цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 


Генератор частоты на основе Arduino и Si5351 своими руками

Автор: Mike(admin) от 23-01-2021, 07:55

Генератор переменной частоты представляет собой генератор, частота которого может быть настроена (т.е. изменена) в некотором диапазоне. Это необходимый компонент любого настраиваемого радиопередатчика или приемника, который работает по принципу супергетеродина и контролирует частоту, на которую настроено устройство.


Генератор частоты на основе Arduino и Si5351 своими руками

В рамках данного проекта мы создадим такой генератор частоты для использования в домашнем оборудовании, таком как приемники прямого преобразования и супергетеродинные приемники или передатчики. Такое устройство может также использоваться как генератор тактовых сигналов.


Самодельный генератор частоты обладает следующими характеристиками и особенностями:


  • Рабочий диапазон от 10 кГц до 120 МГц
  • Шаг настройки: 1 Гц, 10 Гц, 1 кГц, 5 кГц, 10 кГц и 1 МГц
  • Регулируемое смещение (+ или -) промежуточной частоты (ПЧ)
  • Для использования в качестве местного генератора на самодельных супергетеродинных радиоприемниках или радиоприемниках с прямым преобразованием
  • Для использования в качестве генератора переменной частоты для радиолюбителей
  • Для использования в качестве простого тактового генератора для калибровки или генерации тактовых импульсов
  • Может работать на основе Arduino Uno, Nano и Pro Mini
  • Использует стандартный дисплей 128x64 I2C OLED SSD1306 и модуль Si5351
  • Передача данных по I2C, всего 2 провода для подключения дисплея/Si5351 и Arduino
  • Высокая стабильность и точность генерации частоты
  • Просто, но очень эффективно и за небольшие деньги

Схема генератора частоты на Arduino следующая.


Генератор частоты на основе Arduino и Si5351 своими руками

Текущая частота отображается на OLED-дисплее.


Генератор частоты на основе Arduino и Si5351 своими руками

Код программы генератора частоты на Arduino следующий:



#include <Wire.h> 
#include <Rotary.h>        
#include <si5351.h>      
#include <Adafruit_GFX.h>   
#include <Adafruit_SSD1306.h>  

//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#define IF  0                //Введите частоту ПЧ, например: 455 = 455 кГц, 10700 = 10,7 МГц, 0 = прямое преобразование приемника или ВЧ-генератора, + добавит, а - вычитает смещение ПЧ
#define FREQ_INIT  7000000   //Введите начальную частоту при запуске, например: 7000000 = 7 МГц, 10000000 = 10 МГц, 840000 = 840 кГц
#define XT_CAL_F   33000     //Коэффициент калибровки Si5351, отрегулируйте, чтобы получить точно 10 МГц. Увеличение этого значения приведет к уменьшению частоты и наоборот
#define tunestep   A0        //Измените контакт, используемый кнопкой энкодера, если хотите
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Rotary r = Rotary(2, 3);
Adafruit_SSD1306 display = Adafruit_SSD1306(128, 64, &Wire);
Si5351 si5351;

unsigned long freq = FREQ_INIT;
unsigned long freqold, fstep;
long interfreq = IF;
long cal = XT_CAL_F;
unsigned long long pll_freq = 90000000000ULL;
byte encoder = 1;
byte stp;
unsigned int period = 100;
unsigned long time_now = 0; 

ISR(PCINT2_vect) {
  char result = r.process();
  if (result == DIR_CW) set_frequency(1);
  else if (result == DIR_CCW) set_frequency(-1);
}

void set_frequency(short dir) {
  if (encoder == 1) {            
    if (dir == 1) freq = freq + fstep;
    if (freq >= 120000000) freq = 120000000;
    if (dir == -1) freq = freq - fstep;
    if (fstep == 1000000 && freq <= 1000000) freq = 1000000;
    else if (freq < 10000) freq = 10000;
  }
}

void setup() {
  Wire.begin();
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.display();

  pinMode(2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(3, INPUT_PULLUP);
  pinMode(tunestep, INPUT_PULLUP);

  statup_text();

  si5351.init(SI5351_CRYSTAL_LOAD_8PF, 0, cal);
  si5351.output_enable(SI5351_CLK0, 1);    
  si5351.output_enable(SI5351_CLK1, 0);
  si5351.output_enable(SI5351_CLK2, 0);
  si5351.drive_strength(SI5351_CLK0, SI5351_DRIVE_2MA);

  PCICR |= (1 << PCIE2);
  PCMSK2 |= (1 << PCINT18) | (1 << PCINT19);
  sei();

  stp = 3;
  setstep();
  layout();
  displayfreq();
}

void loop() {
  if (freqold != freq) {
    time_now = millis();
    tunegen();
    freqold = freq;
  }

  if (digitalRead(tunestep) == LOW) {
    time_now = (millis() + 300);
    setstep();
    delay(300);
  }

  if ((time_now + period) > millis()) {
    displayfreq();
    layout();
  }
}

void tunegen() {
  si5351.set_freq_manual((freq + (interfreq * 1000ULL)) * 100ULL, pll_freq, SI5351_CLK0);
}

void displayfreq() {
  unsigned int m = freq / 1000000;
  unsigned int k = (freq % 1000000) / 1000;
  unsigned int h = (freq % 1000) / 1;

  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);

  char buffer[15] = "";
  if (m < 1) {
    display.setCursor(41, 1); sprintf(buffer, "%003d.%003d", k, h);
  }
  else if (m < 100) {
    display.setCursor(5, 1); sprintf(buffer, "%2d.%003d.%003d", m, k, h);
  }
  else if (m >= 100) {
    unsigned int h = (freq % 1000) / 10;
    display.setCursor(5, 1); sprintf(buffer, "%2d.%003d.%02d", m, k, h);
  }
  display.print(buffer);
}

void setstep() {
  switch (stp) {
    case 1:
      stp = 2;
      fstep = 1;
      break;
    case 2:
      stp = 3;
      fstep = 10;
      break;
    case 3:
      stp = 4;
      fstep = 1000;
      break;
    case 4:
      stp = 5;
      fstep = 5000;
      break;
    case 5:
      stp = 6;
      fstep = 10000;
      break;
    case 6:
      stp = 1;
      fstep = 1000000;
      break;
  }
}

void layout() {
  display.setTextColor(WHITE);
  display.drawLine(0, 20, 127, 20, WHITE);
  display.drawLine(0, 43, 127, 43, WHITE);
  display.drawLine(105, 24, 105, 39, WHITE);
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(2, 25);
  display.print("TS:");
  if (stp == 2) display.print("1Hz"); if (stp == 3) display.print("10Hz"); if (stp == 4) display.print("1k");
  if (stp == 5) display.print("5k"); if (stp == 6) display.print("10k"); if (stp == 1) display.print("1M");
  display.setCursor(2, 48);
  display.print("IF:");
  display.print(interfreq);
  display.print("k");
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(110, 23);
  if (freq < 1000000) display.print("kHz");
  if (freq >= 1000000) display.print("MHz");
  display.setCursor(110, 33);
  if (interfreq == 0) display.print("VFO");
  if (interfreq != 0) display.print("L O");
  display.display();
}

void statup_text() {
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(4, 5);
  display.print("Si5351");
  display.setCursor(4, 20);
  display.print("VFO / RF Generator");
  display.setCursor(4, 35);
  display.print("Version 1.0");
  display.setCursor(4, 50);
  display.print(">> JCR RADIO <<");
  display.display();
  delay(3000);
  display.clearDisplay();
}



© digitrode.ru


Теги: Arduino, генератор импульсов




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий