ＡＤ９８５０ ＤＤＳ-ＶＦＯの実験
↑ この状態で入手しました
以前にヤフオクで仕入れていた安価なＤＤＳモジュールです
秋月やＡｉｔｅｎｄｏにもDDSモジュールは売っていますが、結構高価だったりします
以前オークションで比較的安価に出品されていたので、落札してました。
入手後しばらく部品箱に転がっていましたけど・・・
今回ようやく日の目を見る事となりました。
いわゆる中華DDSなので、どうなるか解りませんが、まずは弄ってみる事にしました。
今回はただの動作実験が目的なので、気負わずお手軽に行ってみます。
参考文献
ＡＤ９８５０データシート ＡＮＡＬＯＧ ＤＥＶＩＣＥＳ
モジュール回路図等はＡｉｔｅｎｄｏの商品ページリンクより
秋月やＡｉｔｅｎｄｏにもDDSモジュールは売っていますが、結構高価だったりします
以前オークションで比較的安価に出品されていたので、落札してました。
入手後しばらく部品箱に転がっていましたけど・・・
今回ようやく日の目を見る事となりました。
いわゆる中華DDSなので、どうなるか解りませんが、まずは弄ってみる事にしました。
今回はただの動作実験が目的なので、気負わずお手軽に行ってみます。
参考文献
ＡＤ９８５０データシート ＡＮＡＬＯＧ ＤＥＶＩＣＥＳ
モジュール回路図等はＡｉｔｅｎｄｏの商品ページリンクより
↑ モジュールと基板の接続回路
↑ 基板に乗せました
このままでは使いづらいので、秋月のC基板に乗せて、接続用ピンを配置
↑ 基板背面
配線箇所が見えますでしょうか?
上の画像と左右は同じ
上画像の手前が、この画像の上側です
↑ 汎用ＣＰＵ基板にＰＩＣと各配線
ＰＩＣ２０ピン用ＣＰＵモジュール基板使用
汎用ですので、接続ピンが出ているだけ
しかし、使い勝手の良い基板です
↑ ロータリーエンコーダモジュール
↑ ８ビットＬＥＤ付ジャンパピンモジュール
回路図上ではロータリースイッチとなっていますが、その代わりに使用、６ビット分使います
↑ ＬＥＤ付ボリウムモジュール
ＲＩＴの代わりに使用します
スイッチはＲＩＴスイッチとなります
↑ ＣＰＵ周囲回路図
２０ピンのＰＩＣ１６Ｆ１８２８使用
すべてのI/Oピンに機能を割り振っています
２８ピンで構成した方が良かったかも
↑ 全体構成画像
画像中央のＲＥがメインダイヤル
ＲＳＷは１０ＨＺステップのつもり
ＲＩＴはＯＮ状態
出力周波数は１０ＭＨＺ
画像右上は、表示切替ＳＷのつもり
この４ビットタクトスイッチの一番左を押すと、
ＲＩＴ周波数に表示が瞬時に切り替わります
離すと瞬時に元に戻ります
実験ハードウエア概要
（１）ＤＤＳモジュールを乗せる基板の製作
購入したモジュールのままでは扱いずらいので、基板上にAD9850モジュールを差し込み、
PIC基板への接続コネクタを取り付けた、DDS基板構成とします。
今回、実際に製作した物は、このDDS基板のみと言う、超手抜き試作です。
（２）汎用２０ピンＰＩＣモジュール
今回使用ＰＩＣは２０ピンの１６Ｆ１８２８です
（３）ロータリーエンコーダモジュール
以前にも使用しています
（４）８ビット ジャンパピン モジュール
ロータリースイッチ代わりに使用
（５）ＶＲモジュール
ＲＩＴ動作用に使用
（６）８桁７セグLEDモジュール
AitendoのSPI７セグLEDモジュール、何度か使用しています
（７）その他
電源分配モジュール、
それぞれを接続コードで結線すると左記の回路図となります。
（１）ＤＤＳモジュールを乗せる基板の製作
購入したモジュールのままでは扱いずらいので、基板上にAD9850モジュールを差し込み、
PIC基板への接続コネクタを取り付けた、DDS基板構成とします。
今回、実際に製作した物は、このDDS基板のみと言う、超手抜き試作です。
（２）汎用２０ピンＰＩＣモジュール
今回使用ＰＩＣは２０ピンの１６Ｆ１８２８です
（３）ロータリーエンコーダモジュール
以前にも使用しています
（４）８ビット ジャンパピン モジュール
ロータリースイッチ代わりに使用
（５）ＶＲモジュール
ＲＩＴ動作用に使用
（６）８桁７セグLEDモジュール
AitendoのSPI７セグLEDモジュール、何度か使用しています
（７）その他
電源分配モジュール、
それぞれを接続コードで結線すると左記の回路図となります。
↑ 実験状態で、左側はＲＦ出力
左側配線は画像上から、
Ｄ７（ＤＡＴ） 白コード
Ｗ＿ＣＬＫ（ＣＬＫ） オレンジコード
