Генератор перестраиваемой частоты на Arduino и модуле Si5351: схема и программа

В данной статье мы рассмотрим создание генератора перестраиваемой частоты на основе платы Arduino и модуля Si5351, работающего в диапазоне 10 кГц – 225 МГц. Данный генератор может пригодиться для тестирования работы различных радиоприемников, может использоваться в качестве генератора тактовых сигналов, в качестве гетеродина в супергетеродинных приемниках, в синтезаторах частоты и многих других похожих приложениях.

Также на нашем сайте вы можете посмотреть похожие проекты:

Необходимые компоненты

Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
Инкрементальный энкодер с кнопкой (купить на AliExpress).
OLED дисплей 128х64 (купить на AliExpress - для данного проекта можно покупать модель с 4-мя контактами поскольку используется его подключение по интерфейсу I2C).
Adafruit SI5351 CLOCK GEN (генератор тактовых частот) (купить на AliExpress).
Toggle Switch, SPDT (переключатель).
Panasonic RCA JACK (выходной радиочастотный разъем).
Конденсаторы 10 нФ и 100 нФ (купить на AliExpress).
Конденсатор 10 мкФ (купить на AliExpress).
Резистор 1 кОм (купить на AliExpress).
Катушка индуктивности 100 мкГн (Inductor 100 uH) (купить на AliExpress).

Общие принципы работы проекта

В данном проекте рассматривается генератор перестраиваемой частоты (variable-frequency oscillator, VFO), пригодный для использования в "домашних" (Do It Yourself , DIY) условиях. Этот генератор может пригодиться в синтезаторах частоты, супергетеродинных радиоприемниках, SDR-приемопередатчиках и т.д. Генератор имеет шкальный индикатор (Bargraph indicator) для отображения мощности сигнала (S-Meter) и 20 заранее установленных диапазонов частот.

Основные особенности проекта:

рабочий диапазон от 10 кГц до 225 МГц;
шаг настройки: 1 Гц, 10 Гц, 1 кГц, 5 кГц, 10 кГц и 1 МГц;
регулируемое смещение (+ или -) промежуточной частоты (ПЧ);
20 заранее установленных диапазонов частот (с быстрым доступом) в полосах частот АМ-вещания (BCB) и радиолюбительских диапазонах (HAM frequencies);
режим генерации сигналов (функциональный генератор);
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;
шкальный индикатор для отображения мощности сигнала через вход АЦП (аналого-цифрового преобразователя);
возможность работы с платами Arduino Uno, Nano и Pro Mini;
использует стандартный дисплей 128x64 I2C OLED SSD1306 и модуль Si5351;
передача данных по интерфейсу I2C, необходимо всего 2 провода для подключения дисплея и модуля Si5351 к плате Arduino;
высокая стабильность и точность генерации частоты;
хорошая эффективность, невысокая стоимость, можно собрать в домашних условиях.

Микросхема (модуль) Si5351

Микросхема Si5351 это конфигурируемый через I2C генератор тактовых частот, идеально подходящий для замены кварцев, кварцевых генераторов, генераторов VCXO (voltage-controlled crystal oscillator – кварцевый генератор, управляемый напряжением), синтезаторов с ФАПЧ (PLL), буферов развязки в приложениях, критичных к общей стоимости. Базируясь на архитектуре PLL/VCXO + high resolution MultiSynth fractional divider, Si5351 может генерировать любую частоту до 200 МГц на каждом из выходов с нулевым отклонением от заданного значения (0 ppm error). Для удовлетворения различным требованиям приложений Si5351 выпускается в 3 версиях. Si5351A генерирует до 8 не зависящих друг от друга тактовых сигналов, используя внутренний генератор, что позволяет заменить несколько кварцев или кварцевых генераторов. В Si5351B добавлен внутренний VCXO, что дает возможность заменить как свободно (независимо друг от друга), так и синхронно генерируемые тактовые частоты. Это устраняет необходимость применения дорогих специальных кварцев, предоставляя при этом высокую надежность работы в широком диапазоне настраиваемых частот. Si5351C предоставляет такую же гибкость, но синхронизируется при этом с внешним опорным генератором (CLKIN).

