2015年4月16日木曜日

秋月電子DDS(TC170C030) VFO

長い間眠っていた秋月電子のDDSキットを組立て、DDS VFOを作った。今回も、I2CコントロールのLCDを使って、省配線。Aruduinoが安価(中華サイトで$4位)なので、テストするのに助かる。公開済のArduino版ファームウェアを移植したので、機能は問題ない筈だ。また、秋月DDSをVFOとして使う場合、最大出力周波数に注意しなければならない。このキットの場合、データシートから約16MHzである。
回路図である。LPFはシュミレーションにより、カットオフ16MHzで設計。シュミレーションの様子は、Twitterに書き込んである。













Program

公開済みのArduino版ファームウェアを移植した。デバイス固有の部分は、DDS出力ルーチンである。今までのIF=10MHzとしたプリミックスでアッパーヘテロダインでは、DDS最大出力周波数を超えてしまう。そこでIF=5MHzとした。IFを10MHzとする場合、逆ヘテロダインとなる。何れのソースプログラムもDownload siteにupしてある。

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  TC170C030AF001 DDS VFO Premixed type program ver.1.0
//
//    Copyright(C)2014-2015.JA2GQP.All rights reserved.
//
//      7.000MHz to 7.200MHz Limitted.
//      (Target frequency = IF frquency + frequency)
//                                                  2015/04/14
//                                                  JA2GQP
//--------------------------------------------------------------------
//  Function
//    1.RIT Operation(-50kHZ to 50kHZ)
//    2.STEP(100k,10k,1k,100,10)
//    3.Memory Operation is Push RIT
//      (Frequency and Step)
//    4.Protection Operation At The Time Of Transmission
//    5.Channel Memory.Main Channel(Ch0) + 3 Channel(Ch1,Ch2,Ch3)
//    6.Split Operation(7.00MHz to 7.20MHz Limited!)
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <rotary.h>
#include <EEPROM.h>

//----------  LCD Pin Assign  ------------------

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);       // set the LCD address to 0x27 for
                                                // a 16 chars and 2 line display

//----------  Define Constant Value   ----------
                                             
const byte  ENC_A = 2;                   // Encorder A
const byte  ENC_B = 3;                   //          B
const byte  DDT = 4;                      // TC170C030AF001 DATA
const byte  DCK = 5;                      //                SCK
const byte  DST = 6;                      //                STB
const byte  SW_STEP = 7;               // STEP Sw
const byte  SW_RIT = 8;                  // RIT Sw
const byte  SW_SPLIT = 9;               // SPLIT Sw
const byte  SW_CH1 = 10;                // Channel 1
const byte  SW_CH2 = 11;                //         2
const byte  SW_CH3 = 12;                //         3
const byte  SW_TX = 13;                  // TX Sw

const long  IF_FRQ = 5001500L;        // IF Frequency
const long  LW_FRQ = 7000000L;       // Lower Limit
const long  HI_FRQ = 7200000L;        // Upper Limit
const long  DEF_FRQ = 7050000L;     // Init Frequency
const long  DEF_STP = 1000L;          // Init STEP
const long  LW_RIT = -50000L;          // RIT Lower Limit
const long  HI_RIT = 50000L;             //     Upper Limit
const long  LW_VFO = IF_FRQ + LW_FRQ;     // Vfo Lower Limit
const long  HI_VFO = IF_FRQ + HI_FRQ;      //     Upper Limit
const long  DEF_VFO = IF_FRQ + DEF_FRQ;  // Vfo Default Frequency

const unsigned long  DDS_CLK = 67108864L; // TC170C030AF001 Clock 67.108864Mhz
const unsigned long  TWO_E26 = 67108864L; // 2^26
const byte  DDS_CMD1 = B00110011;          // CM3=1,CM2=1,CM1=0,CM0=0
                                                    // A2=1,A1=1
const byte  DDS_CMD2 = B00000001;          // A0=1
                                       

