QRP 7MHz CW TX/DDS VFO

 ２００９年７月号　ＣＱ ｈａｍｒａｄｉｏ付録の７MHｚＱＲＰ送信基板を作った。しかし、適当な水晶発振子の手持ちが無く、ＤＤＳ　ＶＦＯと組合わせる事にした。DDS　VFOは、２０１５年９月９日投稿のＡＤ９８３４を使ったＶＦＯである。 ＤＤＳコントロールプログラムは、以前の物を改造した。このＶＦＯは、バンドの概念が無く、全てチャンネルである。この為、全て７ＭＨｚに設定することも異なる周波数帯に設定することも出来る。
また、７ＭＨｚ　ＣＷ送信機として使う場合、フルブレイクインは出来ない。

ＤＤＳ発振周波数は、３．５ＭＨｚから８．５ＭＨｚとした。これで３．５ＭＨｚから５０ＭＨｚ（６逓倍すれば）のＶＦＯとなる。周波数設定は、周波数範囲が広いため、ＳＴＥＰに１ＭＨｚを追加した。

今回、チャンネルスイッチをプッシュボタンに変更したため、チャンネル切替時全てのチャンネルが、メモリー保存できる様に変更した。　新たにＭＵＬスイッチを追加した。ＭＵＬスイッチで、ＤＤＳ発振周波数の表示ができる。例えば、５０．６ＭＨｚの時、ＭＵＬスイッチ操作した表示が左側の写真である。この状態でエンコーダを回すと、１ｋＨｚ／６　ＳＴＥＰで変化する。　

回路図である。投稿済のＢｌｏｇに公開した回路を一部変更とＣＱ　ｈａｍｒａｄｉｏ記事の合体。

出力
３．５ＭＨｚ　　　　　　　３４０ｍＷ
７ＭＨｚ　　　　　　　　　３００ｍＷ
８．４３３ＭＨｚ　　　　　２６０ｍＷ

Ｐｒｏｇｒａｍ

周波数帯毎の運用周波数制限を行っている。範囲外の時、Ｏｖｅｒと表示。受信時および範囲外エラー時、ＤＤＳ発振停止（０Ｈｚを指定）。Ａｒｄｕｉｎｏ　ＩＤＥ１．０．６でコンパイルした。


//////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  AD9834 DDS VFO program ver.1.0
//    Copyright(C)2016.JA2GQP.All rights reserved.
//
//      Frequency Limitted.
//                                    <<<<< Arduino IDE 1.0.6 >>>>>
//                                                2016/3/3
//                                                  JA2GQP
//--------------------------------------------------------------------
//  Function
//    1.STEP(1M,100k,10k,1k,100,10)
//    2.Channel Memory.Main Channel(Ch0) + 3 Channel(Ch1,Ch2,Ch3)
//    3.Protection Operation At The Time Of Transmission
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#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  SDATA = 4;                     　// AD9834 SDATA
const byte  SCLK = 5;                      　//        SCLK
const byte  FSYNC = 6;                     //        FSYNC
const byte  SW_STEP = 7;                   // STEP SW
const byte  SW_CH = 8;                     // CH SW
const byte  SW_ENT = 9;                    // ENT SW
const byte  SW_MUL = 10;                   // MUL SW
const byte  SW_TX = 13;                    // TX SW

const long  DEF_STP = 1000L;               // Init STEP
const long  LW_VFO80 = 3500000L;           // 3.5MHz Lower Limit
const long  HI_VFO80 = 3575000L;           //        Upper Limit
const long  LW_VFO40 = 7000000L;           // 7MHz   Lower Limit
const long  HI_VFO40 = 7200000L;           //        Upper Limit
const long  LW_VFO20 = 14000000L;          // 14MHz  Lower Limit
const long  HI_VFO20 = 14350000L;          //        Upper Limit
const long  LW_VFO15 = 21000000L;          // 21MHz  Lower Limit
const long  HI_VFO15 = 21450000L;          //        Upper Limit
const long  LW_VFO10 = 28000000L;          // 28MHz  Lower Limit
const long  HI_VFO10 = 29700000L;          //        Upper Limit
const long  LW_VFO6 = 50000000L;           // 50MHz  Lower Limit
const long  HI_VFO6 = 54000000L;           //        Upper Limit