ＦＱ＿ＵＰ（ＬＡＴ） 茶コード
ＲＥＳＥＴ（ＲＥＳＥＴ） 緑コード
ＶＣＣ 赤コード
ＧＮＤ 青コード
↑ ＤＤＳ出力周波数
１０ＭＨＺの出力周波数です。
電源投入から、数十ＨＺ動きます。
周波数が安定するまで、数時間を要します。
室内温度によっても、結構変移します
↑ ＤＤＳ出力波形
１０ＭＨＺの出力周波数です。
２００ｍＶ／ＤＩＶ、５０ｎｓ
ＴＲＩＯのテストオシレータと比較して、
輝線が太めで、少々波形も波打っている
感じがしますが・・・
ＡＤ９８５０モジュールの概要
入手したモジュールの姿かたちは、Aitendoで売っている同名DDSモジュールと
かなり似ています。
しかし、Aitendoの販売価格と比較して、当局の入手価格はかなり安価なので、
当局入手品はバチモンかも・・・ (^_^;)
まずは、その商品ページに記載されている資料やリンクを参照しています。
資料が英文なので、英語力の無い当局ではすべてを読んで理解するのは不可能です
断片的にＷｅｂｌｉｏを利用して翻訳、勝手に解釈しています。
回路図をざっと眺めると、AD9850中心に周辺CR類およびLPFが乗っています。
基板上X'TAL発振器は125MHZで、微調整は不可の様です・・・
制御はパラレルあるいはシリアルデータ転送でコマンドを送るみたいで、
シリアル制御は３線SPIの様な感じです。
今回は、このシリアルデータ転送を使用する事とします。
コマンドやデータは４０ビット（５バイト分）で１パケットとなるようです。
そのうち、周波数データは３２ビット、その他は各種設定ビットの様です。
シリアル制御ピン
ＰＩＣ側（任意Ｉ／Ｏピン） モジュール側
ＤＡＴ Ｄ７（Ｊ５－６）
ＣＬＫ Ｗ＿ＣＬＫ（Ｊ５－５）
ＬＡＴ ＦＱ＿ＵＰ（Ｊ５－４）
ＲＥＳＥＴ ＲＥＳＥＴ（Ｊ５－３）
ＡＤ９８５０モジュール各ピン用法概要
注意
この記載事項について、当局では一切の責任を負いません。
Ｊ１ シリアル／パラレル切替
ＯＮ（ショート）で使用
Ｊ２ 矩形波出力
ＯＦＦ（オープン）で使用
Ｊ３ ＤＡＣ電流
ＯＮ（ショート）で使用
Ｊ４ ＬＰＦを通らないＤＡＣ出力
使用しない
Ｊ５ 各種制御
－７ ＧＮＤ
－６ Ｄ７（シリアルデータ入力）
－５ Ｗ＿ＣＬＫ（シフトレジスタへ書込みクロック）
－４ ＦＱ＿ＵＰ（シフトレジスタのラッチアップ）
－３ ＲＥＳＥＴ
－２ ＶＣＣ
－１ Ｖ－ＡＤＪ（内部でＪ３－１と接続、Ｊ３でＧＮＤに落とします）
※ 基板上から見てX'TAL側から１ピン
Ｊ６ パラレルデータピン（使用しませんが、ポート値＝ｘ３Ｈ固定）
－７ Ｄ６
－６ Ｄ５
－５ Ｄ４
－４ Ｄ３
－３ Ｄ２（内部でＪ１－２と接続、Ｊ１でＧＮＤに落とします））
－２ Ｄ１（内部プルアップ済、ピン解放で１のままとなる）
－１ Ｄ０（内部プルアップ済、ピン解放で１のままとなる）
※ 基板上から見てX'TAL側から１ピン
Ｊ７ 出力ピン（３，４，５ピンを出力に使用、他は使用しない））
－７ コンパレータ入力
－６ コンパレータ電位
－５ ＧＮＤ
－４ 正弦波出力（ＲＦ出力として使用）
－３ ＧＮＤ
－２ 矩形波２出力
－１ 矩形波１出力
※ 基板上から見てX'TAL側から１ピン
また、今回表示にはAitendoのSPI接続８桁７セグLEDを使用します。
よって、PIC側ではSPIバスを２ポート用意する必要があります。
ＶＦＯ周波数表示を、見ずらい液晶モジュールで行う気がしません。
ロータリーエンコーダと設定スイッチをいくつか使用します。
主用途としてはVFOと言う事になりますので、HF帯を生成できればOKと言う事になります。
まさかこれでAMラジオの局発には使用しないでしょう
命令パケット（命令ワード）送信方法の実験
ＰＩＣ側 － ＡＤ９８５０側
ＤＡＴ Ｄ７
ＣＬＫ Ｗ＿ＣＬＫ
ＬＡＴ ＦＱ＿ＵＰ
命令送信シーケンス
概要
Ｗ０はパラレル受信モードでの最初のコマンドワード（８ｂｉｔ）
シリアル受信モードにする場合、最初はＷ０＝ｘ３Ｈとし、レジスタにロード、
そして、ラッチさせると、シリアル受信モードとなる
パラレル入力ポートはハードウエアでｘ３Ｈとなる様に設定されている
その後は４０ビットのデータをＬＳＢより送信する。
①ＬＡＴ＝Ｌ、ＣＬＫ＝Ｌ、Ｗ０＝ｘ３Ｈ（パラレル値固定なのでデータ設定は不要）
②ＣＬＫ１パルス送信（Ｌ→Ｈ→Ｌ）
③ＬＡＴ１パルス送信（イネーブル シリアルモード）