//----------  EEPROM Memory Address   ----------

const byte  Frq_Eep0 = 0x00;               // Frequency Ch0
const byte  Frq_Eep1 = 0x04;               //           Ch1                                              
const byte  Frq_Eep2 = 0x08;               //           Ch2
const byte  Frq_Eep3 = 0x0c;               //           Ch3

const byte  Stp_Eep0 = 0x10;               // STEP Ch0
const byte  Stp_Eep1 = 0x14;               //      Ch1                                              
const byte  Stp_Eep2 = 0x18;               //      Ch2
const byte  Stp_Eep3 = 0x1c;               //      Ch3

//----------  Encorder Pin Assign(INT)  --------

Rotary r = Rotary(ENC_A,ENC_B);            // 2 = ENC_A,3 = ENC_B

//----------  Memory Assign  -------------------

long Vfo_Dat = 0;                            // VFO Data
long Dds_Dat = 0;                            // DDS Data
long Rit_Dat = 0;                            // RIT Data
long Rit_Datb = 0;                           // RIT Data Old
long Enc_Stp = 0;                            // STEP
long Lng_Wk1 = 0;                            // Long Work1
long Lng_Wk2 = 0;                            // Long Work2

char *Lcd_Dat = "           ";              // Lcd Display Buffer

byte Byt_Chn = 0;                            // Channel SW
byte Byt_Chnb = 0;                           // Channel SW Old
byte Flg_Rit = 0;                             // RIT Flag
byte Flg_Ritb = 0;                            // RIT Flag Old
byte Flg_Tx = 0;                              // TX Flag
byte Flg_Spl = 0;                             // SPLIT Flag

//----------  Initialization  Program  ---------------

void setup(){
  lcd.init();                             // initialize the lcd
  lcd.backlight();                       // LCD backlight on

  pinMode(SW_STEP,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_RIT,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_SPLIT,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_TX,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_CH1,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_CH2,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_CH3,INPUT_PULLUP);

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

  pinMode(DST,OUTPUT);
  pinMode(DCK,OUTPUT);
  pinMode(DDT,OUTPUT);

  Flg_Tx = 0;
  Flg_Rit = 0;
  Flg_Spl = 0;

  lcd.clear();
  Fnc_Chsw();                            // Channel Sw Read
  Byt_Chnb = Byt_Chn;
  Fnc_Eep_Rd();                          // EEPROM Read
}

//----------  Main program  ---------------

void loop() {
  if(Flg_Tx == 0){                            // Tx off?
    if(digitalRead(SW_STEP) == LOW){     // STEP Sw On?
      Fnc_Stp();                              //     Yes,STEP proc.
    }
    if(digitalRead(SW_RIT) == LOW){      // RIT Sw On?
      Fnc_Rit();                              //     Yes,RIT proc.
    }
    if(digitalRead(SW_SPLIT) == LOW){    // SPLIT Sw On?
      Fnc_Spl();                              //     Yes,SPLIT proc.
    }
    Fnc_Chsw();                              // Channel Sw read
 
    if(Byt_Chnb != Byt_Chn){               // Channnel SW Chenge?
      if(Byt_Chnb == 0){                    // Channnel 0?    
        Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep0);  //   Yes,Vfo_Dat Save
        Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep0);  //       Enc_Step Save
        Flg_Ritb = Flg_Rit;
        Rit_Datb = Rit_Dat;
        Flg_Rit = 0;
        Flg_Spl = 0;
        Rit_Dat = 0;
      }
   
      if(Byt_Chnb != 0){                     // Other(Ch1-Ch3) Channnel?
        Flg_Rit = 0;
        Flg_Spl = 0;
        if((Byt_Chn == 0) && (Flg_Ritb == 1)){
          Flg_Rit = 1;
          Rit_Dat = Rit_Datb;
        }
      }
     