const long  DEF_VFO = 7050000L;            // Vfo Default Frequency

const unsigned long  DDS_CLK = 56000000L;  // AD9834 Clock 56Mhz
const unsigned long  TWO_E28 = 268435456L; // 2^28

//----------  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

const byte  Chn_Eep = 0x20;                // Channel

//----------  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 Enc_Stp = 0;                         // STEP
long Lng_Wk1 = 0;                         // Long Work1

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

byte Byt_Chn = 0;                         // Channel SW
byte Byt_Chnb = 0;                        // Channel SW Old
byte Flg_Tx = 0;                          // TX Flag
byte Flg_Mul = 0;                         // Multi Flag
byte Byt_Mul = 0;

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

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

  pinMode(SW_STEP,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_ENT,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_MUL,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_TX,INPUT_PULLUP);
  pinMode(SW_CH,INPUT_PULLUP);

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

  pinMode(FSYNC,OUTPUT);
  pinMode(SCLK,OUTPUT);
  pinMode(SDATA,OUTPUT);

  Flg_Tx = 0;

  lcd.clear();
  Byt_Chn = EEPROM.read(Chn_Eep);
  if((Byt_Chn < 0) || (Byt_Chn > 3))
    Byt_Chn = 0;
  Byt_Chnb = Byt_Chn;
  Fnc_Eep_Rd();                              // EEPROM Read
  Fnc_Band();                                // Band check
}

//----------  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_ENT) == LOW){         // ENT SW On?
      Fnc_Ent();                            //     Yes,ENT proc.
      }
    if(digitalRead(SW_MUL) == LOW){         // MUL SW On?
      Fnc_Mul();                            //     Yes,MUL proc.
      }
    if(digitalRead(SW_CH) == LOW){          // CH SW On?
      Fnc_Chsw();                          
      }
    if(Byt_Chnb != Byt_Chn){                // CH SW OLD != NEW?
      Fnc_Eep_Wt(Byt_Chnb);
      Byt_Chnb = Byt_Chn;
      Fnc_Eep_Rd();
      }
  }

  if(digitalRead(SW_TX) == LOW){            // Tx On?
    Flg_Tx = 1;                             //    Yes,Flg_Tx Set
    Dds_Dat = Vfo_Dat;
    }
    else{                                  
      Flg_Tx = 0;                          //     No,Flg_Tx Reset              
      Dds_Dat = 0;
      }

  Fnc_Band();                              // Band check
  if(Byt_Mul != 255)
    Fnc_Dds(Dds_Dat / Byt_Mul);            // AD9834 DDS Out
    else
      Fnc_Dds(0);    
  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)
        Vfo_Dat = Vfo_Dat + Enc_Stp;
      else
          Vfo_Dat = Vfo_Dat - Enc_Stp;
      }
    }
}

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

void Fnc_Dds(double frquency){
  unsigned long wrk = frquency * TWO_E28 / DDS_CLK;
  unsigned int wrk1,wrk2,wrk3;

  wrk1 = 0x2000;
  wrk2 = wrk & 0x3fff;
  wrk2 = wrk2 | 0x4000;
  wrk3 = wrk >> 14;
  wrk3 = wrk3 & 0x3fff;
  wrk3 = wrk3 | 0x4000;

  digitalWrite(SCLK,HIGH);                    
  digitalWrite(FSYNC,LOW);

  shiftOut(SDATA,SCLK,MSBFIRST,(wrk1 >> 8));
  shiftOut(SDATA,SCLK,MSBFIRST,wrk1);

