2. Составление электрической принципиальной схемы и описание функционирования фильтра

Принципиальная схема цифрового фильтра содержит следующие компоненты: МК КР1830ВЕ31, ПЗУ КР1821РФ55, АЦП AD7892AN-1, ЦАП 9708, ОУ AD8072 с коэффициентом усиления 8 необходимый для обеспечения заданного размаха напряжения на выходе ЦАП(-4 … +4)

Так же в схему встроен генератор (12 МГц) рассчитанный на работу с кварцевым резонатором подключенный к выводам XTAL1 и XTAL2. Так же на схеме указаны элементы RC-цепочки обеспечивающие длительность импульса RST. Данные конденсаторов и резисторов взяты из справочной литературы. Порт на ввод данных в схеме определён РА (РФ55).

Вывод Yn происходит через порт РВ (РФ55) на ЦАП.

Подключение микросхемы РФ55 осуществляется стандартным способом. Выдача 8-разрядного кода из ПЗУ на шину адреса данных производится при поступлении управляющего строба /PSEN.

Входы управления /RD (чтение) и WR(запись) подключается к соответствующим линиям управления системой магистрали, на которой в зависимости от типа машинного цикла выдаются управляющие стробы /RD (чтение из ОЗУ, порта) или /WR (запись в ОЗУ, в порт).

Ра­бота фильтра начинается с подачи питания. Импульс, сформированный схе­мой сброса (дифференцирующая RC-цепь) при подаче питания, обнуляет программный счетчик МК и инициирует формирование импульса сброса RST для установки МК в исходное состояние. Исходное состояние МК после сброса однозначно определено и его следует учитывать при инициализации МК и МП-системы, в целом.

Программа инициализации МП-системы должна начинаться с нуле­вого адреса. При инициализации выполняются необходимые настройки ап­паратных и программных модулей МК и МП-системы на заданные режимы функционирования и с определенными параметрами.

Таймер-счётчик Т/СО (аппаратный узел) в режиме таймера настраи­вается на период переполнения, равный Тд таймер запускается для формиро­вания непрерывной последовательности импульсов с частотой дискретизации FД. Разрешаются внутренние прерывания от Т/СО, которые используются для программного формирования импульсов запуска АЦП, и внешние прерыва­ния от входа INT0 - для пуска выполнения рабочего цикла фильтра по сигна­лу готовности данных от АЦП. Порт РВ РФ55 настраивается на вывод на ЦАП, РА РФ55 – на ввод данных из АЦП. Программа ини­циализации завершается операцией останова МК.

Из состояния останова МК выводится сигналом внутреннего преры­вания от флага TF0 переполнения Т/СО. По данному прерыванию выполняет­ся программный модуль формирования и вывода импульса пуска АЦП. По­сле запуска АЦП программа снова переходит в состояние останова и нахо­дится в нем до следующего прерывания по входу INT0 сигналом готовности данных от АЦП.

Последующие операции (ввод, оперативные обращения к памяти, арифметические преобразования, преобразование кодов и вывод) в каждом цикле работы фильтра выполняются под управлением рабочей программы фильтра. Каждый рабочий цикл программы также заканчивается остановом - ожиданием очередного прерывания.

Так же схема содержит инвертор необходимый для согласования кодов МК и ЦАП. Инвертор выполнен на схеме К561ЛН. Данные поступают в МК с периферийного устройства.

В соответствии с ТЗ выбрана модификация AЦП AD7892AN-1, порт РА РФ55 настроен на ввод данных из АЦП, порт РВ РФ55 настроен на вывод данных на ЦАП. Вход фильтра аналоговый, выход фильтра аналоговый. Частота дискретизации 8 кГц .