      Byt_Chnb = Byt_Chn;
      Fnc_Eep_Rd();
    }
  }
  if(digitalRead(SW_TX) == LOW){         // Tx On?
    Flg_Tx = 1;                              //    Yes,Flg_Tx Set
  }
  else{                                  
    Flg_Tx = 0;                              //     No,Flg_Tx Reset              
  }

  if(Flg_Rit == 1){                          // RIT?
    Dds_Dat = Vfo_Dat + Rit_Dat;         //    Yes,Dds_Dat Set
  }
  else{
    Dds_Dat = Vfo_Dat;                     //    No,Dds_Dat Set
  }

  if(Flg_Tx == 1){                           // Tx?
    if(Flg_Spl == 1){                        // SPLIT?
      Dds_Dat = Vfo_Dat + Rit_Dat;        //    Yes,Dds_Dat Set
    }
      else{
        Dds_Dat = Vfo_Dat;                  //    No,Dds_Dat Set
      }
  }
  Fnc_Dds(Dds_Dat);                         // TC170C030AF001 DDS Out
  Fnc_Lcd();                                 // LCD Display
  delay(100);
}

//----------  Encorder procedure(INT)  ---------------

ISR(PCINT2_vect) {
  unsigned char result = r.process();

  if(Flg_Tx == 0){
    if(result) {  
      if(result == DIR_CW){
        Lng_Wk1 = Vfo_Dat + Enc_Stp;
        Lng_Wk2 = Rit_Dat + Enc_Stp;
      }
      else{
          Lng_Wk1 = Vfo_Dat - Enc_Stp;
          Lng_Wk2 = Rit_Dat - Enc_Stp;
      }    
      if((Flg_Rit == 1) || (Flg_Spl == 1)){
        Rit_Dat = Lng_Wk2;
      }
      else{
        Vfo_Dat = Lng_Wk1;
        Rit_Dat = 0;
      }
      Vfo_Dat = constrain(Vfo_Dat,LW_VFO,HI_VFO);

      if(Flg_Spl == 1){
        Rit_Dat = constrain(Rit_Dat,(LW_VFO - Vfo_Dat),(HI_VFO - Vfo_Dat));
      }
      else{
        Rit_Dat = constrain(Rit_Dat,LW_RIT,HI_RIT);
      }
    }
  }
}

//----------  Function DDS set  ---------------

void Fnc_Dds(double frquency){
  unsigned long wrk = frquency * TWO_E26 / DDS_CLK;
  unsigned int wrk1,wrk2;

  wrk1 = wrk >> 10;
  wrk2 = wrk << 6;
  wrk2 = wrk2 & 0xffc0 | DDS_CMD1;

  digitalWrite(DDT,DDS_CMD2 & 0x01);
  digitalWrite(DCK,HIGH);
  digitalWrite(DCK,LOW);

  shiftOut(DDT,DCK,LSBFIRST,wrk2);
  shiftOut(DDT,DCK,LSBFIRST,(wrk2 >> 8));

  shiftOut(DDT,DCK,LSBFIRST,wrk1);
  shiftOut(DDT,DCK,LSBFIRST,(wrk1 >> 8));

  digitalWrite(DST,LOW);
  digitalWrite(DST,HIGH);
}

//----------  Function Encorder STEP  ---------

void Fnc_Stp(){
  if(Enc_Stp == 10){                      // Step = 10Hz ?
    Enc_Stp = 100000;                     //   Yes,100khz set
    }
    else{
      Enc_Stp = Enc_Stp / 10;             // Step down 1 digit
      }
  delay(100);
  Fnc_Step_Disp();
  Fnc_Lcd();
  while(digitalRead(SW_STEP) == LOW)
    ;
  delay(250);
}

//----------  Function STEP Display  ----------

void Fnc_Step_Disp(){
  lcd.setCursor(0,1);
  switch(Enc_Stp){
    case 10:
      lcd.print("10  ");
      break;
    case 100:
      lcd.print("100 ");
      break;
    case 1000:
      lcd.print("1k  ");
      break;
    case 10000:
      lcd.print("10k ");
      break;
    case 100000:
      lcd.print("100k");
      break;
  }
}