Узнать более подробную информацию о микросхеме Si5351 и ее подключение к плате Arduino вы можете на сайте ее разработчика. Также принципы ее работы неплохо описаны на сайте microsin.net.

Схема проекта

Схема генератора перестраиваемой частоты на Arduino и модуле Si5351 представлена на следующем рисунке.

Внешний вид собранной конструкции проекта показан на следующем рисунке.

Печатная плата для генератора

Печатную плату для рассматриваемого в данной статье проекта генератора вы можете скачать по следующей ссылке. Внешний вид печатной платы для проекта показан на следующих рисунках.

Инструкции по работе с проектом

Для работы с проектом выполните следующую последовательность шагов:

подготовьте аппаратную часть проекта согласно представленной схемы;
подайте питание на плату Arduino;
откройте код программы в Arduino IDE, установите все необходимые библиотеки;
установите настройки проекта (preferences) (описаны далее в статье), скомпилируйте скетч и загрузите его в плату Arduino Nano, Uno или Pro Mini;
вращайте ручку инкрементального энкодера для увеличения или уменьшения генерируемой частоты;
нажимайте кнопку 1 для изменения шага настройки. Возможные шаги настройки: 1 Гц, 10 Гц, 1 кГц, 5 кГц, 10 кГц и 1 МГц;
нажимайте кнопку 2 для выбора одного из заранее установленных частотных диапазонов или выберите режим генератора (generator mode);
включайте/выключайте переключатель SW 2 для переключения между режимами RX и TX. В режиме RX переключатель SW 2 открыт, а в режиме TX он замкнут на землю (GND). В режиме TX значение IF (промежуточной частоты) не добавляется/вычитается из выхода RF (радиочастоты) – этот режим отлично подходит для использования в домашних приемопередатчиках;
подключите выходной сигнал с измерителя мощности (S-Meter) от вашего радиоприемника (радиостанции) к разъему X2 (вход S-Meter'а). Этот вход имеет настраиваемую чувствительность, его коэффициент усиления можно настроить в приведенном скетче. На данный вход можно подавать сигналы от 500mV до 5V (max);
важное дополнение: if it freezes in the initialization text, comment (put a //) at the line 77 statup_text ();

Внесение изменений в настройки проекта (User Preferences)

Вы можете изменить следующие строки в скетче:

#define IF 455 //введите вашу IF (промежуточную) частоту, ex: 455 = 455kHz, 10700 = 10.7MHz, 0 = прямое преобразование частоты приемника или радиочастоты генератора, "+" будет добавляться, а "-" будет вычитаться сдвиг промежуточной частоты.
#define BAND_INIT 7 // введите ваш начальный диапазон (Band) (1-21) в начале работы проекта, ex: 1 = Freq Generator, 2 = 800kHz (MW – средние волны), 7 = 7.2MHz (40m), 11 = 14.1MHz (20m).
#define XT_CAL_F 33000 // коэффициент калибровки модуля Si5351, можно настроить чтобы получить точно 10MHz. Увеличение этого значения будет уменьшать частоту и наоборот.
#define S_GAIN 303 //настройка чувствительности входа измерителя мощности (Signal Meter A/D input): 101 = 500mv; 202 = 1v; 303 = 1.5v; 404 = 2v; 505 = 2.5v; 1010 = 5v (max).
#define tunestep A0 //контакт, к которому подключена кнопка для настройки шага настройки.
#define band A1 //контакт, к которому подключена кнопка для выбора частотного диапазона.
#define rx_tx A2 // контакт, к которому подключена кнопка для выбора режима RX / TX, RX = switch open (переключатель открыт), TX = switch closed to GND (переключатель замкнут на землю). В режиме TX частота IF (промежуточная) не учитывается.
#define adc A3 //контакт, используемый как вход измерителя мощности (Signal Meter A/D input).

