Geum.ru

Пристрій мікропроцесорної обробки аналогової інформації

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

програмних ресурсів

Цифрові фільтри мають ряд переваг порівняно з аналоговими, побудованими на резисторах, конденсаторах та підсилювачах:

  1. Нечутливість характеристик фільтра до розкиду параметрів елементів, що входять до його складу, їх часовому і температурному дрейфам.
  2. Малі розміри та висока надійність роботи фільтра, повязані з використанням ВІС.
  3. Легкість зміни параметрів і характеристик цифрового фільтра, що при використанні МП здійснюється модифікацією програмного забезпечення або таблиць коефіцієнтів.
  4. Можливість реалізації адаптивних фільтрів, тобто фільтрів з параметрами, що змінюються в процесі роботи.

На нинішній час важко назвати області і сфери людської діяльності, де б не застосовувались мікропроцесорні системи. Основними з них є: науково-технічні розрахунки, автоматизовані системи управління виробництвом, обробка даних і звязок, системи автоматизації наукових експериментів, системи автоматизації проектування.

В даній роботі розробляється мікропроцесорний пристрій системи автоматичного регулювання на базі МПК К580, який здійснює прийом, обробку і видачу сигналів.

 

 

  1. Побудова аналогової схеми, що описується даним рівнянням

 

На основі вихідного рівняння будуємо аналогову схему цифрового фільтру з використанням операційних підсилювачів.

Прості функціональні залежності на ОП.

Побудова аналоговой схеми фільтру на операційному підсилювачі:

Задана функціональна залежність:

 

 

x(t) вхідний аналоговий сигнал;

y(t) вихідний аналоговий сигнал;

частота;

 

Схема 1.1 Функціональна схема аналогового фільтру

 

На основі схеми 1:

 

 

2. Синтез структурної схеми фільтру

 

Виведення рівняння цифрового фільтра

Задана функціональна залежність:

 

 

Для часової дискретизації використаємо наближені рівності

 

.

 

При підстановці цих величин у вихідне рівняння одержимо:

 

 

Винесемо за дужки спільні множники:

 

 

Виконаємо заміну :

 

Нехай , ,

 

Тоді остаточно рівняння цифрового фільтру набуде вигляду:

 

 

Отже, фільтр є рекурсивним, оскільки в правій частині рівняння присутні члени виду

Побудова структурної схеми апаратної реалізації цифрового фільтра

 

Схема 2.1 Структурна схема реалізації рівняння цифрового фільтра, де: DL елемент затримки, ХY елемент множення, ? суматор

 

2. Вибір та обгрунтування типу АЦП і ЦАП

 

2.1 Вибір типу АЦП

 

У відповідності з умовами даної роботи для цифрового фільтру потрібно використати 12-розрядний АЦП і 16-розрядний ЦАП.

При розгляді ЦАП і АЦП мають місце наступні критерії:

  1. Час перетворення.
  2. Похибка перетворення.
  3. Складність застосування.
  4. Поширеність.

В якості мікросхеми АЦП з 12-розрядним вихідним сигналом для даного цифрового фільтра виберемо 12-розрядний АЦП К572ПВ1А, що має наступні характеристики:

 

Розрядність12Час перетворення, мкс.170Вхідна напруга, В5

Напівпровідникова ВІС функціонально завершеного АЦП призначена для використання в електронній апаратурі в складі блоків аналогового вводу.Мікросхема виконує функцію 12-розрядного аналого-цифрового перетворення однополярного і біполярного вхідного сигналу з представленням результатів перетворення в паралельному двійковому коді. Мікросхема випускається у 48-вивідному металкерамічному герметичному корпусі типу 4434.48-2 з вертикальним розміщенням виводів.

Позначення АЦП АЦП К572ПВ1А на схемі електричній принциповій

 

 

Призначення виводів мікросхеми К572ПВ1А:

 

ВиводиПризначення1Послідовний вхід2Вхід управління СР3+5В4-15D0-D1116Вхід управління МР17Вхід управління режимом22Вихід “Цикл”23Вхід порівняння24-15В25Вхід ТІ26Вихід “Кінець перетворення”27Вхід “Запуск”28Вхід “Цикл”29Вхід стробування ЦАП30Цифрова земля31Кінцевий вивід матриці R-2R32Спільний вивід резисторів 1,240Вивід регістра 141Вивід регістра 242Опорне навантаження43Аналоговий вхід 144Аналоговий вхід 245Спільний вивід резисторів аналогових вх. 1,246Аналоговий вихід 147Аналоговий вихід 248Анагогова земля

Встановлення АЦП у вихідний стан і запуск його в режим перетворення здійснюється з допомогою входу “гашення/перетворення”. При поступанні на вхід “гашення/перетворення” рівня логічного нуля АЦП починає перетворення вхідної інформації. Через час, необхідний для перетворення на виході АЦП “готовність даних” зявляється сигнал з рівнем логічної одиниці, що сигналізує про готовність виводу даних з АЦП в МПП. МПП, прийнявши дані, встановлює на вході “гашення/перетворення” рівень логічної одиниці, що “гасить” інформацію, що є в регістрі послідовного наближення, і АЦП знову готовий до прийому, опрацювання вхідних даних

Запуск АЦП здійснюється видачею 0 в розряд C7 (сигнал “гашення/перетворення”) каналу С ППІ.Оскільки згідно умови мені необхідно використати режим 1 роботи ППІ , то в складі МПП потрібно використати 2 мікросхеми ППІ, причому одну з них запрограмувати на ввід через канали А та В , а другу на вивід. Запуск АЦП будемо здійснювати з використанням порта С 1-шої ППІ. По закінченні перетворення на вході “готовніть даних” зявляється сигнал логічна “1”, який подається на вхід розряду С2 каналу С ППІ .

 

 

Часова діаграма робо