//----------  Function String Dot Edit  --------
 
char *Fnc_Dot_Edit(char *str,long n){
  int  i = 0;                           // Write the number
  char *p = str;
  unsigned long  u = abs(n);

  do{
    *p++ = "0123456789"[u % 10];
    u = u / 10;
    i++;
    if((0 != u) && (0 == (i % 3)))
      *p++ = '.';
    }
  while( 0 != u );

  if ( n < 0 )
     *p++ = '-';
   *p = '\0';
   Fnc_Revr( str );
   return str;
}

//----------  Function String Reverse  ---------

void Fnc_Revr(char *str){
  int i,n;
  char c;

  n=strlen(str);
  for(i = 0;i < n / 2;i++){
    c=str[i];
    str[i]=str[n - i - 1];
    str[n - i - 1]=c;
  }
}

//----------  Function Save EEPROM 2byte  ---------

void Fnc_Eep_Sav2(unsigned int value,int address){
  address += 1;
  for(int i = 0;i < 2;i++){
    byte toSave = value & 0xFF;
    if(EEPROM.read(address) != toSave){
      EEPROM.write(address,toSave);
      }
    value = value >> 8;
    address--;
  }
}

//----------  Function Save EEPROM 4byte  ---------

void Fnc_Eep_Sav4(long value,int address){
  address += 3;
  for(int i = 0;i < 4;i++){
    byte toSave = value & 0xFF;
    if(EEPROM.read(address) != toSave){
      EEPROM.write(address,toSave);
      }
    value = value >> 8;
    address--;
  }
}

//----------  Function Load EEPROM 2byte  ---------

unsigned int  Fnc_Eep_Lod2(int address){
  unsigned int value = EEPROM.read(address);
  value = value << 8;
  return value | EEPROM.read(address + 1);
}

//----------  Function Load EEPROM 4byte  ---------

long Fnc_Eep_Lod4(int address){
  long value = 0;
  for(int i = 0;i < 4;i++){
    value = value | EEPROM.read(address);
    if( i < 3){
      value = value << 8;
      address++;
      }
  }
  return value;
}

//----------  Function LCD Display  ---------

void Fnc_Lcd(){
  if(Flg_Tx == 1){
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("T");
  }
  else{
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print(Byt_Chn);
  }

  Fnc_Step_Disp();

  if(Flg_Rit == 1){
    lcd.setCursor(5,1);
    lcd.print("R:          ");
    Fnc_Dot_Edit(Lcd_Dat,Rit_Dat);
    lcd.setCursor(7,1);
    lcd.print(Lcd_Dat);
    if((Rit_Dat >= 1000) || (Rit_Dat <= -1000)){
     lcd.print("k");
    }
  }

  if(Flg_Spl == 1){
    lcd.setCursor(5,1);
    lcd.print("X:          ");
    Fnc_Dot_Edit(Lcd_Dat,Rit_Dat);
    lcd.setCursor(7,1);
    lcd.print(Lcd_Dat);
    if((Rit_Dat >= 1000) || (Rit_Dat <= -1000)){
      lcd.print("k");
    }
  }

  if((Flg_Rit == 0) && (Flg_Spl == 0)){
    Fnc_Dot_Edit(Lcd_Dat,Vfo_Dat - IF_FRQ);
    lcd.setCursor(1,0);
    lcd.print(":              ");
    lcd.setCursor(3,0);
    lcd.print(Lcd_Dat);
    lcd.print("MHz");

    lcd.setCursor(5,1);
    lcd.print("     JA2GQP");
  }
}


//----------  Function Rit  ---------

void Fnc_Rit(){
  if(Flg_Rit == 0){
    Rit_Dat = 0;
    Flg_Rit = 1;
    Flg_Spl = 0;
    switch(Byt_Chn){
      case 1:
        Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep1);
        Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep1);
        break;
      case 2:
        Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep2);
        Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep2);
        break;
      case 3:
        Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep3);
        Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep3);
        break;
      default:
        Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep0);
        Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep0);
        break;
    }
  }
  else{
    Flg_Rit = 0;
  }
  while(digitalRead(SW_RIT) == LOW)
    ;
  delay(250);
}

