5 Функциональная схема цифрового фильтра

Вывод (копирование) кода выходного отсчёта y _n (YD7… YD0) во входной буферный регистр ЦАП определим через порт PB БИС КР1821РУ55 – по линиям шины G , в режиме простого вывода без квитирования. Запись кода y _n в регистр защёлку ЦАП выполняется при поступлении нарастающего фронта управляющего строба CLOCK на вход синхронизации CLOCK. Управляющий строб записи вырабатывается процессором в каждом машинном цикле записи данных во внешнее устройство.

Зададим настройки выводов БИС AD9708 в соответствии с типовой схемой включения и требованиями технического задания на КП.

Вывод SLEEP заземлён – работа в нормальном режиме энергопотребления. Вывод REFLO заземлён, вывод REFIO через конденсатор С = 0,1 мкФ соединён с аналоговой землёй – используется внутренний источник опорного напряжения +1,2 В для получения весовых токов ЦАП. Резистор R_SET на входе FS ADJ задаёт максимальное значение выходных токов ЦАП. Наличие конденсаторов, подключенных к входам COMP1 и COMP2, обусловлено требованиями подавления внутренних шумов и надёжной работы переключателей тока в ЦАП.

Преобразование выходного тока I_OUTA в выходное напряжение в униполярном режиме работы выхода осуществляется с помощью резистора нагрузки R_{н A} . Выходное напряжение U_ВЫХ = (-2.5...+2.5) В (требование ТЗ) получается с помощью операционного усилителя с униполярным включением входов.

6 Исходное состояние фильтра после включения питания.

При включении питания в схеме МП-системы вырабатывается импульс сброса RST для МК. По сигналу RST = 1 выполняются следующие действия:

1) программный счётчик и все управляющие регистры МК, кроме PCON, IE, IP - устанавливаются в нулевое состояние;

2) в управляющих регистрах PCON, IE, IP – резервные биты принимают случайные значения, все остальные биты сбрасываются в 0;

3. в указателе стека устанавливается адрес SP = 70 (вершина стека);

4. запрещаются прерывания от всех источников, запрещается работа таймеров/счётчиков, запрещается работа последовательного порта;

5. выбирается банк 0 РОН (текущий банк регистров),

6. порты P0, P1, P2, P3 настраиваются на ввод для приёма данных;

7. в обоих регистрах SBUF последовательного порта устанавливаются случайные значения.

В БИС РФ55 и РУ55 исходное состояние после включении питания произвольное, так как импульс RST на их входы сброса не поступает.

Из этого следует, что переходу фильтра в рабочий режим должна предшествовать его настройка (инициализация) на обеспечение принятого принципа функционирования, выбранных режимов работы узлов, заданных рабочих характеристик.

7 Формализация настроек для инициализации фильтра.

Частота синхронизации МК.

Примем частоту задающего кварцевого генератора F_OSC = 12 МГц. Длительность машинного цикла при этом равна T_МЦ = 1 мкс.

Настройка таймера-счётчика Т/С0.

По сформулированному выше определению Т/С0 должен работать в непрерывном режиме таймера (без блокирования сигналом ) для формирования импульсов с частотой дискретизации F_Д. Выбираем поэтому режим 2 с перезагрузкой после каждого цикла счёта. Управляющие биты GATE0 = 0, C/ 0 = 0 и код режима 10 записываются в состав управляющего слова (константа #02) для регистра TMOD при инициализации фильтра – команда MOV 89 #02.

Управляющее слово для регистра TMOD (прямой адрес 89)
TMOD.7	TMOD.6	TMOD.5	TMOD.4	TMOD.3	TMOD.2	TMOD.1	TMOD.0
x(0)	x(0)	x(0)	x(0)	0	0	1	0
GATE1	C/ 1	M1.1	M0.1	GATE0	C/ 0	M1.0	M0.0

Задание частоты дискретизации F_Д = 4500 Гц. Длительность интервала дискретизации равна Т_Д = 222 мкс. Количество машинных циклов T_МЦ, укладывающихся на интервале дискретизации: N = T_Д / T_МЦ = 222, т.е. T/С0 должен иметь в режиме с перезагрузкой коэффициент счёта k_СЧ = N = 222.

Максимальный коэффициент пересчёта 8-разрядного счётчика (без перезагрузки) равен k_МАКС = 2⁸ = 256. Чтобы в режиме суммирования 8-разрядный Т/С0 имел требуемый коэффициент пересчёта k_СЧ = N, при перезагрузке в него должно записываться число N_ИСХ = k_МАКС – N, для рассматриваемого примера N_ИСХ = 34 = 22₍₁₆₎.

Настройка прерываний.

В результате сброса МК при включении питания всем источникам прерываний назначается одинаковый, нулевой приоритет. Поскольку обработка прерываний только по входу , переопределять приоритеты прерываний не требуется.

После сброса МК все прерывания запрещены, Поэтому при инициализации требуется разрешить прерывания вообще (установить бит EA = 1), и, в частности, разрешить прерывание по входу (EX0 = 1). Команда записи управляющего слова (константы #81) в регистр IE: MOV A8, #81.

Определение управляющих битов регистра IE

Имя регистра	IE
Адрес регистра	A8
Бит регистра	IE.7	IE.6	IE.5	IE.4	IE.3	IE.2	IE.1	IE.0
Имя бита управления	EA	-	-	ES	ET1	EX1	ET0	EX0
Значение бита управления	1	0	0	0	0	0	0	1

Настройка портов БИС КР1821РУ55.

По сделанному выше определению порт PA РУ55 настраивается на ввод с квитированием, а порт PB – на вывод. Для этого соответствующие биты записываются в состав управляющего слова (константа #1А) для регистра управляющего слова РУ55. При инициализации фильтра – команды MOV A #1А, MOV DPTR, #7000 , MOVX @DPTR, A.

Управляющее слово для РУС РУ55 (адрес 7000)
D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
x(0)	x(0)	x(0)	1	1	0	1	0
TM2	TM1	IE B	IE A	PC2	PC1	PB	PA

IE A –управляющий бит разрешения (IE A = 1) или запрещения выработки сигналов прерывания INTR A от порта PA.

PC2, PC1 – управляющий код, определяющий назначение линий порта PC:

10 – PC0 – выход сигнала INTR A;

PC1 – выход сигнала BF A;

PC2 – вход управляющего строба ;

PB- управляющий бит направления передачи данных через порт PB; PB = 0 – ввод, PB = 1 – вывод

PA- управляющий бит направления передачи данных через порт PA; PA = 0 – ввод, PA = 1 – вывод

Запись в ОЗУ 8разрядных кодов ошибок предсказания так же осуществляется в инициализации фильтра.

Организация стека.

При сбросе МК в указатель стека загружается адрес SP = 70, - во внутренней памяти данных назначается стек (16 ячеек ОЗУ) с начальным адресом 70. Глубина стека достаточна для решаемой задачи, поэтому переопределение стека не требуется.