Разработка алгоритма функционирования устройства. Разработка и отладка рабочей программы на языке команд микропроцессора. Составление и описание электрической принципиальной схемы. Расчет АЧХ устройства для заданных и реальных значений коэффициентов.
Очевидно и преимущество применения цифровой обработки сигнала наряду с аналоговым: улучшается помехозащищенность канала связи, бесконечные возможности кодирования информации. Применение микропроцессоров в радиотехнических системах существенно улучшает их массогабаритные, технические и экономические показатели, открывает широкие возможности реализации сложных алгоритмов цифровой обработки сигналов. Микропроцессоры находят применение при решении широкого круга радиотехнических задач, таких как построение радиотехнических измерителей координат, сглаживающих и экстраполирующих фильтров, устройств вторичной обработки сигналов, специализированных вычислительных устройств бортовых навигационных комплексов, устройств кодирования и декодирования сигналов, весовой обработки пачечных сигналов в радиолокации и в других устройствах. В данном курсовом проекте микропроцессор используется для построения цифрового фильтра. Набор К1821 состоит из микросхем: К1821ВМ85 - микропроцессор, КР1821РФ55 - ПЗУ (емкость - 2 Кб; два 8-разрядных порта ввода-вывода), КР1821РУ55 - ОЗУ (емкость-256 байт; два 8-разрядных и один 6-разрядный порты ввода-вывода, встроенный счетчик-таймер).Минимальная конфигурация МП-системы на основе набора К1821 (К1821ВМ85, КР1821РФ55,КР1821РУ55 ), совместно с ЦАП К572ПА1 и вспомогательными элементами определяет функциональную схему полосового фильтра, которая представлена на рис.1. После вычисления выходного и записи в ОЗУ, перед приемом нового входного отсчета, необходимо сдвинуть отсчеты всех выборок в памяти, (n-1) - й отсчет на место (n-2)-ого, а n-й на место (n-1)-ого. Коэффициент получим, предположив, что отсчеты в разностном уравнении принимают максимальные значения (-1, 1) и такие знаки, при которых слагаемые разностного уравнения складываются по модулю, то есть складываются по модулю коэффициенты. yn max=1 0.091 0.13 0.98=2.201 Реальные значения коэффициентов разностного уравнения и коэффициента отличаются от заданных, вследствие ограничения длины разрядной сетки, по этой причине форма и параметры реальных частотных характеристик фильтра (АЧХ, ФЧХ) отличаются от расчетных. Алгоритм умножения на коэффициент (на константу без знака) целесообразно реализовать программным способом на основе алгоритма умножения вручную: арифметические сдвиги множимого вправо, соответствующие позициям единиц множителя, и накопление суммы частичных произведений.Порт РВ РУ 55 настраивается на вывод при помощи управляющего слова имеющего вид: , которое необходимо записать в регистр направления передачи порта. Для настройки таймера на период переполнения в третьем режиме работы необходимо в младший байт таймера записать 21h, а в старший байт таймера записать C2h. “0” - ввод, “1” - вывод ; следовательно записываем “0” в D1 и D1.Биты PC2 и PC1 - варианты использования порта С, т.к. порт С нами не используется, то записываем в D4 и D3 - “0”. Биты IEA и IEB разрешают (IE=1) или запрещают выработку сигналов прерывания INTR портов А и В, данный тип прерывания нам нет нужен, поэтому записываем в D5 и D4 - “0”. При настройке режимов прерываний необходимо разрешить прерывание МП типа RST 5.5.Быстродействие фильтра в рабочем режиме оценим как время, необходимое для обработки каждого прерывания процессора. Рабочая программа фильтра линейная (не содержит разветвлений), поэтому общее число машинных тактов, требуемых для выполнения программы, получим как сумму машинных тактов всех последовательно выполняемых команд, составляющих рабочий цикл процессора.Исходя из разностного уравнения фильтра, можно записать выражения для передаточной функции устройства. Подставляя значение и заменяя получим выражение для комплексного коэффициента передачи фильтра: , модуль от этого выражения даст АЧХ: - АЧХ ; Полученная формула для АЧХ справедлива для заданных значений коэффициентов, в реальной ситуации, изза погрешности в представлении коэффициентов в форме двоичного кода, в виду конечности размерности разрядной сетки МП, значения коэффициентов в выражениях для АЧХ будут другими : a=0.091(10) ? 0.0001011(2)=0.086(10) b=0.130(10) ? 0.0010000(2)=0.125(10) c=0.980(10) ? 0.1111100(2)=0.977(10) подставив эти значения коэффициентов в разностное уравнение, можно получить выражения для реальной АЧХ фильтра : Графики АЧХ для заданных и реальных коэффициентов изображены на рис.1 соответственно (пунктиром показаны реальные зависимости).В данном курсовом проекте спроектирован цифровой полосовой фильтр на основе МП-системы.