  shiftOut(SDATA,SCLK,MSBFIRST,(wrk2 >> 8));
  shiftOut(SDATA,SCLK,MSBFIRST,wrk2);

  shiftOut(SDATA,SCLK,MSBFIRST,(wrk3 >> 8));
  shiftOut(SDATA,SCLK,MSBFIRST,wrk3);

  digitalWrite(FSYNC,HIGH);
}

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

void Fnc_Stp(){
  if(Enc_Stp == 10){                      // Step = 10Hz ?
    Enc_Stp = 1000000;                    //   Yes,1MHz set
    }
    else{
      Enc_Stp = Enc_Stp / 10;             // Step down 1 digit
      }
  delay(250);
  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;
    case 1000000:
      lcd.print("1M  ");
      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();

  lcd.setCursor(5,1);
  if((Flg_Mul == 1) && (Byt_Mul != 255)){
    lcd.print("    ");
    lcd.setCursor(5,1);
    lcd.print("x");
    lcd.print(Byt_Mul);
    Lng_Wk1 = Vfo_Dat / Byt_Mul;
    }else if(Byt_Mul == 255){
      lcd.print("Over");
      Lng_Wk1 = Vfo_Dat;
      }
      else{
        lcd.print("    ");
        Lng_Wk1 = Vfo_Dat;
        }

  Fnc_Dot_Edit(Lcd_Dat,Lng_Wk1);
  lcd.setCursor(1,0);
  lcd.print(":              ");
  lcd.setCursor(3,0);
  lcd.print(Lcd_Dat);
  lcd.print("MHz");

  lcd.setCursor(10,1);
  lcd.print("JA2GQP");
}


//----------  Function ENT  ---------

void Fnc_Ent(){
  Fnc_Eep_Wt(Byt_Chn);
  while(digitalRead(SW_ENT) == LOW)
    ;
  delay(250);
}

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

void Fnc_Chsw(){
    switch(Byt_Chn){
      case 0:
        Byt_Chn = 1;
        break;
      case 1:
        Byt_Chn = 2;
        break;
      case 2:
        Byt_Chn = 3;
        break;
      case 3:
        Byt_Chn = 0;
        break;
      default:
        Byt_Chn = 0;
        break;
    }
  while(digitalRead(SW_CH) == LOW)
    ;
  delay(100);
}
//----------  Function EEPROM Read  ---------

void Fnc_Eep_Rd(){
  if(Fnc_Eep_Lod4(Frq_Eep0) <= 0){
    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 Band  ---------

void Fnc_Band(){
  if((Vfo_Dat >= LW_VFO80) && (Vfo_Dat <= HI_VFO80))
    Byt_Mul = 1;
    else if((Vfo_Dat >= LW_VFO40) && (Vfo_Dat <= HI_VFO40))
      Byt_Mul = 1;
      else if((Vfo_Dat >= LW_VFO20) && (Vfo_Dat <= HI_VFO20))
        Byt_Mul = 2;
        else if((Vfo_Dat >= LW_VFO15) && (Vfo_Dat <= HI_VFO15))
          Byt_Mul = 3;
          else if((Vfo_Dat >= LW_VFO10) && (Vfo_Dat <= HI_VFO10))
            Byt_Mul = 4;
            else if((Vfo_Dat >= LW_VFO6) && (Vfo_Dat <= HI_VFO6))
              Byt_Mul = 6;
              else
                Byt_Mul = 255;
}

//----------  Function EEPROM Write  ---------

void Fnc_Eep_Wt(byte chn){
    switch(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;
    }
    EEPROM.write(Chn_Eep,Byt_Chn);
}

//----------  Function Multi  ---------

void Fnc_Mul(){
  if(Flg_Mul == 0)
    Flg_Mul = 1;
    else
      Flg_Mul = 0;
  while(digitalRead(SW_MUL) == LOW)
    ;
  delay(250);
}