④ＤＡＴにデータビットを提示、（bit0からbit39まで順番に提示）
⑤ＣＬＫ＝Ｌ→Ｈ（シフトレジスタにデータビットをロード）
⑥ＣＬＫ＝Ｈ→Ｌ、④に行く、これを４０回繰り返す。
４０ビット分がシフトレジスタにロードされたら⑦に行く
⑦ＬＡＴ＝Ｌ→Ｈ、４０ビットのワードがラッチされる。
⑧必要に応じて次のワードを送信するため、④に行く
入手したモジュールの姿かたちは、Aitendoで売っている同名DDSモジュールと
かなり似ています。
しかし、Aitendoの販売価格と比較して、当局の入手価格はかなり安価なので、
当局入手品はバチモンかも・・・ (^_^;)
まずは、その商品ページに記載されている資料やリンクを参照しています。
資料が英文なので、英語力の無い当局ではすべてを読んで理解するのは不可能です
断片的にＷｅｂｌｉｏを利用して翻訳、勝手に解釈しています。
回路図をざっと眺めると、AD9850中心に周辺CR類およびLPFが乗っています。
基板上X'TAL発振器は125MHZで、微調整は不可の様です・・・
制御はパラレルあるいはシリアルデータ転送でコマンドを送るみたいで、
シリアル制御は３線SPIの様な感じです。
今回は、このシリアルデータ転送を使用する事とします。
コマンドやデータは４０ビット（５バイト分）で１パケットとなるようです。
そのうち、周波数データは３２ビット、その他は各種設定ビットの様です。
シリアル制御ピン
ＰＩＣ側（任意Ｉ／Ｏピン） モジュール側
ＤＡＴ Ｄ７（Ｊ５－６）
ＣＬＫ Ｗ＿ＣＬＫ（Ｊ５－５）
ＬＡＴ ＦＱ＿ＵＰ（Ｊ５－４）
ＲＥＳＥＴ ＲＥＳＥＴ（Ｊ５－３）
ＡＤ９８５０モジュール各ピン用法概要
注意
この記載事項について、当局では一切の責任を負いません。
Ｊ１ シリアル／パラレル切替
ＯＮ（ショート）で使用
Ｊ２ 矩形波出力
ＯＦＦ（オープン）で使用
Ｊ３ ＤＡＣ電流
ＯＮ（ショート）で使用
Ｊ４ ＬＰＦを通らないＤＡＣ出力
使用しない
Ｊ５ 各種制御
－７ ＧＮＤ
－６ Ｄ７（シリアルデータ入力）
－５ Ｗ＿ＣＬＫ（シフトレジスタへ書込みクロック）
－４ ＦＱ＿ＵＰ（シフトレジスタのラッチアップ）
－３ ＲＥＳＥＴ
－２ ＶＣＣ
－１ Ｖ－ＡＤＪ（内部でＪ３－１と接続、Ｊ３でＧＮＤに落とします）
※ 基板上から見てX'TAL側から１ピン
Ｊ６ パラレルデータピン（使用しませんが、ポート値＝ｘ３Ｈ固定）
－７ Ｄ６
－６ Ｄ５
－５ Ｄ４
－４ Ｄ３
－３ Ｄ２（内部でＪ１－２と接続、Ｊ１でＧＮＤに落とします））
－２ Ｄ１（内部プルアップ済、ピン解放で１のままとなる）
－１ Ｄ０（内部プルアップ済、ピン解放で１のままとなる）
※ 基板上から見てX'TAL側から１ピン
Ｊ７ 出力ピン（３，４，５ピンを出力に使用、他は使用しない））
－７ コンパレータ入力
－６ コンパレータ電位
－５ ＧＮＤ
－４ 正弦波出力（ＲＦ出力として使用）
－３ ＧＮＤ
－２ 矩形波２出力
－１ 矩形波１出力
※ 基板上から見てX'TAL側から１ピン
また、今回表示にはAitendoのSPI接続８桁７セグLEDを使用します。
よって、PIC側ではSPIバスを２ポート用意する必要があります。
ＶＦＯ周波数表示を、見ずらい液晶モジュールで行う気がしません。
ロータリーエンコーダと設定スイッチをいくつか使用します。
主用途としてはVFOと言う事になりますので、HF帯を生成できればOKと言う事になります。
まさかこれでAMラジオの局発には使用しないでしょう
命令パケット（命令ワード）送信方法の実験
ＰＩＣ側 － ＡＤ９８５０側
ＤＡＴ Ｄ７
ＣＬＫ Ｗ＿ＣＬＫ
ＬＡＴ ＦＱ＿ＵＰ
命令送信シーケンス
概要
Ｗ０はパラレル受信モードでの最初のコマンドワード（８ｂｉｔ）
シリアル受信モードにする場合、最初はＷ０＝ｘ３Ｈとし、レジスタにロード、
そして、ラッチさせると、シリアル受信モードとなる
パラレル入力ポートはハードウエアでｘ３Ｈとなる様に設定されている
その後は４０ビットのデータをＬＳＢより送信する。
①ＬＡＴ＝Ｌ、ＣＬＫ＝Ｌ、Ｗ０＝ｘ３Ｈ（パラレル値固定なのでデータ設定は不要）
②ＣＬＫ１パルス送信（Ｌ→Ｈ→Ｌ）
③ＬＡＴ１パルス送信（イネーブル シリアルモード）
④ＤＡＴにデータビットを提示、（bit0からbit39まで順番に提示）
⑤ＣＬＫ＝Ｌ→Ｈ（シフトレジスタにデータビットをロード）
