Разработка микропроцессорного устройства цифрового фильтра - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
|W( YN2 |1 |
|0084h| |MOVF YN, 0 |YN (W |1 |
|0085h| |MOVWF YN1 |W( YN1 |1 |
|0086h| |MOVF YL, 0 |YL (W |1 |
|0087h| |MOVWF YL1 |W( YL1 |1 |
|0088h| |MOVF UM, 0 |UM (W |1 |
|0089h| |MOVWF UM1 |W( UM1 |1 |
|008Ah| |GOTO M2 |Безусловный переход на |1 |
| | | |метку | |
| |END | | |
|Всего вместе с программой обработки прерывания |283 |
Время выполнения программы 56 мкс.
Операции NOP предназначены для синхронизации работы АЦП с программой.
Также для этой цели было добавлено 4 команды перед операциями над текущим
значением отсчета. В составленном алгоритме данные коррекции небыли
предусмотрены. Время выполнения программы, реализующей цифровой фильтр,
равно 49 мкс. Интервал дискретизации сигнала равен 24,6 мкс, соответственно
частота дискретизации равна 41000Гц. В программе используются два перехода:
один для обнуления ОЗУ, другой – для возврата программы на место запуска
АЦП. При использовании более современных PIC процессоров возможно
исключение операций NOP.
6 РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
СХЕМЫ
Для технической реализации ЦФ необходимы следующие элементы:
- процессор;
- ЦАП;
- Блок питания от сети 220 В, 50 Гц.
Описание процессора:
Основным блоком ЦФ является процессор PIC16C711 (рис.6.1). Приведём
краткую характеристику интересующих для данной задачи выводов процессора.
RA4/RTCC - Вход через триггер Шмита. Ножка порта ввода/вывода с открытым
стоком или вход частоты для таймера/счетчика RTCC. RA0/AIN0 -
Двунаправленная линия ввода/вывода. Аналоговый вход канала 0. Как цифровой
вход имеет уровни ТТЛ.
RA1/AIN1 - Двунаправленная линия ввода/вывода. Аналоговый вход канала 1.
Как цифровой вход имеет уровни ТТЛ.
RA2/AIN2 - Двунаправленная линия ввода/вывода.Аналоговый вход канала 2. Как
цифровой вход имеет уровни ТТЛ.
RA3/AIN3/Vref - Двунаправленная линия ввода/вывода. Аналоговый вход канала
3. Как цифровой вход имеет уровни ТТЛ.
RB0/INT - Двунаправленная линия порта вывода или внешний вход прерывания.
Уровни ТТЛ.
RB1 - RB5 - Двунаправленные линии ввода/ вывода. Уровни ТТЛ.
RB6 - Двунаправленные линии ввода/ вывода. Уровни ТТЛ.
RB7 - Двунаправленные линии ввода/ вывода. Уровни ТТЛ.
/MCLR/Vpp - Низкий уровень на этом входе генерирует сигнал сброса для
контроллера. Активный низкий. Вход через триггер Шмитта.
OSC1 - Для подключения кварца, RC или вход внешней тактовой частоты.
OSC2 /CLKOUT - Генератор, выход тактовой частоты в режиме RC генератора, в
остальных случаях - для подключения кварца.
Vdd - Напряжение питания.
Vss – Общий (земля).
RA2/AIN2 1 18 RA1/AIN1
RA3/AIN3/Vref RA0/AIN0
RA4/RTCC OSC1/CLKIN
/MCLR/Vpp OSC2/CLKOUT
Vss PIC16C711 Vdd
RB0/INT RB7
RB1 RB6
RB2 RB5
RB3 9 10 RB4
Рисунок 6.1 – Выводы процессора PIC16C711
Описание ЦАП:
В качестве ЦАП используется микросхема фирмы Analog Devices AD7302.
Данный ЦАП имеет следующие основные характеристики:
AD7302 двойной, 8-битный ЦАП, который работает от однополярного
источника питания с напряжением +2.7 - +5.5 В. AD7302 имеет интерфейс,
совместимый параллельным выходом микропроцессоров и цифровых сигнальных
процессоров (DSP). Интерфейс обладает высокоскоростными регистрами и
двойной буферизированной логикой. Данные загружаются при повышенном уровне
на CS или WR. С помощью пина ~A/B выбирают какой из 2 встроенных ЦАП будет
использоваться.
Приведём краткую характеристику интересующих для данной задачи выводов
ЦАП.
