寫在前面 --Fraay

大家好我又來了，本次帶來的是AD9910模塊的資料手冊、使用方法詳解，以及如何根據AD9910的原理進行編程，實作DDS的功能，這次文章可以說是對資料手冊的一個整理，也是對我自己這一階段學習的一個記錄，

其實網上有現成的例程供各位參考，甚至只需要修改引腳便可使用，但是本著學習的態度，還是很有必要深入了解資料手冊，并且對應著資料手冊來看別人代碼的底層，是如何控制相應暫存器來完成功能的，這也是可編程芯片的魅力所在吧！

硬體/軟體準備

使用的是康威電子的AD9910模塊，淘寶店有賣的，如圖

這個板子300+的價格，工藝是十分精良的，有條件的可以入手一塊；條件不夠可以不買，僅僅來學習也是非常好的一個平臺，

（千萬不要試圖自己用覆銅板做，因為會出現很多pcb布局布線的問題，導致失敗，畢竟單獨的AD9910芯片價格也在100+）

單片機我選擇的是STM32ZET6，不過這個并不是必須的，只是因為我開發板恰好是這個型號的，控制這個模塊只需要13個（大約）管腳就夠了用萬能的C8T6也可以實作，

軟體我使用的是CUBEMX，我沒有工程模板并且很懶CUBEMX有強大的代碼自動配置功能，并且十分穩定不會出錯，代碼系統化，可維護性高，使用十分方便，

硬體介紹

如圖

資料手冊詳述（部分功能）

AD9910的資料手冊英文版一共65頁，我學習的時候是硬啃的，現在好在有中文翻譯版，我就按照中文版進行再次翻譯成人話（我認為能被更好的理解的并表達方式）不過大家有時間還是應該多多訓練閱讀英文資料手冊的能力，

總體概述

如圖，說白了就是最多400M的模擬輸出；串行/并行資料通信；掃頻/掃幅等；應用領域：本振產生；雷達的線性調頻chrip的生成等，

管腳

先跳過管腳的含義，因為管腳配置跟完成的功能息息相關，100+個管教很多都是可以固定配置死的，而且若詳細描述各個管腳篇幅過長，所以在應用中講配置管腳，

作業模式

重點來了，AD9910的四種作業模式由于篇幅的考慮，這次文章只記錄最AD9910模塊最實用的單頻調制功能，

單頻調制

說白了就是我直接通過32給他傳資料，規定他的振幅/頻率/相位，他按照我給的引數來輸出相應的正弦波

原理

那我32把資料傳給誰？

答案是8個內部編程暫存器Profile 0-7，

如何選擇我要往那個暫存器里面讀和寫？

答案是利用外部引腳PROFILE[2:0]進行選擇（這就是我之前說的在應用中講管腳）

32在PROFILE輸出000那就是選擇profile0，001->profile1......

并且在下一個時鐘上升沿自動更新profile0-7的資料

AD9910怎么計算輸出的振幅/頻率/相位？

如圖，說白了就是f_sysclk平均分成2^32份，輸出頻率等于FTW *（f_sysclk / 2^32）

此處需要注意的是，FTW是32位的，但是他最多只能表示0-2^31-1這么多的數，因為奈奎斯特采樣頻率的限制，最多取1/2的f_sysclk才能還原信號，

如圖，幅度和相位跟頻率類似，這里的POW就相當于FTW，而ASF表示相對于滿量程的比例因子，輸出的幅度（14位ADC）即

（ASF/2^14）* 滿量程輸出的幅度

寫到這基本單頻調制模式的基礎已經明了了具體步驟如下

配置管腳資訊（32發控制字給dds）使模塊為單頻調制模式->給確定的profile0-7（任意一個即可，不過要和你FROFILE引腳配置的相符）暫存器寫值->發送ioupdate信號更新資料->輸出

通信協議

可以看出32必須要與dds通信才可以實作功能，因此就要涉及串行資料的傳遞（先不考慮并行介面的使用）

這一段話我們知道了通信包含寫指令+寫資料，指令包括地址+讀寫位，并且完成同i性能之后要更新ioupdate

上圖👆是指令的具體格式

上圖👆是相關的通信管腳

說白了就是先要復位ioreset，拉低cs，然后32模擬一個時鐘，MSB/LSB傳輸，每當輸出完成之后要ioupdate

這樣看起來一點都不直觀，那就說一點人話，貼底層發送代碼

//======================八位發送程式================================
void txd_8bit(uchar txdat)
{
	uchar i,sbt;
	sbt=0x80;
	SCLK=0;
	for (i=0;i<8;i++)
	{
		if ((txdat & sbt)==0) 
			AD9910_SDIO=0; 
		else 
			AD9910_SDIO=1;
		SCLK=1;
		sbt=sbt>>1;
		SCLK=0;
	}
}  

