![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Постановка задачи (введение)
- •Формализация задачи (определение функций аппаратной части и программы и способов их реализации)
- •Функциональная схема цифрового фильтра
- •Исходное состояние Фильтра после включения питания.
- •2.3Формализация настроек для инициализации фильтра.
- •Формализация определений для рабочего цикла фильтра.
- •Согласование кодов мк и цап
- •Разработка и описание общего алгоритма функционирования фильтра
- •Аппаратно - реализуемые операции Программно - реализуемые операции
- •5.Разработка и отладка программы на языке команд мк
- •Исходные определения и ручной расчёт результатов работы программы: "Цифровой фильтр (верхних частот)"
- •6.Составление электрической принципиальной схемы и описание функционирования фильтра
- •7. Расчет быстродействия фильтра
- •8. Анализ характеристик фильтра для заданных и реальных значений коэффициентов (нули и полюса, ачх, фчх, оценка устойчивости)
- •9.Заключение
- •10. Список использованных источников
Аппаратно - реализуемые операции Программно - реализуемые операции
Сформировать
импульс сброса
для
входа RST
Запустить АЦП
Преобразовать
текущий отсчет
входного сигнала
в код
Сформировать
сигнал
“конец
преобразования”
Инициализировать
МП-систему: 1)
настроить таймер T/C0
на период переполнения T=TД 2)
запустить таймер T/C0 3)
разрешить прерывание от T/C0
и INT1 4)
настроить порты РВ РФ55 –ввод,
порт
РА РФ55-вывод.
Стоп
Сформировать
импульс пуска АЦП
Ввести
код АЦП для текущего отсчета сигнала
Масштабировать
отсчет
xn=kM
xn
Сохранить
xn
в памяти
Вычислить и
сохранить в памяти
yn=
xn +
xn-1+
p1n
Вывод
yn
через порт РA(Р55)
по сигналам готовности и квитирования
Получить и вывести
входной код на ЦАП
Включение питания
Сброс при включении
питания
Прерывание
от T/C0
Импульс от Р1.0
Импульс
EOC
Прерывание
от входа INT1
Сдвинуть отсчеты
в памяти
Последовательно
вычислить и сохранить в памяти
p1n=0,495
yn-1
Последовательно
вычислить и сохранить в памяти
p1n=0,1
xn-2
p2n=0,9
yn -1
Последовательно
вычислить и сохранить в памяти
p1n=0,1
xn-2
p2n=0,9
yn -1
Последовательно
вычислить и сохранить в памяти
p1n=0,1
xn-2
p2n=0,9
yn -1
Последовательно
вычислить и сохранить в памяти
p1n=0,1
xn-2
p2n=0,9
yn -1
Последовательно
вычислить и сохранить в памяти
p1n=0,1
xn-2
p2n=0,9
yn -1
4. Обоснование построения аппаратной части фильтра.
Данный цифровой фильтр как МПС содержит в своем составе: МП КР1830ВЕ31, ПЗУ КР1821РФ55, АЦП AD7892AN-1, для которой диапазон изменения напряжения на входе АЦП равен(-20 до + 20)В. ЦАП 9708, и операционный усилитель с коэффициентом усиления 40. Все составляющие МПС удовлетворяют техническому заданию, а именно:
МП КР8139ВЕ31:
1) 8-разрядный центральный процессор
2) память данных емкостью 128 байт
3) 32 регистра общего назначения (РОН)
4) 128 флагов пользователя для фиксирования внешних или внутренних события, хранения значений отдельных битов
5) 4 программируемых порта ввода/вывода
6) 2 программируемых таймер/счетчика
7) двухуровневая система прерываний
8) обработка внешних прерываний
9) 8-разрядный стек для хранения адресов возврата и обработки прерываний
10) двоичная и десятичная арифметика
11) внутренний генератор тактовых импульсов (3.5-12МГц) с помощью внешнего задающего кварцевого резонатора
12) 3 режима энергопотребления
13) возможность сопряжения внешних схем по стандарту ТТЛ
ПЗУ КР1821РФ55(Intel 8755) c портами ввода-вывода:
В состав БИС РФ55 входит ПЗУ емкостью 2К*8 бит и два разрядных порта ввода-вывода. Каждая линия обоих портов может программироваться индивидуально, и определятся как входная или выходная. Порты могут работать только в режиме простого обмена, без каких либо сопровождающих сигналов, причем выводимый байт запоминается в буферном регистре порта, а вводимый - не запоминается
В
схеме выбор РФ55 и внутренних узлов в
их составе для взаимодействия с МК
используются свободные линии
шины адреса А11...А14 (линии Р2.3...Р2.6 порта
Р2, через который выводится старший
байт адреса), что позволяет обойтись
без применения дешифратора.
