石英晶体谐振频率测量系统

AD9852的输出是由一个电流型ADC输出得到的，故而需要在后级增加一个低通滤波器以滤除高频噪声，在AD9852的数据手册上有推荐该部分电路，不再赘述。
AD8302输出信号VMAG、VPHS与输入信号的VINA和VINB关系由以下公式决定：

其中VCP是AD8302芯片内部产生的一个精密偏置电压，用来设置输出信号的中心工作点，大小为900 mV。当AD8302的外部电路如图4所示时，输出信号的刻度分别是30 mV／dB和10 mV／Degree。通过后端ADC的读取便可以获得对应频率下测量网络的幅度与相位响应。
2．3 通信模块
由于异步串行口仍然在工业界通用，而如今越来越多的PC机上不再保留串口的9针插头，为了保持上位机上层软件的兼容性，仍需保留串口。该款S12单片机并不支持USB通信，故而在设计中加入了Silicon Labs公司的CP2102芯片，将S12的串口转换为物理上的USB口。这样在PC端识别的仍然是串口，故在S12以及PC上的编程都能保持兼容。
系统设计要求在100ms内完成数据的采集以及上传工作。工作量主要包括：
①1000个频点的数据采集。S12单片机的A／D采样模块按200 ksps的采样速率来计算，完成1000个频点的采集共需要5 ms，每个频点按4次测量以减小误差来估算，则共需要20 ms；同时，由于整个单片机对AD9852的控制以及内部ADC调度所需要的额外开销，可以预估完成1000个点的采样总时间小于50 ms。
②发送给PC端的总数据量为1000×16(12位A／D采样+4位补零)=16 000位。CP2102最高能支持921 600的波特率，在这一速率下整个传输时间为17．4 ms，加上调用程序等额外开销，数据发送部分的时耗在30 ms以内。
综上所述，整体的时耗可控制在要求的100 ms以内。另一方面，为适应921 600的高波特率，单片机外部选用的晶振频率为14．745 6 MHz。在这一频率下，对应的SCI波特率控制寄存器的分频值恰为整数，以减小通信时钟频率偏差。

3 系统工作流程与软件实现
系统工作时，大致的数据采集分析流程如图5所示。