Исходный код программы (скетча)

/**********************************************************************************************************
  10kHz to 225MHz VFO / RF Generator with Si5351 and Arduino Nano, with Intermediate Frequency (IF) offset
  (+ or -), RX/TX Selector for QRP Transceivers, Band Presets and Bargraph S-Meter. See the schematics for
  wiring and README.txt for details. By J. CesarSound - ver 2.0 - Feb/2021.
***********************************************************************************************************/

//Libraries
#include <Wire.h>                 //библиотека для работы с интерфейсом I2C
#include <Rotary.h>               //Ben Buxton https://github.com/brianlow/Rotary
#include <si5351.h>               //Etherkit https://github.com/etherkit/Si5351Arduino
#include <Adafruit_GFX.h>         //Adafruit GFX https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library
#include <Adafruit_SSD1306.h>     //Adafruit SSD1306 https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306

//пользовательские настройки
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#define IF         455       // введите вашу IF (промежуточную) частоту, ex: 455 = 455kHz, 10700 = 10.7MHz, 0 = прямое преобразование частоты приемника или радиочастоты генератора, "+" будет добавляться, а "-" будет вычитаться сдвиг промежуточной частоты.
#define BAND_INIT  7         // введите ваш начальный диапазон (Band) (1-21) в начале работы проекта, ex: 1 = Freq Generator, 2 = 800kHz (MW – средние волны), 7 = 7.2MHz (40m), 11 = 14.1MHz (20m).
#define S_GAIN     303       // настройка чувствительности входа измерителя мощности (Signal Meter A/D input): 101 = 500mv; 202 = 1v; 303 = 1.5v; 404 = 2v; 505 = 2.5v; 1010 = 5v (max).
#define tunestep   A0        // контакт, к которому подключена кнопка для настройки шага настройки.
#define band       A1        // контакт, к которому подключена кнопка для выбора частотного диапазона.
#define rx_tx      A2        //контакт, к которому подключена кнопка для выбора режима RX / TX, RX = switch open (переключатель открыт), TX = switch closed to GND (переключатель замкнут на землю). В режиме TX частота IF (промежуточная) не учитывается.
#define adc        A3        // контакт, используемый как вход измерителя мощности (Signal Meter A/D input).
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Rotary r = Rotary(2, 3);
Adafruit_SSD1306 display = Adafruit_SSD1306(128, 64, &Wire);
Si5351 si5351(0x60); //Si5351 I2C Address 0x60 (адрес I2C для Si5351)

unsigned long freq, freqold, fstep;
long interfreq = IF, interfreqold = 0;
long cal = XT_CAL_F;
unsigned int smval;
byte encoder = 1;
byte stp, n = 1;
byte count, x, xo;
bool sts = 0;
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) {                         //Up/Down frequency
    if (dir == 1) freq = freq + fstep;
    if (freq >= 225000000) freq = 225000000;
    if (dir == -1) freq = freq - fstep;
    if (fstep == 1000000 && freq <= 1000000) freq = 1000000;
    else if (freq < 10000) freq = 10000;
  }
  if (encoder == 1) {                       //Up/Down graph tune pointer
    if (dir == 1) n = n + 1;
    if (n > 42) n = 1;
    if (dir == -1) n = n - 1;
    if (n < 1) n = 42;
  }
}

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);
  pinMode(band, INPUT_PULLUP);
  pinMode(rx_tx, INPUT_PULLUP);

  //statup_text();  //If you hang on startup, comment

  si5351.init(SI5351_CRYSTAL_LOAD_8PF, 0, 0);
  si5351.set_correction(cal, SI5351_PLL_INPUT_XO);
  si5351.drive_strength(SI5351_CLK0, SI5351_DRIVE_8MA);
  si5351.output_enable(SI5351_CLK0, 1);                  //1 - Enable / 0 - Disable CLK
  si5351.output_enable(SI5351_CLK1, 0);
  si5351.output_enable(SI5351_CLK2, 0);

