Студентам > Курсовые > Разработка микропроцессорного устройства цифрового фильтра
Разработка микропроцессорного устройства цифрового фильтраСтраница: 6/6
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.
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  .
На практике 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.
Copyright © Radioland. Все права защищены.
Дата публикации: 2004-09-01 (0 Прочтено) | 
Главная
Документация
Файлы
Информация
