Разработка программно управляющего задающего генератора пачек прямоугольных импульсов на микропроцессоре. Составление алгоритма и написание программы генерирования импульсов определённой длительности. Расчет временных соотношений и анализ погрешностей.
Аннотация к работе
В связи со стремительными открытиями в области радиотехники еще в прошлом столетии возникла надобность в устройствах различного назначения. Развитие микроэлектроники обусловило появление новых методов построения и конструирования электронной аппаратуры, отличающейся малыми массой, габаритными размерами, а также высокой надежностью. Благодаря новой элементной базе можно упростить усовершенствование приборов с помощью замены программного обеспечения, также изменить выполняемые прибором функции. С помощью источников импульсов производится стимуляция работы сердца, электродефибриляция в условиях неотложной помощи и т.д.Сфера применения ГПИ довольно широка: он незаменим при настройке импульсных и цифровых устройств, при проверке реакции различной аппаратуры (например, усилителей звуковых частот) на импульсные воздействия; его применяют при измерениях как в комплексе с другими приборами, так и отдельно при испытании различных радиоэлектронных компонентов. Генераторы прямоугольных импульсов могут иметь различную элементную базу, в частности: - генераторы в интегральном исполнении; Вариант простейшего генератора (мультивибратора) показан на рис. Схема имеет два динамических состояния. В процессе заряда напряжение на входе инвертора D1.1 возрастает, и при достижении значения Uпор=0,5Uпит происходит скачкообразный переход во второе динамическое состояние, в котором на выходах D1.1 лог.Все 32 регистра напрямую связаны с АЛУ, что позволяет выполнять обращение к двум независимым регистрам и возвращать результат одной командой, выполняемой в одном тактовом цикле. Все 32 регистра непосредственно подключены к арифметико-логическому устройству (АЛУ), что дает доступ к любым двум регистрам за один машинный цикл. Холостой режим (Idle Mode) отключает ЦПУ, оставляя в рабочем состоянии регистры, таймеры/счетчики, SPI порт и систему прерываний. АЛУ поддерживает арифметические и логические операции c регистрами, с константами и регистрами. Все команды оперирующие регистрами прямо адресуются к любому из регистров за один машинный цикл.Рассмотрим 1-й случай: Рассчитаем время нуля t0 (между импульсами) Частота 5 КГЦ значит период следования импульсов 0,2 мс t0=T-ti=200-20=180 мкс Необходимо сформировать 20 пачек по 3 импульса с одинаковой амплитудой и 235 пачек по 4 импульса с одинаковой амплитудой. Теперь рассчитаем коэффициенты, вносимые в таймер счетчик для формирования определенных временных интервалов. Число вносимое в таймер счетчик 65535-80= 65455 $ FFAFДля построения программно управляемого задающего генератора пачек прямоугольных импульсов на микроконтроллере для физиотерапевтической установки нужно микроконтроллер питать от блока питания (в данном случае 5В); а для достижения нужного уровня выходного напряжения на выходе ставим эмиттерный повторитель. Такое решение требует установки дополнительного усилителя для достижения требуемого размаха выходного сигнала 7 В. То есть усилитель должен иметь коэффициент передачи 1,4, и полосу пропускания в 2 раза выше граничной частоты. По техническому заданию на нагрузке 50 Ом необходимо получить напряжение 7 В, значит мощность порядка 1 Вт В качестве входного усилителя применим микросхему TDA1013B способную давать выходную мощность до 4Вт (запас по мощности позволит поставить микросхему без теплоотвода).Пояснения: Вначале происходит конфигурация контроллера, потом опрашивается клавиатура и (если была нажата одна из клавиш, что в начале работы маловероятно) контроллер перейдет на один из режимов, если клавиша нажата не была, вызовется 1 режим. Подпрограмма Режим 1 формирует 1 период сигнала с требуемыми параметрами (сюда входит пачка импульсов и время между пачками), здесь же после каждого периода вызывается подпрограмма опроса клавиатуры.