Согласование кодов мк и цап

Согласование кода МК и кода ЦАП необходимо, так как ЦАП преобразует в ток, смещённый входной код (положительные числа), а арифметический код МК – дополнительный. Для согласования – вычисленный отсчет y_n перед выводом на ЦАП суммируется с константой 1000 0000(2).

Напряжение на выходе ЦАП

Выходом ЦАП AD9708 являются два токовых выхода с максимальным током (ток полной шкалы), задаваемый внешним резистором, подключаемый к выводу FS ADJ. Таким образом, максимальный ток можно регулировать от 2 мА до 20 мА. Так как выходным сигналом должно служить знакопеременное напряжения, то на выходе ставятся два резистора нагрузки, с которых снимается выходное напряжение. Для расчета применим следующие формулы: ; ; .

U_MOUT – амплитуда напряжения на выходе ЦАП, I_OUTFS – максимальный ток, R_Н – сопротивление нагрузки, I_REF – опорный ток, U_REFIO – опорное напряжение, R_SET – внешний резистор на выводе FS ADJ для задания опорного тока I_REF

Для правильного функционирования внутренних транзисторных структур ЦАП необходимо задать линейный режим работы, для чего необходимо выполнение условия: U_MOUT << E_П = 5 В.

Пусть U_MOUT = 0.5 В; R_H = 50 Ом.

Тогда согласно соотношениям: I_OUTFS = 0.5/50=10 мА,

I_REF = 0.01/32 = 0.31 мА.

Так как в качестве источника опорного напряжения выбран внутренний источник +1.2 В, то U_REFIO = 1.2 В,

R_SET = 1200\0.31=3.87 кОм.

Выбираем стандартное значение R_SET = 3.9 кОм

Так как на выходе согласно ТЗ необходимо иметь размах -20…+20 В, то применим ОУ в дифференциальном включении.

Схема усиления на ОУ в дифференциальном включении использует свойство операционного усилителя усиливать разность входного сигнала (рис. 2).

Операционный усилитель AD8792.

Рис. 2 Усилитель выходного сигнала ЦАП

Рассчитаем номиналы сопротивлений:

; U_вх1=U*R1, U_вх2=U*R2.

В нашем случае, K_u= 20/U_mout = 20/0.5=40.

3. Разработка и описание общего алгоритма функционирования фильтра

Общий алгоритм функционирования фильтра строится на основе вы­водов и определений, сделанных при анализе задачи, и включает в себя все функции устройства, реализуемые аппаратно и реализуемые программно. Он содержит также все сигналы и сообщения, необходимые для взаимосвязи аппаратно-реализуемых и программно-реализуемых операций (сигналы и со­общения, которые обеспечивают взаимодействие аппаратной части фильтра и программы).

Общий алгоритм функционирования фильтра приведен на рис.2. 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 INT1 - для пуска выполнения рабочего цикла фильтра по сигна­лу готовности данных от АЦП. Порт РВ РФ55 настраивается на вывод данных, 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 INT1 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.