【摘 要】本文提出基于EPLD實現(xiàn)的頻率合成器控制方案，有利于統(tǒng)一頻率合成器與CPU控制軟件的接口，屏蔽了集成電路的差異化對CPU控制軟件的影響，而且定時準確。

【關(guān)鍵詞】EPLD，頻率合成器的控制，控制接口

1概述

現(xiàn)在的頻率合成器大都采用了DDS（數(shù)字直接頻率合成）和PLL（鎖相環(huán)）技術(shù)，這兩種集成電路芯片一般都通過串行接口或并行接口與CPU相連，由CPU通過控制軟件實現(xiàn)初始化以及DDS中相位累加量的生成。此方法中CPU控制軟件、接口電路、和頻率合成器之間存在相互牽制問題：一旦CPU控制軟件的送數(shù)方式、接口電路確定了，頻率合成器只能使用限定的DDS和PLL集成電路；想要更新DDS和PLL集成電路，必須改變CPU軟件的送數(shù)方式，有可能還要更改接口方式。另外還存在定時不準的問題。

通過EPLD實現(xiàn)對頻率合成器的控制易于統(tǒng)一頻率合成器與CPU控制軟件的接口，屏蔽了集成電路的差異化對CPU控制軟件的影響，大大減輕CPU的負擔(dān)，而且定時準確。便于實現(xiàn)產(chǎn)品模塊化設(shè)計，提高可互換性。

2方案

2.1頻率合成器的設(shè)計需求

本文中涉及的頻率合成器包括基準頻率源、控制接口、DSP時鐘鎖相環(huán)、DDS時鐘鎖相環(huán)、DDS（數(shù)字直接頻率合成）、第一本振鎖相環(huán)、第二本振鎖相環(huán)七個部分，產(chǎn)生DSP時鐘、第一本振、第二本振三個信號，分別送往相應(yīng)的電路。工作原理框圖見圖1。

2.2主控CPU與頻率合成器的接口協(xié)議

CPU采用4位BCD碼發(fā)送數(shù)據(jù)，依次送1Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz、1MHz、10MHz、100MHz的數(shù)據(jù)至頻率合成器單元，圖2是CPU給頻率合成器送數(shù)時序圖。

2.3控制接口

該頻率合成器的控制接口主要由ALTERA公司的EPLD器件EPM7512以及一些外圍電路構(gòu)成，EPLD內(nèi)部原理框圖見圖3，配置電路圖見圖4，外圍電路圖見圖5。

EPLD在其內(nèi)部轉(zhuǎn)換產(chǎn)生相應(yīng)的時鐘信號、片選信號、數(shù)據(jù)信號，通過集成DDS芯片和PLL芯片所要求的接口形式分時給DDS和三個PLL（第二本振鎖相環(huán)、DSP時鐘鎖相環(huán)、DDS時鐘鎖相環(huán)）送初始化數(shù)據(jù)，使之完成初始化。這時頻率合成器就處于工作狀態(tài)，各鎖相環(huán)鎖定。DDS芯片工作電路見圖5，集成鎖相環(huán)芯片工作電路見圖6。

工作中當(dāng)EPLD接收CPU送入的面板頻率，并且根據(jù)面板頻率產(chǎn)生波段選擇碼，控制第一本振鎖相環(huán)中的相應(yīng)波段的VCO工作。同時對CPU送入的面板頻率進行存儲、運算后送往DDS數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，最后以DDS所需格式輸出到DDS芯片，使之產(chǎn)生相應(yīng)的頻率。

各個鎖相環(huán)的工作狀態(tài)指示輸入到EPLD相應(yīng)的I/O口，再送給外圍電路連接的失鎖指示燈，鎖相環(huán)失鎖時，對應(yīng)的失鎖指示燈被點亮，正常工作時失鎖指示燈熄滅。

EPLD在其內(nèi)部轉(zhuǎn)換產(chǎn)生相應(yīng)的時鐘信號、片選信號、數(shù)據(jù)信號，通過集成DDS芯片和PLL芯片所要求的接口形式分時給DDS芯片和三個PLL芯片（第二本振鎖相環(huán)、DSP時鐘鎖相環(huán)、DDS時鐘鎖相環(huán)）送初始化數(shù)據(jù)，使之完成初始化。這時頻率合成器就處于工作狀態(tài)，各鎖相環(huán)鎖定。

工作中當(dāng)EPLD接收CPU送入的面板頻率，并且根據(jù)面板頻率產(chǎn)生波段選擇碼，控制第一本振鎖相環(huán)中的三個VCO的工作。同時對CPU送入的面板頻率進行存儲、運算后送往DDS數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，最后以DDS所需格式輸出到DDS芯片，使之產(chǎn)生相應(yīng)的頻率。

各個鎖相環(huán)的工作狀態(tài)，鎖定、失鎖指示通過相應(yīng)的fo/ld接口送至EPLD，EPLD，工作中當(dāng)EPLD接收CPU送入的面板頻率，并且根據(jù)面板頻率產(chǎn)生波段選擇碼，控制第一本振鎖相環(huán)中的三個VCO的工作。同時對CPU送入的面板頻率進行存儲、運算后送往DDS數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，最后以DDS所需格式輸出到DDS芯片，使之產(chǎn)生相應(yīng)的頻率。

3結(jié)束語

通過EPLD實現(xiàn)對頻率合成器的控制，是對傳統(tǒng)的CPU控制模式的補充和改進?？梢院喕徒y(tǒng)一頻率合成器與CPU控制軟件的接口，屏蔽了集成電路的差異化對CPU控制軟件的影響，并且定時準確，便于實現(xiàn)產(chǎn)品模塊化設(shè)計，提高了靈活性，易于將來的維護升級。