⑥ＣＬＫ＝Ｈ→Ｌ、④に行く、これを４０回繰り返す。
４０ビット分がシフトレジスタにロードされたら⑦に行く
⑦ＬＡＴ＝Ｌ→Ｈ、４０ビットのワードがラッチされる。
⑧必要に応じて次のワードを送信するため、④に行く
ＤＤＳ出力周波数設定サブルーチンの考察
ＳＰＩ用低レベルルーチンは過去に作成した物を使い回すので、簡単です。
発振周波数に関しては、10MHZ固定値を送信してみました。
すると、意外とあっさりと出力してくれましたので、驚いています・・・
もっとハマるかと思っていました。
とりあえず指定の周波数で出力するようですが、オシロの輝線がちょっと太いかな・・・
当局はスペアナが無いので、出力信号の質に関しては不明ですけど・・・
ここでは周波数可変をどうするかが考察点です。
ＶＦＯならば、１０ＨＺ単位で、できれば1HZ単位で周波数可変したい。
計算式はデータシートに提示されているのですが・・・
アッセンブラで浮動小数点の演算ルーチンに手を出したくないです・・・
と言うより、無理・・・ (^_^;)
１ＨＺや１０ＨＺが整数値で無いので、周波数可変時に四捨五入値をどんどん積み重ねると、
表示周波数と生成周波数との誤差が無視できないくらい大きくなります。
近似値の掛け算は、極力やりたくないですしね。
かと言って、１ＨＺや１０ＨＺ単位で全データを用意するのは、しんどいです。
よって、各桁単位で近似値を用意し、各桁近似値を加算すると言うのはどうでしょうか?
これなら７０数個程のデータを用意し、その中から8個のデータを加算すれば、
1HZ単位の莫大な数の周波数データを合成できます。
この程度の加算なら許されるのでは?
と言っても、誤差は意外と解らない程の結構な精度です
出力周波数計算式は、
ＦＯＵＴ＝（ＦＲＱ×ＣＬＫＩＮ）／２＾32 より
ＦＲＱ＝ＦＯＵＴ＊２＾３２／ＣＬＫＩＮ
ここで、
２^32＝４２９４９６７２９６
ＣＬＫＩＮ＝１２５００００００
よって、求める１１．１１１１１１ＭＨＺのＦＲＱは、
１ＨＺ＝３４．３５９７３８３７⇒２２Ｈ
１０ＨＺ＝３４３．５９７３８３７⇒１５８Ｈ
１００ＨＺ＝３４３５．９７３８３７⇒Ｄ６ＣＨ
１ＫＨＺ＝３４３５９．７３８３７⇒８６３８Ｈ
１０ＫＨＺ＝３４３５９７．３８３７⇒５３Ｅ２ＤＨ
１００ＫＨＺ＝３４３５９７３．８３７⇒３４６ＤＣ６Ｈ
１ＭＨＺ＝３４３５９７３８．３７⇒２０Ｃ４９ＢＡＨ
１０ＭＨＺ＝３４３５９７３８３．７⇒１４７ＡＥ１４８Ｈ
以上の８ケタ分の１６進近似値を加算します。
この方法で作成した、DDS用データ生成プログラムが
「ＧＥＴ＿ＤＤＳ｝と言うラベルのサブルーチンです。
これが、指定周波数に対応した、DDSデータＦＲＱを生成します。
詳細はソースリストをご覧ください。
この後はDDSにデータを送信すると、指定周波数を出力します。
ロータリーエンコーダをぐるぐる回すと、結構高速で広範囲に追従します。
ＤＤＳに対するＦＲＱ送信ルーチンが、
「ＳＥＮＤ＿ＤＤＳ］と言うラベルのサブルーチンです。
ＳＰＩ用低レベルルーチンは過去に作成した物を使い回すので、簡単です。
発振周波数に関しては、10MHZ固定値を送信してみました。
すると、意外とあっさりと出力してくれましたので、驚いています・・・
もっとハマるかと思っていました。
とりあえず指定の周波数で出力するようですが、オシロの輝線がちょっと太いかな・・・
当局はスペアナが無いので、出力信号の質に関しては不明ですけど・・・
ここでは周波数可変をどうするかが考察点です。
ＶＦＯならば、１０ＨＺ単位で、できれば1HZ単位で周波数可変したい。
計算式はデータシートに提示されているのですが・・・
アッセンブラで浮動小数点の演算ルーチンに手を出したくないです・・・
と言うより、無理・・・ (^_^;)
１ＨＺや１０ＨＺが整数値で無いので、周波数可変時に四捨五入値をどんどん積み重ねると、
表示周波数と生成周波数との誤差が無視できないくらい大きくなります。
近似値の掛け算は、極力やりたくないですしね。
かと言って、１ＨＺや１０ＨＺ単位で全データを用意するのは、しんどいです。
よって、各桁単位で近似値を用意し、各桁近似値を加算すると言うのはどうでしょうか?
これなら７０数個程のデータを用意し、その中から8個のデータを加算すれば、
1HZ単位の莫大な数の周波数データを合成できます。
この程度の加算なら許されるのでは?
