Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЦУ курсовая АЦП ЦАП.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
11.09.2019
Размер:
647.17 Кб
Скачать

Содержание пояснительной записки

  1. Постановка задачи (введение) стр.2

  2. Формализация задачи (определение функции аппаратной части и программы и способов их реализации) стр.3

3. Разработка и описание общего алгоритма функционирования фильтра стр.10

4. Обоснование построения аппаратной части фильтра стр.12

5. Разработка и отладка программы на языке команд МК стр.15

6.Составление электрической принципиальной схемы и описание функционирования фильтра стр. 26

7. Расчет быстродействие фильтра стр.27

8. Анализ характеристик фильтра для заданных и реальных значений коэффициентов (нули и полюса, АЧХ, ФЧХ, оценка устойчивости) стр.28

9. Заключение (оценка результатов проектирования) стр.30

10. Список использованных источников стр.31

11. Перечень графических материалов: схема электрическая принципиальная

  1. Постановка задачи (введение)

В радиотехнике широкое применение находят устройства и методы цифровой обработки сигналов. Основным устройством является микропроцессор (МП), применение которых целесообразно в тех случаях, когда реализация определённых функций радиотехнической системы на «жёсткой логике» требует большого количества микросхем. Применение МП в радиотехнических устройствах существенно улучшает их технико-экономические показатели (потребление энергии, габариты, стоимость и т. д.), открывает широкие возможности реализации сложных алгоритмов цифровой обработки сигналов.

В ТЗ на КП частота дискретизации, разрядность данных, типы основных БИС заданы. Заданы также разностное уравнение и значения коэффициентов, которые определяют частотные характеристики фильтра.

Задачей проекта является:

  • разработка принципиальной электрической схемы фильтра;

  • разработка рабочей программы, обеспечивающей управление всеми БИС, входящими в состав фильтра, и реализацию заданного разностного уравнения;

  • анализ характеристик спроектированного фильтра и влияние на них конечной разрядности представления данных и коэффициентов.

Проектирование цифрового фильтра по заданию включает следующие этапы:

1) Составление функциональной схемы, раскрывающей общий принцип работы фильтра, взаимодействие аппаратной и программной частей;

2) Анализ состояния аппаратной части и программы после включения питания, по сигналу общего сброса;

3) Выполнение настроек в аппаратной части и программе для правильного (предусмотренного поставленной задачей) функционирования фильтра;

4) Анализ работы фильтра в рабочем цикле, конкретизация и детализация функционирования аппаратных и программных модулей;

5) Разработка общего алгоритма функционирования фильтра;

6) Разработка рабочей программы фильтра;

7) Расчёт быстродействия фильтра.

  1. Формализация задачи (определение функций аппаратной части и программы и способов их реализации)

Формализация задачи при выполнении всех этапов проектирования предполагает представление выполнение функций фильтра на языке логических и математических связей, в виде логических, математических моделей. Задачей формализации является согласование структурное, логическое, алгоритмическое, электрическое всех аппаратных и программных модулей устройства, обеспечивающее разработку работоспособной электрической схемы (аппаратная часть) и работоспособной программы фильтра, согласованной с аппаратной частью.

    1. Функциональная схема цифрового фильтра

Рис.1 Функциональная схема цифрового фильтра

В качестве БИС АЦП выбрана модификация AD7892AN - 3, для которой диапа­зон изменения напряжения на входе АЦП равен (-10...+10) В. Для чтения результата преобразования входного напря­жения выбран параллельный способ (параллельный интерфейс), как более быстрый и простой (для программной реализации). Поэтому на вывод MODE подано напряжение +5 В. Напряжение +5 В на выводе STANDBY задает стандартный (нормальный) режим энергопотребления.

Для работы АЦП выбран внутренний источник опорного напряже­ния, поэтому вывод REF O/I оставлен свободным. Вход Vin2 остается непод­ключенным (внутри БИС он никуда не подсоединен). Напряжение UВХ подаётся непосредственно на вход Vin1 , поскольку АЦП содержит внутреннюю схему выборки хранения (СВХ). Реализация алгоритма последовательных приближений осуществляется под управлением внутреннего тактового генератора, поэтому внешние тактовые импульсы для работы АЦП не требуются.

Пуск АЦП выполняется путём подачи импульса нулевого уровня на вывод CONVST по сигнальной линии START из МП-системы, поскольку БИС AD7892AN-1 всегда выбрана (вывод CS - заземлен). Импульсы с частотой дискретизации FД = 1150 Гц для запуска АЦП должны формироваться в МП-системе. Определим для этой функции внутренний аппаратный узел МК - таймер/счётчик Т/С0. Для вывода импульсов запуска АЦП из МК назначим вывод Р1.6 порта Р1 БИС КР1830ВЕ31 (по линии START сигнальной шины В рис.1)

Числовые значения отсчётов (двоичные коды), получаемые путем преобразования входного напряжения, в режиме параллельного интерфейса поступают с частотой дискретизации FД на выводы DB0...DB11. Поскольку, в соответствии с ТЗ, разрядность данных равна 8, параллельная шина для чте­ния данных XD0... XD7 подключена к старшим выводам чтения 12-разрядного кода отсчета - DB4...DB11. Младшие разряды DB0...DB3 - теря­ются.

Готовность кода для отсчёта входного напряжения обозначает им­пульс нулевого уровня на выводе ЕОС, вырабатываемый АЦП после каж­дого цикла преобразования. Импульсы ЕОС , следующие с частотой дис­кретизации FД = =1150Гц, по сигнальной линии FIN поступают в МП-систему для инициирования операций чтения кода из АЦП с такой же частотой.

Д ля ввода кода текущего входного отсчёта (xn) и запуска цикла вычисления кода текущего выходного отсчёта n) определим режим преры­ваний МК по линии запроса внешних прерываний INT1.

В цикле чтения данных из АЦП процессор вырабатывает управляющий строб для копирования кода отсчёта xn. Управляющий строб по сиг­нальной линии RD поступает на вывод RD БИС AD7892AN - 1. В соответствии с требованием ТЗ определим, что код отсчёта xn (XDO... XD7) копируется в аккумулятор процессора через порт РА БИС КР1821РФ55 - по линиям шины С, в режиме простого ввода без квитирования.

Вывод (копирование) кода выходного отсчета yn (YD7… YD0) во входной буферный регистр ЦАП определим через порт PA БИС КР1821РФ55, в режиме простого вывода. Запись кода yn в регистр ЦАП выполняется при поступлении нарастающего фронта управляющего строба WR на вход синхронизации CLOK. Управляющий строб записи вырабатывается процессором в каждом машинном цикле записи данных во внешнее устройство.

Настройки выводов БИС АD9708

Вывод SLEP заземлён- работа в нормальном режиме энергопотребления. Вывод REFLO заземлён, вывод REFIO через конденсатор С=0.1 мкФ соединен с аналоговой землей –используется внутренний источник опорного напряжения +1,2 В для получения весовых токов ЦАП. Резистор Rset на входе FS ADJ задает максимальное значение выходных токов ЦАП. Наличие конденсаторов, подключенных к входам СОМР1 и СОМР2, обусловлено требованиями подавления внутренних шумов и надежной работы переключателей тока в ЦАП.

Преобразование выходных токов IoutA и IoutB в выходные напряжения в униполярном режиме работы выхода осуществляется с помощью резисторов нагрузки Rнa и Rнв. Знакопеременное выходное напряжение

Uвых=-20В…+20В получается с помощью операционного усилителя с дифференциальным включением входов.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]