План
Содержание
Ведение
1. Формализация задачи
2. Разработка общего алгоритма функционирования устройства
3. Обоснование аппаратной части устройства
5. Разработка и отладка рабочей программы на языке команд микропроцессора
6. Составление и описание электрической принципиальной схемы устройства
7. Расчет быстродействия устройства
8. Расчет АЧХ устройства для заданных и реальных значений коэффициентов. Оценка устойчивости устройства
Заключение
Список использованных источников
Введение
В наши дни, развитие цифровых устройств происходит гигантскими шагами. Очевидно и преимущество применения цифровой обработки сигнала наряду с аналоговым: улучшается помехозащищенность канала связи, бесконечные возможности кодирования информации. Применение микропроцессоров в радиотехнических системах существенно улучшает их массогабаритные, технические и экономические показатели, открывает широкие возможности реализации сложных алгоритмов цифровой обработки сигналов.
Микропроцессоры находят применение при решении широкого круга радиотехнических задач, таких как построение радиотехнических измерителей координат, сглаживающих и экстраполирующих фильтров, устройств вторичной обработки сигналов, специализированных вычислительных устройств бортовых навигационных комплексов, устройств кодирования и декодирования сигналов, весовой обработки пачечных сигналов в радиолокации и в других устройствах. В данном курсовом проекте микропроцессор используется для построения цифрового фильтра.
Цифровой фильтр обладает рядом существенных преимуществ. Сюда относятся, например, высокая стабильность параметров, возможность получать самые разнообразные формы АЧХ и ФЧХ. Цифровые фильтры не требуют настройки и легко реализуются на ЭВМ программными методами.
В данном курсовом проекте фильтр должен быть выполнен на основе набора К1821 при использовании ЦАП К572ПА1. Набор К1821 состоит из микросхем: К1821ВМ85 - микропроцессор, КР1821РФ55 - ПЗУ (емкость - 2 Кб; два 8-разрядных порта ввода-вывода), КР1821РУ55 - ОЗУ (емкость -256 байт; два 8-разрядных и один 6-разрядный порты ввода-вывода, встроенный счетчик-таймер).
Входной сигнал цифровой, выходной аналоговый, преобразование из цифрового сигнала в аналоговый сигнал осуществляется при помощи ЦАП на микросхеме К572ПА1.
После прихода сигнала с периферийного устройства (ПУ) на порт ввода в дополнительном цифровом коде на ПУ выдается сигнал квитирования. Частота дискретизации FД = 5.5 КГЦ, разрядность входного сигнала 8. Обработка должна происходить в реальном масштабе времени.
Проектируемое устройство и его базовая конфигурация должны содержать минимальные аппаратные и программные средства, достаточные для выполнения поставленной выше задачи обработки.
Вывод
В данном курсовом проекте спроектирован цифровой полосовой фильтр на основе МП-системы. Разработана программа на языке команд микропроцессора, которая обеспечивает выполнение МП-системой заданного алгоритма фильтрации. МП-система построена, согласно заданию на курсовой проект, на основе набора К1821 с минимальной конфигурацией. Аппаратная часть фильтра также включает в себя ЦАП и аналоговое устройство - преобразователь ток/напряжение.
Список литературы
1. Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем: В 2-х кн. Пер. С англ.-М.: Мир, 1988.
2. Токхайм Р. Микропроцессоры: Курс и упражнения / Пер. с англ., под ред. В.Н. Герасевича. М.: Энергоатомиздат, 1998.
3. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы.- М.: Радио и связь, 1989.
4. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение.- М.: Энергоатомиздат, 1990.
5. Перельман Б.Л. Шевалов В.В. Отечественные микросхемы и их зарубежные аналоги: справочник. М: НТЦ: Микротех 1998.
6. Микропроцессорный комплект К1810: Структура, программирование, применение: Справочная книга. Под ред. Ю.М. Казаринова.- М.: Высш. шк., 1990.
7. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.-М.: Радио и связь, 1989.
8. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Цифровые устройства и микропроцессоры” / Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост. Н.И. Сальников. Рязань, 2002.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