と言っても、誤差は意外と解らない程の結構な精度です
出力周波数計算式は、
ＦＯＵＴ＝（ＦＲＱ×ＣＬＫＩＮ）／２＾32 より
ＦＲＱ＝ＦＯＵＴ＊２＾３２／ＣＬＫＩＮ
ここで、
２^32＝４２９４９６７２９６
ＣＬＫＩＮ＝１２５００００００
よって、求める１１．１１１１１１ＭＨＺのＦＲＱは、
１ＨＺ＝３４．３５９７３８３７⇒２２Ｈ
１０ＨＺ＝３４３．５９７３８３７⇒１５８Ｈ
１００ＨＺ＝３４３５．９７３８３７⇒Ｄ６ＣＨ
１ＫＨＺ＝３４３５９．７３８３７⇒８６３８Ｈ
１０ＫＨＺ＝３４３５９７．３８３７⇒５３Ｅ２ＤＨ
１００ＫＨＺ＝３４３５９７３．８３７⇒３４６ＤＣ６Ｈ
１ＭＨＺ＝３４３５９７３８．３７⇒２０Ｃ４９ＢＡＨ
１０ＭＨＺ＝３４３５９７３８３．７⇒１４７ＡＥ１４８Ｈ
以上の８ケタ分の１６進近似値を加算します。
この方法で作成した、DDS用データ生成プログラムが
「ＧＥＴ＿ＤＤＳ｝と言うラベルのサブルーチンです。
これが、指定周波数に対応した、DDSデータＦＲＱを生成します。
詳細はソースリストをご覧ください。
この後はDDSにデータを送信すると、指定周波数を出力します。
ロータリーエンコーダをぐるぐる回すと、結構高速で広範囲に追従します。
ＤＤＳに対するＦＲＱ送信ルーチンが、
「ＳＥＮＤ＿ＤＤＳ］と言うラベルのサブルーチンです。
ＰＩＣ１６Ｆ１８２８ ＤＤＳ－ＶＦＯ
実験プログラム
アッセンブラ・ソースファイル
16f1828_ad9850_test01.asm
使用ツール
ＭＰＬＡＢ’Ｘ ＩＤＥ Ver3.05
ＭＰＬＡＢ’Ｘ ＩＰＥ Ｖｅｒ3.05
ＰＩＣＫＩＴ３
ＨＥＸファイル
16f1828_ad9850_test01.hex
実験プログラム
アッセンブラ・ソースファイル
16f1828_ad9850_test01.asm
使用ツール
ＭＰＬＡＢ’Ｘ ＩＤＥ Ver3.05
ＭＰＬＡＢ’Ｘ ＩＰＥ Ｖｅｒ3.05
ＰＩＣＫＩＴ３
ＨＥＸファイル
16f1828_ad9850_test01.hex
制御ＰＩＣの全体プログラム
基本的に前出の「PIC16F1705低周波発生器」と同じ流れで制作されています。
（１）ロータリーエンコーダの回転チェック
１）回転しないなら、何もしないで最初に戻る
２）回転したなら、指定の数値をアップダウン・カウンタから加算・減算する。
（２）アップダウン・カウンタ値を周波数値として、
１）DDS処理ルーチンへ渡す
２）７セグLED処理ルーチンへ渡す
３）最初に戻る
と言ったあんばいで、割込み処理が無い分、「PIC16F1705低周波発生器」より、
シンプルな構成となっています。
もちろん、作成時間も遥かに短いです
こんな田舎の測定機器が揃っていないアマチュア局が、メーカーしか出来ないような
イメージのあるDDS VFOを、超安価・安直に作ってしまうのは、良い事なのでしょうか？
ちょっとお楽しみが少なかったので、IF差分指定、RIT、の機能を付けてみました・・・
RITに関してはADコンバータおよびボリウムを使用します。
これのプログラミングは結構楽しめました・・・ (^_^;)
また、このDDSモジュールの大きな欠点の内の1つの回避策は後述します。
主要ルーチン等の概略
使用ポート設定について
（１）ＭＡＸ１７２９ ７セグＬＥＤモジュール用ＳＰＩバス
１）ＲＡ０：ＤＡＴ ⇒ ＤＩＮ （注１）
２）ＲＡ１：ＬＡＴ ⇒ ＬＯＡＤ （注１）
３）ＲＡ２：ＣＬＫ ⇒ ＣＬＫ
注１）ＩＣＳＰと兼用
（２）ロータリーエンコーダ入力ポート
１）ＲＣ０：ＲＥＡ ⇒ ＲＥＡ
２）ＲＣ１：ＲＥＢ ⇒ ＲＥＢ
（３）ＡＤ９８５０モジュール用ＳＰＩバス
１）ＲＣ２：ＲＥＳＥＴ ⇒ ＲＥＳＥＴ
２）ＲＢ４：ＬＡＴ ⇒ ＦＱ＿ＵＰ
３）ＲＢ５：ＣＬＫ ⇒ Ｗ＿ＣＬＫ
４）ＲＢ６：ＤＡＴ ⇒ Ｄ７
（４）ＲＩＴ制御入力
１）ＲＡ５：Ｈ＝ＯＦＦ、Ｌ＝ＯＮ
（５）Ａ／Ｄコンバータ アナログ入力
１）ＲＡ４（ＡＮ３）：ボリウムに接続
（６）変化ステップ用ロータリースイッチ入力（Ｈ＝ＯＦＦ、Ｌ＝ＯＮ）
０）すべてＯＦＦ（入力Ｈ）で１ＨＺ
１）ＲＣ５：ＳＥＬ１ １０ＨＺ
２）ＲＣ４：ＳＥＬ２ １００ＨＺ
３）ＲＣ３：ＳＥＬ３ １ＫＨＺ
４）ＲＣ６：ＳＥＬ４ １０ＫＨＺ
５）ＲＣ７：ＳＥＬ５ １００ＫＨＺ
６）ＲＢ７：ＳＥＬ６ １ＭＨＺ
ＭＡＸ１７２９ ７セグＬＥＤモジュール用
（１）事前準備
１）ＦＬＧ（ソース内では小文字です）
８ケタ表示、３，６にドット、ブランク制御有にビット設定
２）「ＢＣＤ」をコールし、専用ワークに十進変換しておく
（２）送信
１）「ＳＥＴＢＵＦ」をコールし、送信バッファにデータを用意
