基于DDS芯片AD9833的音源发生器设计(2)

AD9833采用10个引脚的MSOP封装形式，采用SPI接口进行控制寄存器和频率寄存器的设置，功能简洁，使用方便，故选用AD9833芯片作为音阶频率发生器。AD9833芯片的引脚图如图2所示。

在主频合适的条件下，通过SPI接口设置频率寄存器和控制寄存器，即能得到理想的信号输出。其输出频率为：
   
2、硬件设计

AD9833芯片有3根串行接口线，与SPI、QSPI、MI－CROWIRE和DSP接口标准兼容，在串口时钟SCLK的作用下，数据以16位的方式加载到设备上，其时序图如图3所示，FSYNC引脚是使能引脚，电平触发方式，低电平有效。进行串行数据传输时，FSYNC引脚必须置低。

本设计中，MCU采用51系列芯片，图4是音源器部分的电路原理图。P1.5、P1.6、P1.7分别与AD9833芯片的FSYN、SCLK、SDA相连，MCU通过模拟SPI的时序，对AD9833芯片的各寄存器进行设置。Y2是一个有源晶振，其第3脚输出频率为4.194 304 MHz的信号，提供给AD9833芯片的主频输入端，AD9833芯片产生的信号通过JP3输出，与音频功放电路相连，通过音频功放驱动扬声器发声。

3、软件实现

本设计中，主频时钟采用4.194 304 MHz。输出频率计算如下：
   
式中，f0为输出频率，fMCLK为主频(4.194 304 MHz)，FREQREG为频率寄存器设置的频率字。频率分辨率为1/64=0.015 625 Hz。

根据上述公式，计算出各音阶对应的频率字参数如表1所示。

控制程序在Keil uv2环境下开发，程序采用汇编语言和C语言混合编程形式实现。实现时序控制部分采用汇编语言，主体部分则采用C语言进行编程。程序主体部分调用时序控制部分时，通过全局字节变量light_o和light_o1传递数据。

时序控制部分程序通过模拟SPI接口时序，完成对DDS芯片内部寄存器的设置，具体程序如下(定义部分略)：
    to_9833:
        setb SCK
        clr CS 
        mov a，light_o
        mov r1，#08h
        call out_SPI
        mov a，light_o1
        mov r1，#08h
        call out_SPI
        setb CS
        clr SCK
        ret
    out_SPI:
        RLC A
        mov SO，c
        clr  SCK
        setb SCK
        djnz r1，out_SPI
        ret
    程序主体部分中，根据表1将音阶数据定义成一个一维数组：
    code unsigned int music_table[ ]={0x5268，0x5c80，
0x67d3，0x6e00，0x7b78，0x8a97，0x92d5，0xa4d5，0xb8ff，0xcfa7，0xdc00，0xf6f0，}；

主程序的编程框图如图5所示。对AD9833芯片通过写入控制字的方式进行初始化。程序在主循环中运行。主循环对有效按键进行处理，对于有效琴键，调用音阶函数即可。音阶函数如下：(责任编辑：admin)