D7-D0 - Параллельные информационные входы. 8-битные данные загружаються
во входной регистр AD7302 под управлением CS и WR.
CS - Выбор кристалла. Активный низкоуровневый логический ввод.
WR - Ввод записи. Активный низкоуровневый логический ввод. Используеться
вместе CS и A/B, чтобы писать данные в регистр выбранного ЦАП.
A/B – Выбор ЦАП.
PD – Активный низкоуровневый ввод, используемый для перехода в режим
потребления малой мощности.
LDAC – Логический ввод загрузки ЦАП. Когда на этот ввод подаеться низкий
уровень, оба ЦАП синхронно обновляются со своими регистрами.
CLR – Асинхронный вход сброса. Когда на него подаеться низкий уровень,
все регистры ЦАП обнуляються и на выход напряжение не поступает.
Vdd – Напряжение питания.
REFIN – Внешний ввод ссылки. Может использоваться как ссылка для обоих
ЦАП. Диапазон этого ввода 1 В – Vdd/2.
AGND – Земля для аналоговой части микросхемы.
VoutB – Аналоговый вывод ЦАП B.
VoutA – Аналоговый вывод ЦАП А.
DGND – Земля для цифровой части схемы.
DB7 1 20 DGND
DB6 VoutA
DB5 VoutB
DB4 AGND
DB3 AD7302 REFIN
DB2 Vdd
DB1 CLR
DB0 LDAK
CS PD
WR 10 11 A/B
Рисунок 6.2 – Выводы ЦАП AD7302
Блок питания от сети 220 В, 50 Гц :
На рисунке 6.3 приведена простая схема блока питания на 3 В (ток в
нагрузкеке 200 мА) с автоматической электронной защитой от перегрузки (Iз =
250 мА). Уровень пульсации выходного напряжения не превышает 1 мВ.В схеме в
качестве источника опорного напряжения используется светодиод HL1.
Трансформатор Т1 можно приобрести из унифицированной серии ТН любой, но
лучше использовать самые малогабаритные ТИ1-127/220-50 или ТН2-127/220-50.
Подойдут также и многие другие типы трансформаторов со вторичной обмоткой
на 5...6 В. Конденсаторы С1...СЗ типа К50-35. Схема использует интегральный
стабилизатор DA1, для нормальной работы микросхемы необходимо, чтобы
входное напряжение превышало выходное не менее чем на 3,5 В. Это снижает
КПД стабилизатора за счет тепловыделения на микросхеме — при низком
выходном напряжении мощность, теряемая в блоке питания, будет превышать
отдаваемую в нагрузку. Необходимое выходное напряжение устанавливается
подстроечным резистором R2. Микросхема устанавливается на радиатор.
[pic]
Рисунок 6.2 – Схема генератора
ВЫВОД
Спроектированная система является достаточно простой. Схема
электрическая принципиальная составлялась на ПК с использованием пакета
ACCEL. С помощью утилит, входящих в данный пакет, можно провести
трассировку печатной платы по готовой схеме электрической принципиальной и
довести проект до готового изделия.
По результатам курсового проекта можно оценить погрешности связанные
с оцифровкой сигнала. Основную погрешность будет вносить ограниченная
восемью разрядами шина АЦП, чем больше уровней квантования - тем лучше.
Также, ввиду отсутствия операций с плавающей точкой, деление на два
нечетных чисел будет давать неточный результат.
Для оцифровки аналоговых сигналов должно выполняться условие [pic].
На практике[pic] и выше для улучшения качества передаваемого сигнала.
Спектр речевого сигнала качественной телефонии составляет 0,3 – 3,4 кГц в
соответствии с установленным международным стандартом. Цифровой фильтр,
спроектированный в ходе курсовой работы, удовлетворяет требованиям
обработки не только сигналов качественной речи, но и сигналов с верхней
частотой спектра 15..20кГц (музыка, каналы ШК и т.д.).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Калабеков Б. А. Микропроцессоры и их применение в системах
передачи и обработки сигналов: Учеб. Пособие для вузов. – М.:
Радио и связь, 1988. – 368с.: ил.
2. Корнеев В. В., Киселев А. В. Современные микропроцессоры. – М.:НОЛИДЖ,
1998. – 240 с.; ил.
3. MICROCHIP PIC16/17 MICROCONTROLLER DATA BOOK.
4. Документация на CD, поставляемая компанией MICROCHIP.
-----------------------
Um
[pic]
[pic]
[pic]
|
