Представление функциональной и электрической принципиальной схем цифрового фазового корректора. Написание общего алгоритма действия и создание программы фильтра на языке команд микропроцессора. Проведение расчета быстродействия и устойчивости устройства.
Аннотация к работе
Электронные вычислительные машины тогда были дороги и несовершенны и поэтому их применяли лишь в сложных радиокомплексах , например, при расчете координат и траекторий объектов в радионавигационных системах слежения за космическими объектами , при расчете координат цели в радиолокационных станциях. Появилась возможность использования вычислительной техники в сравнительно простой аппаратуре, например, в специальных радиоприемниках, системах фазовой подстройки частоты, системах телеметрии и т.д. С помощью цифровых устройств можно реализовать очень сложные алгоритмы обработки сигналов, которые трудно, а часто даже невозможно реализовать, используя обычную аналоговую технику. С помощью цифровых методов можно реализовать любой алгоритм обработки сигнала , который может быть описан совокупностью арифметических и логических операций. Точность обработки сигнала цифровыми фильтрами определяется точностью выполняемых расчетов.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 При подаче питания , схема сброса формирует импульсы сброса , который обнуляет счетчик команд МП и инициирует формирование импульса сброса RESET для установки МП - системы в исходное состояние. При инициализации: q в указатель стека SP записывается начальный адрес , с которого начинается стек;Основой аппаратной части устройства является многопроцессорный набор К1821 , в состав которого входят три микросхемы: q К1821ВМ85 - микропроцессор; Выходной сигнал должен иметь аналоговый вид, для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал , используя ЦАП типа К572ПА1. Микросхема ЦАП К572ПА1 преобразует 10 - разрядный входной параллельный двоичный код в ток на аналоговом выходе, пропорциональный значениям кода и опорного напряжения. 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.Рабочая программа разработана на основе спроектированного алгоритма функционирования устройства и результатов анализа и формализации задачи. Программа привязана к минимальной конфигурации аппаратной части фильтра. Распределение памяти ОЗУ: 5000h, 5001h, 5002h - хранение отсчетов x n , x n - 1, x n - 2; С целью проверки на переполнение осуществлен ручной и машинный просчет программы. В качестве исходного случая взят случай, когда все отсчеты имеют максимальное значение.Электрическая принципиальная схема цифрового фазового корректора содержит следующие микросхемы: DD1 - МП К1821ВМ85 Опишем назначение выводов микросхем. 30 - выход разрешения фиксации адреса: сигнал появляется в течение такта каждого машинного цикла и разрешает запись адреса во внешний регистр адреса ; 4 - вход сброса (все линии обоих портов настраиваются на ввод ) ; 11 - вход разрешения фиксации адреса, поступающего по шине AD0 - AD7(выводы 12 - 19) во внутренний регистр адреса.Рабочая программа фильтра линейная, поэтому общее число машинных тактов, требуемых для выполнения программы, получили как сумму машинных тактов всех последовательно выполняемых команд, составляющих рабочий цикл процессора.Разностное уравнение проектируемого фильтра в общем виде можно представить следующим образом: yn = b 0 x n b 1x n - 1 b 2x n - 2 - a 1 y n - 1 - a 2 y n - 2 Разностное уравнение задает во временной области порядок получения выходной последовательности отсчетов из входной. В z-плоскости свойства цифрового фильтра описывает передаточная функция H(z), которая при однокаскадной структуре и для приведенного выше разностного уравнения имеет вид: При z = e JWT = e j2PFT, где Т = ТД = 1/FД (FД = 8КГЦ ) сигнал на входе фильтра - синусоида с частотой f и с единичной амплитудой, а функция H(e j2PFT) равна частотной характеристике фильтра, из которой можно получить АЧХ и ФЧХ.Также составлена программа, которая и обеспечивает работу этого устройства как всепропускающее фазовое звено.
План
Содержание
1. Постановка задачи (введение)
2. Формализация задачи
3. Разработка и описание общего алгоритма функционирования устройства
4. Обоснование аппаратной части устройства
5. Разработка и отладка программы на языке команд микропроцессора
6. Составление и описание электрической принципиальной схемы устройства
7. Расчет быстродействия устройства
8. Расчет АЧХ и ФЧХ устройства для заданных и реальных значений коэффициентов. Оценка устойчивости устройства
9. Заключение
10. Список использованных источников
1. Постановка задачи (введение)
Вывод
В данном курсовом проекте было разработано МП-устройство. Также составлена программа, которая и обеспечивает работу этого устройства как всепропускающее фазовое звено. Аппаратная часть по возможности была минимизирована, а программа оптимизирована, что обеспечивает работу устройства в реальном масштабе времени. Основой данного устройства являются набор К1821 и ЦАП К572ПА1, что соответствует заданию.
Список литературы
1. Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем: В 2-х кн. Пер. С англ. - М.: Мир, 1988.
2. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1988.
3. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем: Учеб. Пособие для радиотехнич. спец. вузов/Гришин Ю.П., Катаков В.М. и др.; Под ред. Ю.М. Казаринова . - М.: Высш. шк., 1985.
4. Микропроцессоры: системы программирования и отладки / В.А. Мясников, М.Б. Игнатьев, А.А. Кочкин, Ю.Е. Шейнин; Под ред. В.А. Мясникова, М.Б. Игнатьева. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
5. Р. Токхайм. Микропроцессоры. Курс и упражнения. Пер. с англ. В.Н Грасевиче и Л.А. Ильяшенко. М.: Энергоатомиздат, 1988.
6. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы .- М.: Радио и связь,1989.
7. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение.- М.: Энергоатомиздат , 1990.
8. Лебедев О.Н. Микросхемы памяти и их применение. - М.: Радио и связь, 1990.
9. Микропроцессорные комплекты интегральных схем: состав и структура. Справочник / Под ред. А.А. Васенкова, В.А. Шахнова. - М.: Радио и связь, 1982