２）「ＰＵＴＬ」をコールし、モジュールに送信
ロータリーエンコーダ用
（１）使用方法
右回転でアップカウント、左回転でダウンカウントします
（２）３２ビットアップダウンカウンタとなっています。
使用３２ビット変数 ＦＤＡ０～ＦＤＡ３
これが周波数の基本値となり、この変数中心に動作します
（３）変化ステップ指定 ＲＥＳＰ０～ＲＥＳＰ２
この２４ビットの変数に設定された数値でアップダウンします。
ロータリースイッチ等で変化量を指定して使用します。
１カウントあたりの変化ステップは1HZ～1MHZの６種類となっています。
ＡＤ９８５０モジュール用
（１）ＤＤＳ出力周波数の計算し、ＦＲＱ０～ＦＲＱ３に用意
「ＧＥＴ＿ＤＤＳ」をコールします
とりあえずこのルーチンが今回のプログラムの肝となります。
これはＦＤＡｘの周波数をＤＤＳ用の設定値に変換します
１ＨＺの分解能で動作し、ＦＲＱxに３２ビットデータを出力
（２）「ＳＥＮＤ＿ＤＤＳ」モジュールへ送信
事前に用意されたＦＲＱxの３２ビット周波数データ＋制御用８ビットの
４０ビットＤＤＳ用データパケットを送信します。
ＲＩＴボリウム、ＩＦ差分用
（１）「ＭＯＤＥ」フラグ
このバイトは8bitの動作フラグとして使用しています。
メインルーチンの前に初期設定部分があり、ここで動作設定を行います。
RIT機能およびIF差分機能の設定を行います。
動作中に変更はできません、この部分の設定数値変更にてのみ対応します。
（２）ＲＩＴボリウムおよびスイッチ
ボリウム位置は、中央をゼロとし、左右＋－絶対値で処理します。
左右どちらを＋とするかは、MODEフラグで設定します。
分解能は±６３STEPで、1STEPあたりの変化周波数はMODEフラグで設定
以上の処理は「ＲＩＴＭ」サブルーチンで行います。
尚、隠し機能としている訳では無いですが・・・
RA3を0にすると、7セグLED表示がRIT変化周波数に変わります。
回路図上、そのためのタクトスイッチ等は記載されていません。
デバッグ用だったのを、メインプログラムに埋め込んだだけですが、
２行表示のＬＣＤと表現力で負けない様、操作性を少々考慮しましたけど・・・
できれば７セグＬＥＤを２つ使いたかったが、ポートが足りなかった・・・
２８ピンＰＩＣなら、さらに表現力の良いグラフィカルな表示デバイスが使えそうです。
この表現力に関しては、今後の課題と言うより、楽しみとなりそうです。
ＤＤＳモジュール内基準クロック補正について
このDDSモジュールの欠点の内の１つ、内部基準クロックですが、
これがハードウエア的に微調整等できないようです。
外部クロックに改造し、高精度発振器を接続と言う手もありますが・・・
こんな小さな基板を弄る気になりません、と言うか見えません・・・ (^_^;)
ならば、プログラムで補正するしかありません。
当局が今回使用したモジュールはDDS出力を周波数カウンタで計測すると、
10MHZ出力を測定すると、数時間程で9.999.964HZで安定となります。
36HZ程低い周波数を発生している事になります。（注1）
これは、20MHZ出力で72HZ、5MHZでは18HZ低くなります。
逆算すると、124.999549MHZとなり、450HZ程下方にずれている勘定になります
これを可とするか否とするかは、何とも言えませんが・・・
10MHZのDDSデータ標準値（125.000000MHZで計算）は147AE148Hですが、
再計算後は、147AE61FHとなり、１～２HZ以内の満足した10MHZとなります。（注1）
補正については、DDSモジュール内のX'TAL発振周波数を何らかの方法で求め、
当局は標準値による出力を周波数カウンタで求め、逆算しています。
そして、その発振周波数で再計算するのが、てっとり早く補正できると思います。
注1）
基準は当局SSG 「KSG4310」で校正した、周波数カウンタ「SC-7210」によるもの
普遍的な精度で表現している訳ではありません
ＡＤＣ出力データのバタつきについて
今回、意外な所で少々ハマりました・・・
それは、ＡＤコンバータの出力データの末尾がバタつく事です。
今までもそれは把握していましたが、それ程考慮する必要が無かった。
ＲＩＴではバタつきあると困るので、完全に無くせるか試行錯誤してみました。
多分、一番時間が掛かったかも・・・でも、結局完全には無くせませんでした
結局対策としては、下記の通りです。
①ＶＲにすぐ傍にパスコン、ＶＲへのVDD･GNDラインはPICの傍から取る
②下位ビットの破棄
率直に効果的ですけど・・・当然分解能が下がります。