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

  count = BAND_INIT;
  bandpresets();
  stp = 4;
  setstep();
}

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

  if (interfreqold != interfreq) {
    time_now = millis();
    tunegen();
    interfreqold = interfreq;
  }

  if (xo != x) {
    time_now = millis();
    xo = x;
  }

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

  if (digitalRead(band) == LOW) {
    time_now = (millis() + 300);
    inc_preset();
    delay(300);
  }

  if (digitalRead(rx_tx) == LOW) {
    time_now = (millis() + 300);
    sts = 1;
  } else sts = 0;

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

void tunegen() {
  si5351.set_freq((freq + (interfreq * 1000ULL)) * 100ULL, 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 inc_preset() {
  count++;
  if (count > 21) count = 1;
  bandpresets();
  delay(50);
}

void bandpresets() {
  switch (count)  {
    case 1: freq = 100000; tunegen(); break;
    case 2: freq = 800000; break;
    case 3: freq = 1800000; break;
    case 4: freq = 3650000; break;
    case 5: freq = 4985000; break;
    case 6: freq = 6180000; break;
    case 7: freq = 7200000; break;
    case 8: freq = 10000000; break;
    case 9: freq = 11780000; break;
    case 10: freq = 13630000; break;
    case 11: freq = 14100000; break;
    case 12: freq = 15000000; break;
    case 13: freq = 17655000; break;
    case 14: freq = 21525000; break;
    case 15: freq = 27015000; break;
    case 16: freq = 28400000; break;
    case 17: freq = 50000000; break;
    case 18: freq = 100000000; break;
    case 19: freq = 130000000; break;
    case 20: freq = 144000000; break;
    case 21: freq = 220000000; break;
  }
  si5351.pll_reset(SI5351_PLLA);
  stp = 4; setstep();
}

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.drawLine(87, 24, 87, 39, WHITE);
  display.drawLine(87, 48, 87, 63, WHITE);
  display.drawLine(15, 55, 82, 55, WHITE);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(59, 23);
  display.print("STEP");
  display.setCursor(54, 33);
  if (stp == 2) display.print("  1Hz"); if (stp == 3) display.print(" 10Hz"); if (stp == 4) display.print(" 1kHz");
  if (stp == 5) display.print(" 5kHz"); if (stp == 6) display.print("10kHz"); if (stp == 1) display.print(" 1MHz");
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(92, 48);
  display.print("IF:");
  display.setCursor(92, 57);
  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.setCursor(91, 28);
  if (!sts) display.print("RX"); if (!sts) interfreq = IF;
  if (sts) display.print("TX"); if (sts) interfreq = 0;
  bandlist(); drawbargraph();
  display.display();
}

void bandlist() {
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 25);
  if (count == 1) display.print("GEN"); if (count == 2) display.print("MW"); if (count == 3) display.print("160m"); if (count == 4) display.print("80m");
  if (count == 5) display.print("60m"); if (count == 6) display.print("49m"); if (count == 7) display.print("40m"); if (count == 8) display.print("31m");
  if (count == 9) display.print("25m"); if (count == 10) display.print("22m"); if (count == 11) display.print("20m"); if (count == 12) display.print("19m");
  if (count == 13) display.print("16m"); if (count == 14) display.print("13m"); if (count == 15) display.print("11m"); if (count == 16) display.print("10m");
  if (count == 17) display.print("6m"); if (count == 18) display.print("WFM"); if (count == 19) display.print("AIR"); if (count == 20) display.print("2m");
  if (count == 21) display.print("1m");
  if (count == 1) interfreq = 0; else if (!sts) interfreq = IF;
}

void sgnalread() {
  smval = analogRead(adc); x = map(smval, 0, S_GAIN, 1, 14); if (x > 14) x = 14;
}

void drawbargraph() {
  byte y = map(n, 1, 42, 1, 14);
  display.setTextSize(1);