代碼+時序圖可以看到：首先sclk=0（空閑），0x80=1000_0000，8個回圈內，把發送陣列跟sbt相與看是否最高位是0（其他位肯定都為0）是的話就操作SDIO=0，否則SDIO=1，然后sclk拉高，資料成功發送，緊接著把sbt右移一位變成0100_0000判斷tsdat第二位，進行發送，以此類推完成8位陣列的發送，可見完全符合上圖的通信協議

給誰通信？

搞明白傳資料的流程之后，下面就要涉及到給誰傳資料？

下面介紹一系列需要通信的暫存器

3個CRF暫存器

上圖三張位于PDF的第50頁，有興趣的話可以看看

CRF我自己的理解就是先對AD9910進行一個模式的配置，不給引數，主要是決定他的初始化設定，具體每一位怎么配置，有什么功能，都在PDF的55頁，這個表格太長了而且很詳細，就不描述了.

但是我們通過這個表格可以知道，我要往0x00/01/02這三個地址依次寫資料，回答了給誰通信的問題，

還是貼底層代碼來看通信程序

//======================ad9910發送cfr控制字=======================
//crf1/2/3的值所代表的含義，在PDF55頁有詳細描述，根據配置需求來
//我這里用的值適應于單頻調制功能
//uchar cfr1[]={0x00,0x40,0x00,0x00};       //cfr1
//uchar cfr2[]={0x01,0x00,0x00,0x00};       //cfr2
//const uchar cfr3[]={0x05,0x0F,0x41,0x32};       //cfr3 40M 輸入時鐘 25倍頻  VC0=101               
                                                  //ICP=001;
void Txcfr(void)
{
	uchar m,k;

	CS=0;
	txd_8bit(0x00);    //cfr1地址
	for (m=0;m<4;m++)
		txd_8bit(cfr1[m]); 
	CS=1;  
	for (k=0;k<10;k++);
	
	CS=0;
	txd_8bit(0x01);    //cfr2地址
	for (m=0;m<4;m++)
		txd_8bit(cfr2[m]); 
	CS=1;  
	for (k=0;k<10;k++);

	CS=0;
	txd_8bit(0x02);    //cfr3地址
	for (m=0;m<4;m++)
		txd_8bit(cfr3[m]); 
	CS=1;
	for (k=0;k<10;k++);

	UP_DAT=1;
	for(k=0;k<10;k++);
	UP_DAT=0;
	delay_ms(1);
}         

上圖👆根據前面的內容不難理解，分別經歷了片選cs，寫命令，寫資料，ioupdate操作，

Profile 0暫存器

把CRF配置好了之后，AD9910初始化也就成功了，已經進入單頻調制功能了

接下來由于總體程式里面寫了PROFILE1/2/3=0，即選中了profile0這個暫存器，所以就要往這個暫存器里面寫資料

上圖👆位profile0的描述，可以看到地址是0x0E，一共64個位，不同的位代表不同的意思，這個就是單頻調制的引數選擇，然后AD9910就會自動按照這個引數產生正弦波，

同樣，貼底層

//===================設定頻率===================//
void Freq_convert(ulong Freq)
{
	ulong Temp;
	if(Freq > 400000000)
		Freq = 400000000;
	Temp=(ulong)Freq*4.294967296; //  4.294967296=(2^32)/1000000000 
                                  //  把1G的內部時鐘分為2^32份
	profile0[7]=(uchar)Temp;     //可以看到profile0在頻率控制字一共有4個位元組
	profile0[6]=(uchar)(Temp>>8);//所以分四次發送
	profile0[5]=(uchar)(Temp>>16);
	profile0[4]=(uchar)(Temp>>24);
	Txprofile();
}

//===================ad9910·發送profile0控制字======================
void Txprofile(void)
{
	uchar m,k;

	CS=0;
	txd_8bit(0x0e);    //profile0地址
	for (m=0;m<8;m++)
		txd_8bit(profile0[m]); //分8次把所有的profile0資料全發送出去
	CS=1;
	for(k=0;k<10;k++);//等待

	UP_DAT=1;
	for(k=0;k<10;k++);//等待
	UP_DAT=0;
	delay_ms(1);
}   

上圖👆只是寫了設定頻率的部分，設定幅度和相位同理，

把這些部分完成之后，AD9910就會以單頻調制的模式輸出固定引數的正弦波，也就達到了dds的基本功能，后面再接混頻電路或者其他的設計都可以，

總結一下，單頻調制的步驟發送cfr1/2/3->發送profile0

結尾

以上內容介紹了單頻調制如何實作，并且講解了底層最重要的代碼的原理，希望大家看了之后會對代碼完成的作業有個具體的認識，后面的RAM、DRG等功能可以參考資料手冊的相關章節，放出我自己的單頻調制程式+資料手冊，如果無法上傳的話，，需要的可以留言，我挨個發，

最后希望能給小丁同學帶來幫助，腳踏實地的學習，

2020.9.20于湖北工業大學