今回は下位3ビットを破棄し、7ビットで使用しています。
傍にTS520を置いて、実際DDS信号を受信して決めました
③ＶＲを低抵抗値とする
内部コンデンサの放電時間を早くする意図があります
少々効果があるようです。
今回は、あまり大きな電流をVRに流したくないので、5KΩを使用しています。
基本的に前出の「PIC16F1705低周波発生器」と同じ流れで制作されています。
（１）ロータリーエンコーダの回転チェック
１）回転しないなら、何もしないで最初に戻る
２）回転したなら、指定の数値をアップダウン・カウンタから加算・減算する。
（２）アップダウン・カウンタ値を周波数値として、
１）DDS処理ルーチンへ渡す
２）７セグLED処理ルーチンへ渡す
３）最初に戻る
と言ったあんばいで、割込み処理が無い分、「PIC16F1705低周波発生器」より、
シンプルな構成となっています。
もちろん、作成時間も遥かに短いです
こんな田舎の測定機器が揃っていないアマチュア局が、メーカーしか出来ないような
イメージのあるDDS VFOを、超安価・安直に作ってしまうのは、良い事なのでしょうか？
ちょっとお楽しみが少なかったので、IF差分指定、RIT、の機能を付けてみました・・・
RITに関してはADコンバータおよびボリウムを使用します。
これのプログラミングは結構楽しめました・・・ (^_^;)
また、このDDSモジュールの大きな欠点の内の1つの回避策は後述します。
主要ルーチン等の概略
使用ポート設定について
（１）ＭＡＸ１７２９ ７セグＬＥＤモジュール用ＳＰＩバス
１）ＲＡ０：ＤＡＴ ⇒ ＤＩＮ （注１）
２）ＲＡ１：ＬＡＴ ⇒ ＬＯＡＤ （注１）
３）ＲＡ２：ＣＬＫ ⇒ ＣＬＫ
注１）ＩＣＳＰと兼用
（２）ロータリーエンコーダ入力ポート
１）ＲＣ０：ＲＥＡ ⇒ ＲＥＡ
２）ＲＣ１：ＲＥＢ ⇒ ＲＥＢ
（３）ＡＤ９８５０モジュール用ＳＰＩバス
１）ＲＣ２：ＲＥＳＥＴ ⇒ ＲＥＳＥＴ
２）ＲＢ４：ＬＡＴ ⇒ ＦＱ＿ＵＰ
３）ＲＢ５：ＣＬＫ ⇒ Ｗ＿ＣＬＫ
４）ＲＢ６：ＤＡＴ ⇒ Ｄ７
（４）ＲＩＴ制御入力
１）ＲＡ５：Ｈ＝ＯＦＦ、Ｌ＝ＯＮ
（５）Ａ／Ｄコンバータ アナログ入力
１）ＲＡ４（ＡＮ３）：ボリウムに接続
（６）変化ステップ用ロータリースイッチ入力（Ｈ＝ＯＦＦ、Ｌ＝ＯＮ）
０）すべてＯＦＦ（入力Ｈ）で１ＨＺ
１）ＲＣ５：ＳＥＬ１ １０ＨＺ
２）ＲＣ４：ＳＥＬ２ １００ＨＺ
３）ＲＣ３：ＳＥＬ３ １ＫＨＺ
４）ＲＣ６：ＳＥＬ４ １０ＫＨＺ
５）ＲＣ７：ＳＥＬ５ １００ＫＨＺ
６）ＲＢ７：ＳＥＬ６ １ＭＨＺ
ＭＡＸ１７２９ ７セグＬＥＤモジュール用
（１）事前準備
１）ＦＬＧ（ソース内では小文字です）
８ケタ表示、３，６にドット、ブランク制御有にビット設定
２）「ＢＣＤ」をコールし、専用ワークに十進変換しておく
（２）送信
１）「ＳＥＴＢＵＦ」をコールし、送信バッファにデータを用意
２）「ＰＵＴＬ」をコールし、モジュールに送信
ロータリーエンコーダ用
（１）使用方法
右回転でアップカウント、左回転でダウンカウントします
（２）３２ビットアップダウンカウンタとなっています。
使用３２ビット変数 ＦＤＡ０～ＦＤＡ３
これが周波数の基本値となり、この変数中心に動作します
（３）変化ステップ指定 ＲＥＳＰ０～ＲＥＳＰ２
この２４ビットの変数に設定された数値でアップダウンします。
ロータリースイッチ等で変化量を指定して使用します。
１カウントあたりの変化ステップは1HZ～1MHZの６種類となっています。
ＡＤ９８５０モジュール用
（１）ＤＤＳ出力周波数の計算し、ＦＲＱ０～ＦＲＱ３に用意
「ＧＥＴ＿ＤＤＳ」をコールします
とりあえずこのルーチンが今回のプログラムの肝となります。
これはＦＤＡｘの周波数をＤＤＳ用の設定値に変換します
１ＨＺの分解能で動作し、ＦＲＱxに３２ビットデータを出力
（２）「ＳＥＮＤ＿ＤＤＳ」モジュールへ送信
事前に用意されたＦＲＱxの３２ビット周波数データ＋制御用８ビットの
４０ビットＤＤＳ用データパケットを送信します。
ＲＩＴボリウム、ＩＦ差分用
（１）「ＭＯＤＥ」フラグ
このバイトは8bitの動作フラグとして使用しています。
メインルーチンの前に初期設定部分があり、ここで動作設定を行います。
RIT機能およびIF差分機能の設定を行います。
動作中に変更はできません、この部分の設定数値変更にてのみ対応します。
（２）ＲＩＴボリウムおよびスイッチ
ボリウム位置は、中央をゼロとし、左右＋－絶対値で処理します。
左右どちらを＋とするかは、MODEフラグで設定します。
分解能は±６３STEPで、1STEPあたりの変化周波数はMODEフラグで設定