  //Pointer
  display.setCursor(0, 48); display.print("TU");
  switch (y) {
    case 1: display.fillRect(15, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 2: display.fillRect(20, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 3: display.fillRect(25, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 4: display.fillRect(30, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 5: display.fillRect(35, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 6: display.fillRect(40, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 7: display.fillRect(45, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 8: display.fillRect(50, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 9: display.fillRect(55, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 10: display.fillRect(60, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 11: display.fillRect(65, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 12: display.fillRect(70, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 13: display.fillRect(75, 48, 2, 6, WHITE); break;
    case 14: display.fillRect(80, 48, 2, 6, WHITE); break;
  }

  //Bargraph (индикатор мощности)
  display.setCursor(0, 57); display.print("SM");
  switch (x) {
    case 14: display.fillRect(80, 58, 2, 6, WHITE);
    case 13: display.fillRect(75, 58, 2, 6, WHITE);
    case 12: display.fillRect(70, 58, 2, 6, WHITE);
    case 11: display.fillRect(65, 58, 2, 6, WHITE);
    case 10: display.fillRect(60, 58, 2, 6, WHITE);
    case 9: display.fillRect(55, 58, 2, 6, WHITE);
    case 8: display.fillRect(50, 58, 2, 6, WHITE);
    case 7: display.fillRect(45, 58, 2, 6, WHITE);
    case 6: display.fillRect(40, 58, 2, 6, WHITE);
    case 5: display.fillRect(35, 58, 2, 6, WHITE);
    case 4: display.fillRect(30, 58, 2, 6, WHITE);
    case 3: display.fillRect(25, 58, 2, 6, WHITE);
    case 2: display.fillRect(20, 58, 2, 6, WHITE);
    case 1: display.fillRect(15, 58, 2, 6, WHITE);
  }
}

void statup_text() {
  display.setTextSize(1); display.setCursor(13, 18);
  display.print("Si5351 VFO/RF GEN");
  display.setCursor(6, 40);
  display.print("JCR RADIO - Ver 2.0");
  display.display(); delay(2000);
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

220

221

222

223

224

225

226

227

228

229

230

231

232

233

234

235

236

237

238

239

240

241

242

243

244

245

246

247

248

249

250

251

252

253

254

255

256

257

258

259

260

261

262

263

264

265

266

267

268

269

270

271

272

273

274

275

276

277

278

279

280

281

282

283

284

285

286

287

288

289

290

291

292

293

294

295

296

297

298

299

300

301

302

303

304

305

306

307

/**********************************************************************************************************

10kHz to 225MHz VFO / RF Generator with Si5351 and Arduino Nano, with Intermediate Frequency (IF) offset

(+ or -), RX/TX Selector for QRP Transceivers, Band Presets and Bargraph S-Meter. See the schematics for

wiring and README.txt for details. By J. CesarSound - ver 2.0 - Feb/2021.

***********************************************************************************************************/

//Libraries

#include <Wire.h> //библиотека для работы с интерфейсом I2C

#include <Rotary.h> //Ben Buxton https://github.com/brianlow/Rotary

#include <si5351.h> //Etherkit https://github.com/etherkit/Si5351Arduino

#include <Adafruit_GFX.h> //Adafruit GFX https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

#include <Adafruit_SSD1306.h> //Adafruit SSD1306 https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306

//пользовательские настройки

//------------------------------------------------------------------------------------------------------------

#define IF 455 // введите вашу IF (промежуточную) частоту, ex: 455 = 455kHz, 10700 = 10.7MHz, 0 = прямое преобразование частоты приемника или радиочастоты генератора, "+" будет добавляться, а "-" будет вычитаться сдвиг промежуточной частоты.

#define BAND_INIT 7 // введите ваш начальный диапазон (Band) (1-21) в начале работы проекта, ex: 1 = Freq Generator, 2 = 800kHz (MW – средние волны), 7 = 7.2MHz (40m), 11 = 14.1MHz (20m).