//----------  Function Channel SW Check  ---------

void Fnc_Chsw(){
  if(digitalRead(SW_CH1) == LOW){
    Byt_Chn = 1;
  }
  else if(digitalRead(SW_CH2) == LOW){
    Byt_Chn = 2;
  }
  else if(digitalRead(SW_CH3) == LOW){
    Byt_Chn = 3;
  }
  else{
    Byt_Chn = 0;
  }
}

//----------  Function EEPROM Read  ---------

void Fnc_Eep_Rd(){
  if(Fnc_Eep_Lod4(Frq_Eep0) <= LW_VFO){
    Vfo_Dat = DEF_VFO;
    Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep0);
    Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep1);
    Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep2);
    Fnc_Eep_Sav4(Vfo_Dat,Frq_Eep3);
  }
  else{
    switch(Byt_Chn){
      case 1:
        Vfo_Dat = Fnc_Eep_Lod4(Frq_Eep1);
        break;
      case 2:
        Vfo_Dat = Fnc_Eep_Lod4(Frq_Eep2);
        break;
      case 3:
        Vfo_Dat = Fnc_Eep_Lod4(Frq_Eep3);
        break;
      default:
        Vfo_Dat = Fnc_Eep_Lod4(Frq_Eep0);
        break;
    }
  }
  if(Vfo_Dat <= 0){
    Vfo_Dat = DEF_VFO;
  }
  if(Fnc_Eep_Lod4(Stp_Eep0) <= 0){
    Enc_Stp = DEF_STP;
    Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep0);
    Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep1);
    Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep2);
    Fnc_Eep_Sav4(Enc_Stp,Stp_Eep3);
  }
  else{
    switch(Byt_Chn){
      case 1:
        Enc_Stp = Fnc_Eep_Lod4(Stp_Eep1);
        break;
      case 2:
        Enc_Stp = Fnc_Eep_Lod4(Stp_Eep2);
        break;
      case 3:
        Enc_Stp = Fnc_Eep_Lod4(Stp_Eep3);
        break;
      default:
        Enc_Stp = Fnc_Eep_Lod4(Stp_Eep0);
        break;
    }
  }
  if(Enc_Stp <= 0){
    Enc_Stp = DEF_STP;
  }
}

//----------  Function Split  ---------

void Fnc_Spl(){
  if(Flg_Spl == 0){
    Flg_Spl = 1;
    Flg_Rit = 0;
    Rit_Dat = 0;
  }
  else{
    Flg_Spl = 0;
  }
  while(digitalRead(SW_SPLIT) == LOW)
    ;
  delay(250);
}

     
    

6 件のコメント:

  1. こんにちは
    #include
    #include
    のエラーが出ます
    お手数ですが
    ファイルが有りましたらアップお願いします

    返信削除
  2. 再書き込み
    #include  LiquidCrystal_I2C.h
    #include  rotary.h
    です
    アップで削除されてしまいました

    返信削除
    返信
    1. ソースプログラムにライブラリが何処にあるのかのコメントが抜けていたので、追加しました。ライブラリは、Arduino AD9850 VFOフォルダーに入れてあります。
      JA2GQP's Dounload siteのソースプログラムは、修正した物をupしました。

      削除
    2. ソースプログラムにライブラリが何処にあるのかのコメントが抜けていたので、追加しました。ライブラリは、Arduino AD9850 VFOフォルダーに入れてあります。
      JA2GQP's Dounload siteのソースプログラムは、修正した物をupしました。

      削除
  3. Mizuno様

    KYと申します。
    同じようにArduinoと秋月のDSSを接続しようとしているので、大変参考になりました。
    また、私のブログでも紹介させていただきました。

    http://blog.livedoor.jp/halic/archives/67848347.html

    返信削除
    返信
    1. KYさん
      コメント有難う御座いました。
      Arduinoで秋月のDDSをコントロールしている例は少ないでしょうね。
      バージョンアップしてないのですが、基本的な機能が有るので、十分使えると思います。

      削除