备进行监测，仅消耗 1uA 电源电流，MAX3232 的引脚、封装和功能分别与工业标准 M A X242 和 MAX232 兼容。 即使工作在高数据速率下，MAX3232 仍然能保持 RS-232 标准要求的正负 5。0V 最小发送器输 出电压。

2。2 DDS 波形生成电路

2。2。1 DDS 原理介绍