#define S_GAIN 303 // настройка чувствительности входа измерителя мощности (Signal Meter A/D input): 101 = 500mv; 202 = 1v; 303 = 1.5v; 404 = 2v; 505 = 2.5v; 1010 = 5v (max).

#define tunestep A0 // контакт, к которому подключена кнопка для настройки шага настройки.

#define band A1 // контакт, к которому подключена кнопка для выбора частотного диапазона.

#define rx_tx A2 //контакт, к которому подключена кнопка для выбора режима RX / TX, RX = switch open (переключатель открыт), TX = switch closed to GND (переключатель замкнут на землю). В режиме TX частота IF (промежуточная) не учитывается.

#define adc A3 // контакт, используемый как вход измерителя мощности (Signal Meter A/D input).

//------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Rotary r = Rotary(2, 3);

Adafruit_SSD1306 display = Adafruit_SSD1306(128, 64, &Wire);

Si5351 si5351(0x60); //Si5351 I2C Address 0x60 (адрес I2C для Si5351)

unsigned long freq, freqold, fstep;

long interfreq = IF, interfreqold = 0;

long cal = XT_CAL_F;

unsigned int smval;

byte encoder = 1;

byte stp, n = 1;

byte count, x, xo;

bool sts = 0;

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) { //Up/Down frequency

if (dir == 1) freq = freq + fstep;

if (freq >= 225000000) freq = 225000000;

if (dir == -1) freq = freq - fstep;

if (fstep == 1000000 && freq <= 1000000) freq = 1000000;

else if (freq < 10000) freq = 10000;

}

if (encoder == 1) { //Up/Down graph tune pointer

if (dir == 1) n = n + 1;

if (n > 42) n = 1;

if (dir == -1) n = n - 1;

if (n < 1) n = 42;

}

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);

pinMode(band, INPUT_PULLUP);

pinMode(rx_tx, INPUT_PULLUP);

//statup_text(); //If you hang on startup, comment

si5351.init(SI5351_CRYSTAL_LOAD_8PF, 0, 0);

si5351.set_correction(cal, SI5351_PLL_INPUT_XO);

si5351.drive_strength(SI5351_CLK0, SI5351_DRIVE_8MA);

si5351.output_enable(SI5351_CLK0, 1); //1 - Enable / 0 - Disable CLK

si5351.output_enable(SI5351_CLK1, 0);

si5351.output_enable(SI5351_CLK2, 0);

PCICR |= (1 << PCIE2);

PCMSK2 |= (1 << PCINT18) | (1 << PCINT19);

sei();

count = BAND_INIT;

bandpresets();

stp = 4;

setstep();

}

void loop() {

if (freqold != freq) {

time_now = millis();

tunegen();

freqold = freq;

}

if (interfreqold != interfreq) {

time_now = millis();

tunegen();

interfreqold = interfreq;

}

if (xo != x) {

time_now = millis();

xo = x;

}

if (digitalRead(tunestep) == LOW) {

time_now = (millis() + 300);

setstep();

delay(300);

}

if (digitalRead(band) == LOW) {

time_now = (millis() + 300);

inc_preset();

delay(300);

}

if (digitalRead(rx_tx) == LOW) {

time_now = (millis() + 300);

sts = 1;

} else sts = 0;

if ((time_now + period) > millis()) {

displayfreq();

layout();

}

sgnalread();

}

void tunegen() {

si5351.set_freq((freq + (interfreq * 1000ULL)) * 100ULL, 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 inc_preset() {

count++;

if (count > 21) count = 1;

bandpresets();

delay(50);

}

void bandpresets() {

switch (count) {

case 1: freq = 100000; tunegen(); break;

case 2: freq = 800000; break;

case 3: freq = 1800000; break;

case 4: freq = 3650000; break;

case 5: freq = 4985000; break;

case 6: freq = 6180000; break;

case 7: freq = 7200000; break;

case 8: freq = 10000000; break;

case 9: freq = 11780000; break;

case 10: freq = 13630000; break;

case 11: freq = 14100000; break;

case 12: freq = 15000000; break;

case 13: freq = 17655000; break;

case 14: freq = 21525000; break;

case 15: freq = 27015000; break;

case 16: freq = 28400000; break;

case 17: freq = 50000000; break;

case 18: freq = 100000000; break;

case 19: freq = 130000000; break;

case 20: freq = 144000000; break;

case 21: freq = 220000000; break;

