Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра промышленной электроники (ПрЭ) РАЗРАБОТКА УСРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ. Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине “Эксплуатация и развитие компьютерных сетей и систем” ЗФ КП.ХХХХХХ.001ПЗ Студент группы з- . Руководитель проекта П. В. Обрусник. 2006.

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра промышленной электроники (ПрЭ) ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование по дисциплине “ Эксплуатация и развитие компьютерных сетей и систем ” Студенту________.____________________________________________ группа________з_______________Факультет___________заочной______________ Тема проекта__________Устройство вывода информации_____________________ Исходные данные к проекту:______________________________________________ Разработать устройство вывода информации из ЭВМ в речевой форме. Словарь неограничен. Требуется разработать принципиальную схему устройства, программу обслуживания синтезатора в режиме опроса флага. Дата выдачи задания:____________________________________________________ Руководитель___________________________________________ П . В . Обрусник. (подпись) Задание принял к исполнению_______17 Февраля 2006 г.____________ . ____________________________________ (подпись студента)

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………………………4.

2. Разработка функциональной схемы……………………………………………………5.

3. Разработка принципиальной схемы……………………………………………………6.

4. Схема электрическая принципиальная ………………………………………………..7.

5. Перечень элементов……………………………………………………………………..8.

6. Вывод……………………………………………………………………………………..9.

7. Литература………………………………………………………………………………..9.

Введение.

Немного теории…

В ЭВМ информация храниться в цифровом формате WAVE то есть кроме единиц и нулей там ни чего нет для воспроизведения звука требуется аналоговый сигнал то есть изменение амплитуды во времени.

WAVE-форма звука получается при оцифровке, или дискретизации, непрерывной звуковой волны (англ. wave – волна), точнее,  аналогового аудио сигнала. При оцифровке специальное устройство – аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – измеряет амплитуду волны через равные промежутки времени со скоростью несколько тысяч измерений в секунду и запоминает в Wave-файл измеренные значения. Они называются выборками (по англ. sample, откуда еще одно название дискретизации – сэмплинг).

Обратное преобразование WAVE-формы звука в аналоговый сигнал осуществляется цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП - рис 1 , рис 2)

В данной работе будем использовать 8 бит для хранения информации на одной выборки (рис 1). То есть преобразовывая цифровой звук в аналоговый мы должны получить сигнал следующего вида.

Количество выборок в секунду называется частотой дискретизации и измеряется в герцах и килогерцах (1 кГц = 1000 выборок в сек.). Теоретически, для правильного восстановления аналогового сигнала по его цифровой записи достаточно, чтобы частота дискретизации более чем в два раза превосходила максимальную частоту звука (теорема Котельникова-Найквиста). Таким образом, для качественного воспроизведения самого высокого слышимого звука 20 кГц необходима частота дискретизации не менее 40 кГц. Стандарт CD-DA цифровых аудиодисков требует частоты дискретизации 44,1 кГц (так называемое CD-качество). Используются также частоты 22,05 (радио-качество) и 11,025 и 8 кГц (телефонное качество), во многих случаях дающие удовлетворительные результаты (например, для записи речи).

Разработка функциональной схемы.

Общия принципиальная схему звуковой карты приведена на (рис 3)

Учитывая , что в задании требуется только организация вывода звука сконцентрируемся на следующим модуле. (рис 4)

Для работоспособности всей схемы определенно понадобиться управляющая программа, но

принципиальная схема вывода звука не сложная поэтому вполне может работать в режиме on-line. Дабы соблюсти выполнение работы в рамках задания , то есть обеспечить его программой обслуживания в режиме опроса флага, предположим, шина привода WAVE подключена параллельно с другим устройством и работать должна только при установленном флаге . Таким образом нам понадобится только один бит информации разрешающий воспроизведения звука организуем его аппаратно, все остальное… (организовывать размер словаря или музыки или еще чего хочет должно ЭВМ и устройства вывода это не должно касаться)

Разработка Принципиальной схемы.

Из схемы (рис 4) видно, что главной задачей для нас является разработка цифроаналогого преобразователя (сокращенно ЦАП)

ЦАП - это электронное устройство, преобразующее цифровой логический сигнал в аналоговый сигнал. Выходное напряжение ЦАП - это набор битов входного сигнала, взвешенных определенным образом:

где wi - весовой коэффициент, bi - значение бита (1 или 0), i- индекс номера бита. В случае двоичной схемы взвешивания, когда wi = 2i, полное выражение для 8-битового ЦАП запишется в виде:

Построим ЦАП на микросхеме Motorola MC1408.

Схема находится в ПРИЛОЖЕНИИ А

Микросхема Motorola MC1408 является представителем 8-битовых цифроаналоговых преобразователей, выходной ток которых, i прямо пропорционален цифровому входному напряжению. Передаточная функция, которую можно найти в описании данной схемы, имеет вид:

i = К {А1/2 + А2/4 + А3/8 + А4/16 + А5/32 + А6/64 + А7/128 + А8/256},

где цифровые входы Ai могут принимать значения 0 или 1, A1 самый старший разряд. A1 - самый младший двоичный разряд. Константа пропорциональности К = V_REF/R14. Здесь опорное напряжение, равное +5 В, вызывает опорный ток величиной 5 В/3.9 кОм = 1.28 мА через резистор R14. Максимальное значение генерируемого тока получается, когда на все входы поступает цифровой сигнал (т.е. состояние каждого входа равно 1). Оно составляет 0.996 * 1.28 мА = 1.275 мА.

Операционный усилитель МС741, сконфигурированный для выполнения функции преобразователя тока в напряжение, конвертирует выходной ток ЦАП в напряжение out = - iR. При величине резистора обратной связи 2 кОм максимальное выходное напряжение равно - 2.55 В, а чувствительность 10 мВ/бит. Такое соотношение очень удобно, поскольку максимальное двоичное число на входе, когда состояние всех входов равно 1, имеет эквивалентное десятичное значение 255.

Транзистор VT 1 обеспечивает работу устройства в режиме опроса флага. Флаг может использоваться любой, какой захочет оператор ЭВМ для этого нужно будет соответствующим образом подключить его. К примеру при установившимся флаги в единицу , к базе транзистора будет приложено напряжение в 5 вольт и транзистор откроется включив микросхему Motorola MC1408, при закрытом транзисторе на выходе 4 микросхемы будет формироваться ноль и сигнала не будет. При формировании более сложных устройств выход устройства можно направить на микшер и на усилитель