以上の処理は「ＲＩＴＭ」サブルーチンで行います。
尚、隠し機能としている訳では無いですが・・・
RA3を0にすると、7セグLED表示がRIT変化周波数に変わります。
回路図上、そのためのタクトスイッチ等は記載されていません。
デバッグ用だったのを、メインプログラムに埋め込んだだけですが、
２行表示のＬＣＤと表現力で負けない様、操作性を少々考慮しましたけど・・・
できれば７セグＬＥＤを２つ使いたかったが、ポートが足りなかった・・・
２８ピンＰＩＣなら、さらに表現力の良いグラフィカルな表示デバイスが使えそうです。
この表現力に関しては、今後の課題と言うより、楽しみとなりそうです。
ＤＤＳモジュール内基準クロック補正について
このDDSモジュールの欠点の内の１つ、内部基準クロックですが、
これがハードウエア的に微調整等できないようです。
外部クロックに改造し、高精度発振器を接続と言う手もありますが・・・
こんな小さな基板を弄る気になりません、と言うか見えません・・・ (^_^;)
ならば、プログラムで補正するしかありません。
当局が今回使用したモジュールはDDS出力を周波数カウンタで計測すると、
10MHZ出力を測定すると、数時間程で9.999.964HZで安定となります。
36HZ程低い周波数を発生している事になります。（注1）
これは、20MHZ出力で72HZ、5MHZでは18HZ低くなります。
逆算すると、124.999549MHZとなり、450HZ程下方にずれている勘定になります
これを可とするか否とするかは、何とも言えませんが・・・
10MHZのDDSデータ標準値（125.000000MHZで計算）は147AE148Hですが、
再計算後は、147AE61FHとなり、１～２HZ以内の満足した10MHZとなります。（注1）
補正については、DDSモジュール内のX'TAL発振周波数を何らかの方法で求め、
当局は標準値による出力を周波数カウンタで求め、逆算しています。
そして、その発振周波数で再計算するのが、てっとり早く補正できると思います。
注1）
基準は当局SSG 「KSG4310」で校正した、周波数カウンタ「SC-7210」によるもの
普遍的な精度で表現している訳ではありません
ＡＤＣ出力データのバタつきについて
今回、意外な所で少々ハマりました・・・
それは、ＡＤコンバータの出力データの末尾がバタつく事です。
今までもそれは把握していましたが、それ程考慮する必要が無かった。
ＲＩＴではバタつきあると困るので、完全に無くせるか試行錯誤してみました。
多分、一番時間が掛かったかも・・・でも、結局完全には無くせませんでした
結局対策としては、下記の通りです。
①ＶＲにすぐ傍にパスコン、ＶＲへのVDD･GNDラインはPICの傍から取る
②下位ビットの破棄
率直に効果的ですけど・・・当然分解能が下がります。
今回は下位3ビットを破棄し、7ビットで使用しています。
傍にTS520を置いて、実際DDS信号を受信して決めました
③ＶＲを低抵抗値とする
内部コンデンサの放電時間を早くする意図があります
少々効果があるようです。
今回は、あまり大きな電流をVRに流したくないので、5KΩを使用しています。
考察および追記等
今回は単にＶＦＯ部分単体、特に制御マイコンの試作を中心に製作しただけです
スプリアス等を測定する機器が、当局には無いのでＲＦの質は不明です
実際には受信機等に、このDDSを使用してみないと使い物になるのか何とも言えません。
プログラムのバグも実機に使用しないと、なかなか出てきません。
その辺は今後の課題として、何か製作してみたいとは思いますが、いつになる事やら。
早速２日で追記です。
少々ＡＤＣのバタつきが良くなったので、ソースの不要なウエイトを削除
これで、操作性が良くなりました
そして、回路図のミス、以上の２カ所を修正しています。
今回は単にＶＦＯ部分単体、特に制御マイコンの試作を中心に製作しただけです
スプリアス等を測定する機器が、当局には無いのでＲＦの質は不明です
実際には受信機等に、このDDSを使用してみないと使い物になるのか何とも言えません。
プログラムのバグも実機に使用しないと、なかなか出てきません。
その辺は今後の課題として、何か製作してみたいとは思いますが、いつになる事やら。
早速２日で追記です。
少々ＡＤＣのバタつきが良くなったので、ソースの不要なウエイトを削除
これで、操作性が良くなりました
そして、回路図のミス、以上の２カ所を修正しています。
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