}

si5351.pll_reset(SI5351_PLLA);

stp = 4; setstep();

}

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.drawLine(87, 24, 87, 39, WHITE);

display.drawLine(87, 48, 87, 63, WHITE);

display.drawLine(15, 55, 82, 55, WHITE);

display.setTextSize(1);

display.setCursor(59, 23);

display.print("STEP");

display.setCursor(54, 33);

if (stp == 2) display.print(" 1Hz"); if (stp == 3) display.print(" 10Hz"); if (stp == 4) display.print(" 1kHz");

if (stp == 5) display.print(" 5kHz"); if (stp == 6) display.print("10kHz"); if (stp == 1) display.print(" 1MHz");

display.setTextSize(1);

display.setCursor(92, 48);

display.print("IF:");

display.setCursor(92, 57);

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.setCursor(91, 28);

if (!sts) display.print("RX"); if (!sts) interfreq = IF;

if (sts) display.print("TX"); if (sts) interfreq = 0;

bandlist(); drawbargraph();

display.display();

}

void bandlist() {

display.setTextSize(2);

display.setCursor(0, 25);

if (count == 1) display.print("GEN"); if (count == 2) display.print("MW"); if (count == 3) display.print("160m"); if (count == 4) display.print("80m");

if (count == 5) display.print("60m"); if (count == 6) display.print("49m"); if (count == 7) display.print("40m"); if (count == 8) display.print("31m");

if (count == 9) display.print("25m"); if (count == 10) display.print("22m"); if (count == 11) display.print("20m"); if (count == 12) display.print("19m");

if (count == 13) display.print("16m"); if (count == 14) display.print("13m"); if (count == 15) display.print("11m"); if (count == 16) display.print("10m");

if (count == 17) display.print("6m"); if (count == 18) display.print("WFM"); if (count == 19) display.print("AIR"); if (count == 20) display.print("2m");

if (count == 21) display.print("1m");

if (count == 1) interfreq = 0; else if (!sts) interfreq = IF;

}

void sgnalread() {

smval = analogRead(adc); x = map(smval, 0, S_GAIN, 1, 14); if (x > 14) x = 14;

}

void drawbargraph() {

byte y = map(n, 1, 42, 1, 14);

display.setTextSize(1);

//Pointer

display.setCursor(0, 48); display.print("TU");

switch (y) {

case 1: display.fillRect(15, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 2: display.fillRect(20, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 3: display.fillRect(25, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 4: display.fillRect(30, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 5: display.fillRect(35, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 6: display.fillRect(40, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 7: display.fillRect(45, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 8: display.fillRect(50, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 9: display.fillRect(55, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 10: display.fillRect(60, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 11: display.fillRect(65, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 12: display.fillRect(70, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 13: display.fillRect(75, 48, 2, 6, WHITE); break;

case 14: display.fillRect(80, 48, 2, 6, WHITE); break;

}

//Bargraph (индикатор мощности)

display.setCursor(0, 57); display.print("SM");

switch (x) {

case 14: display.fillRect(80, 58, 2, 6, WHITE);

case 13: display.fillRect(75, 58, 2, 6, WHITE);

case 12: display.fillRect(70, 58, 2, 6, WHITE);

case 11: display.fillRect(65, 58, 2, 6, WHITE);

case 10: display.fillRect(60, 58, 2, 6, WHITE);

case 9: display.fillRect(55, 58, 2, 6, WHITE);

case 8: display.fillRect(50, 58, 2, 6, WHITE);

case 7: display.fillRect(45, 58, 2, 6, WHITE);

case 6: display.fillRect(40, 58, 2, 6, WHITE);

case 5: display.fillRect(35, 58, 2, 6, WHITE);

case 4: display.fillRect(30, 58, 2, 6, WHITE);

case 3: display.fillRect(25, 58, 2, 6, WHITE);

case 2: display.fillRect(20, 58, 2, 6, WHITE);

case 1: display.fillRect(15, 58, 2, 6, WHITE);

