來源：電子設(shè)計(jì)應(yīng)用 作者：上海海航計(jì)量站 劉金玉

    摘 要： 本文主要介紹了msp430f449單片機(jī)的性能特點(diǎn)，結(jié)合前置雙模分頻器sab6456a和高速數(shù)字分頻器74hc390的典型應(yīng)用，給出了以msp430f449為主控芯片的射頻數(shù)字頻率計(jì)的硬件設(shè)計(jì)和軟件的主程序流程，設(shè)計(jì)出了一種全自動(dòng)、數(shù)顯的射頻頻率計(jì)。

    關(guān)鍵詞：msp430；捕獲；射頻分頻；動(dòng)態(tài)掃描顯示技術(shù)

    本文利用前置分頻器sab6456a和高速數(shù)字分頻器74hc390的分頻功能，結(jié)合新型的msp430f449單片機(jī)，給出了一種新穎的、全自動(dòng)的數(shù)顯測(cè)量射頻頻率的設(shè)計(jì)方案。

    圖1 信號(hào)的前端處理及分頻電路

    主要器件介紹

    msp430f449單片機(jī)

    msp430f449 采用16位risc結(jié)構(gòu)，具有豐富的片內(nèi)外設(shè)和大容量的片內(nèi)工作寄存器和存儲(chǔ)器，性能價(jià)格比很高。它的特點(diǎn)包括：

    · 超低的功耗：能夠在1.8v~ 3.6v的電壓下工作；具有工作模式(am)和5種低功耗模式(lpm)。在低功耗模式下，cpu可以被中斷喚醒，響應(yīng)時(shí)間小于6ps。

    · 較強(qiáng)的運(yùn)算能力：16位的risc結(jié)構(gòu)，豐富的尋址方式；具有16個(gè)中斷源，可以任意嵌套；在8mhz時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下指令周期可達(dá)125ns； 內(nèi)部包含硬件乘法器和大量寄存器，以及多達(dá)64kb的flash程序空間和2kb的ram，為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)算提供了保證。

    · 豐富的片上外設(shè)：包括看門狗定時(shí)器，基本定時(shí)器，比較器，16位定時(shí)器(ta、tb)，串口0、1，液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，6個(gè)8位的i／o端口，12位adc (最高采樣率200khz)等。豐富的片上外設(shè)可以很方便地構(gòu)建一個(gè)較為完整的系統(tǒng)。另外，充分利用計(jì)數(shù)器的多路任意波形產(chǎn)生功能和中斷控制功能，保證了一些復(fù)雜的時(shí)序控制任務(wù)的完成。

    ·方便高效的開發(fā)環(huán)境：msp430f449是flash型器件，片內(nèi)有調(diào)試接口和電可擦寫的flash存儲(chǔ)器，可以先下載程序到flash內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運(yùn)行，由jtag接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計(jì)師調(diào)試。這種方式不需要仿真器和編程器，調(diào)試十分方便。

    前置分頻器sab6456a

    sab6456a是專為uhf/vhf設(shè)計(jì)的前置分頻器。內(nèi)部的mcpin為分頻控制端，可對(duì)頻率范圍為70mhz-1ghz的信號(hào)進(jìn)行64/256分頻，當(dāng)mc pin開路時(shí)為64分頻；當(dāng)mc pin接地時(shí)為256分頻。有較高的靈敏度和較強(qiáng)的諧波抑制能力。

    圖2 單片機(jī)外圍電路

    工作原理

    該設(shè)計(jì)主要分兩部分：分頻和計(jì)數(shù)。首先，輸入信號(hào)限幅后經(jīng)sab6456a分頻，256分頻后的信號(hào)再經(jīng)兩片74hc390高速分頻器進(jìn)行1000分頻，此時(shí)模擬信號(hào)變?yōu)榈皖l數(shù)字信號(hào)，頻率在10khz以下；其次，分頻后的信號(hào)直接接入msp430f449單片機(jī)，利用內(nèi)部的16位定時(shí)器a來定時(shí)和計(jì)數(shù)。該定時(shí)器可分為幾個(gè)部分：計(jì)數(shù)器部分，捕獲/比較寄存器及輸出單元。其中，計(jì)數(shù)器有4種工作模式，3個(gè)捕獲/比較寄存器。利用計(jì)數(shù)器的連續(xù)計(jì)數(shù)模式和上升沿捕獲模式，在定時(shí)器中斷中計(jì)數(shù)n個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)間，再除n得到頻率。

    硬件設(shè)計(jì)

    圖1為信號(hào)的前端處理及分頻設(shè)計(jì)。輸出后的信號(hào)再經(jīng)兩片sn74hc390分頻，sn74hc390是高速分頻器件，最高分頻頻率為50mhz。每片sn74hc390可實(shí)現(xiàn)100分頻，采用兩片串聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的1000分頻，經(jīng)分頻后的數(shù)字信號(hào)頻率較低，約4khz以下，可由單片機(jī)直接計(jì)數(shù)。

    圖2為單片機(jī)外圍電路，包括復(fù)位電路，電源電路和單片機(jī)工作必須的晶振。晶振有8mhz和32.768khz兩種，8mhz 作為定時(shí)器a