Адресная линия Р2.6 (А14) используется для выбора БИС РФ55 по линии CS; PR2.5 (А13) - для выбора по линии IO/М внутреннего регистра, порта, Р2.4 (А12) - для выбора БИС РФ55 по линии CS2; Р2.3 (А11) -для выбора по линии IO/М внутреннего регистра, порта или ячейки ПЗУ в БИС РФ55.
Таким образом, таблица адресации операндов в схеме имеет вид:
Адресный код |
Адресуемые операнды |
хООО Оххх хххх хххх |
ячейка ПЗУ (РФ55) |
хООО 1 ххх хххх ххОО |
порт РА (РФ55) |
хООО 1ххх хххх ххО1 |
порт РВ (РФ55) |
хООО 1 ххх хххх хх10 |
регистр направления передачи порта РА (РФ55) |
хООО 1ххх хххх хх11 |
регистр направления передачи порта РВ (РФ55) |
Порты РВ РФ55 выполняет условный ввод, а РА РФ55 выполняет вывод на ЦАП.
AD9708:
Микросхема AD9708 представляет собой 8-разрядный ЦАП, работающий от одного источника питания с напряжением от +2,7 В до +5,5 В. Построен по схеме на транзисторных источниках тока, весовые токи формируются с помощью матрицы R-2R. В качестве опорного источника напряжения может выбираться либо внутренний - с напряжением +1,2 В, либо внешний.
На вход ЦАП подаётся параллельный 8-разрядный код - число без знака. Входной код хранится в буферном регистре ЦАП (регистр-защёлка). Максимальная частота преобразования входных кодов - 125 МГц.
Имеет два токовых выхода: на основном выходе ток пропорционален числовому значению входного кода, на дополнительном (комплементарном) - числовому значению обратного входного кода. Выходной ток полной шкалы (максимальный ток, соответствующий максимальному значению входного кода) может регулироваться от 20 до 2 мА без ухудшения характеристик преобразования. Выходное сопротивление по обоим токовым выходам - более 100 кОм. Токовые выходы могут использоваться в симметричном, несимметричном включении или же как выходы по напряжению.
Потребляемая мощность при напряжении питания +5 В составляет 175 мВт в рабочем режиме или 20 мВт - в режиме пониженного энергопотребления.
Назначение выводов и настройки AD9708:
Обозначение вывода |
№ |
Описание |
DB7 ... DB0 |
1.. .8 |
Входные биты данных; DB7 - СЗР, DB0 - МЗР |
NC |
9...14, 25 |
Не имеют внутренних соединений |
CLOCK |
28 |
Тактовый вход регистра-защёлки. Данные фиксируются в защёлке положительным фронтом тактового импульса |
REFLO |
16 |
Базовый (нулевой) вывод внутреннего источника опорного напряжения. REFLO = ACOM ("аналоговая земля") -используется внутренний источник +1,2 В; REFLO = = AVDD (напряжение питания аналоговой части) -используется внешний источник опорного напряжения |
REFIO |
17 |
Выход внутреннего источника опорного напряжения +1,2 В (при REFLO = ACOM). Вход внешнего источника опорного напряжения (при REFLO = AVdd). Должен быть соединён через конденсатор С = 0,1 мкФ с аналоговой "землёй" (ACOM) |
FSADJ |
18 |
Вывод для подключения резистора RSET, задающего максимальное значение выходного тока |
IOUTA |
22 |
Выход тока ЦАП. Максимальное значение тока при всех входных битах, равных 1 |
IOUTB |
21 |
Дополнительный выход тока ЦАП. Максимальное значение тока при всех входных битах, равных 0 |
ACOM |
20 |
Аналоговая "земля" |
DCOM |
26 |
Цифровая "земля" |
AVdd |
24 |
Напряжение питания аналоговой части |
DVdd |
27 |
Напряжение питания цифровой части |
COMP1 |
19 |
Должен быть соединён через конденсатор С = 0,1 мкФ с AVdd для подавления внутренних шумов |
COMP2 |
23 |
Должен быть соединён через конденсатор С = 0,1 мкФ с ACOM для надёжного управления переключателями тока |
SLEEP |
15 |
Управление режимом энергопотребления; SLEEP = 1 -режим пониженного энергопотребления |
Преобразование выходного тока AD9708 в напряжение может быть произведено с помощью резистора нагрузки. При этом амплитуда выходного напряжения должна быть небольшой. В противном случае транзисторы источников тока могут выйти из линейного режима с высоким выходным сопротивлением (источник тока) и работать в насыщенном режиме с малым выходным сопротивлением.
Для увеличения амплитуды изменения выходного напряжения к выходам AD9708 можно подключать усилители на ОУ в униполярном или дифференциальном включении.
Указанные данные конденсаторов и резисторов взяты из справочной литературы R1=8,2 кОм, С1=10 мкФ, С2=С3=30 пФ. Кварцевый генератор с частотой 12Мгц.