}

void statup_text() {

display.setTextSize(1); display.setCursor(13, 18);

display.print("Si5351 VFO/RF GEN");

display.setCursor(6, 40);

display.print("JCR RADIO - Ver 2.0");

display.display(); delay(2000);

}

Видео, демонстрирующее работу генератора

Источник статьи

(Проголосуй первым!)

Загрузка...

4 084 просмотров

Олег говорит 29.09.2021 в 10:57:

Добрый день, заинтересовала ваша схема, скажите можно ли использовать вашу схему для настройки тракта ПЧ УКВ радиоприемников, пока начинаю в этом деле, дорогими приборами нет возможности обзавестись, так был бы весьма к стати. спасибо.

Ответить ↓
- Adminvotpuske говорит 29.09.2021 в 18:55:
  
  Добрый вечер. Через неделю могу попробовать вам подсказать когда вернусь из отпуска. Напишите тогда здесь ещё один комментарий через неделю если эта проблема будет для вас актуальной. Постараюсь помочь
  
  Ответить ↓
Сергей говорит 29.07.2021 в 15:24:

Adafruit_SSD1306.h:40:17: fatal error: SPI.h: No such file or directory
#include
^
compilation terminated.
Ошибка компиляции.

Как исправить ?

Ответить ↓
- admin-new говорит 29.07.2021 в 21:20:
  
  Добавьте подключение библиотеки #include SPI.h (не забудьте открывающие и закрывающие угловые скобки вокруг названия библиотеки в этой команде - просто правила безопасности сайта не дают их опубликовать в тексте комментария).
  Почему то автор проекта не указал ее в коде программы
  
  Ответить ↓
Chuck Noland говорит 21.06.2021 в 23:27:

Ругается на строчку
long cal = XT_CAL_F;

sketch_jun21b:31:12: error: 'XT_CAL_F' was not declared in this scope
long cal = XT_CAL_F;
^~~~~~~~
exit status 1
'XT_CAL_F' was not declared in this scope

Ответить ↓
- admin-new говорит 22.06.2021 в 21:35:
  
  Добавьте в начало программы в блок определений #define XT_CAL_F 33000, почему то в статье автор ее описал, а в текст программы забыл включить
  
  Ответить ↓
Олег говорит 15.06.2021 в 23:45:

'Si5351' does not name a type; did you mean 'SI5351_H_'?
что за ошибку выдаёт??

Ответить ↓
- admin-new говорит 16.06.2021 в 21:32:
  
  Попробуйте при подключении библиотеки в начале программы изменить si5351.h на Si5351.h. То есть заменить маленькую букву "s" на большую "S"
  
  Ответить ↓

Генератор перестраиваемой частоты 10 кГц – 225 МГц на Arduino и модуле Si5351

Необходимые компоненты

Общие принципы работы проекта

Микросхема (модуль) Si5351

Схема проекта

Печатная плата для генератора

Инструкции по работе с проектом

Внесение изменений в настройки проекта (User Preferences)

Исходный код программы (скетча)

Видео, демонстрирующее работу генератора

Комментарии

Генератор перестраиваемой частоты 10 кГц – 225 МГц на Arduino и модуле Si5351 — 8 комментариев

Добавить комментарий Отменить ответ

Необходимые компоненты

Общие принципы работы проекта

Микросхема (модуль) Si5351

Схема проекта

Печатная плата для генератора

Инструкции по работе с проектом

Внесение изменений в настройки проекта (User Preferences)

Исходный код программы (скетча)

Видео, демонстрирующее работу генератора

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