Микропроцессорная система сбора и обработки сигналов
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
? от 20 Гц. до 20000 Гц. И мы должны обеспечить устойчивую и стабильную работу микроконтроллера в данном диапазоне. На данном диапазоне используется стандартная частота дискретизации F = 44,1 кГц, мс.
) Точность представления сигнала связана с разрядностью АЦП.
Ввод сигнала, его представление в дискретную форму, проводится с учетом его требуемого интервала дискретизации, определяемой теоремой Котельникова, согласно формуле(1).Величина определяет временной интервал только для одного сигнала.
, (1)
Где fВ верхняя гармоника сигнала, Гц
, (2)
Где f0 частота сигнала, Гц
кГц,
мкс
Быстродействие АЦП составит 11,35 мкс.Разрядность определим исходя из погрешности представления информации ?пр
Определим число разрядов АЦП исходя из формулы (3)
, (3)
Приходим к выводу ,что нам подходит 8 разрядная АЦП.
)Микропроцессор должен работать в диапазоне от -10 до 0 В. При этом заданный диапазон не соответствует стандартному диапазону работы микропроцессора, поэтому в структурной схеме необходимо предусмотреть согласующий усилитель.
)В данной курсовой работе нам необходимо спроектировать микропроцессорную систему сбора и обработки аналоговых сигналов на базе микроконтроллера К1816ВЕ49. Эта система должна получать аналоговые сигналы с 16 датчиков.
)Количество накопляемых отсчетов 100 при кодировании каждого отсчета 8 битами, то есть 1 байтом займет 1 Кбайт в оперативной памяти.
7) С помощью АЦП можно преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой и записывать данные об этом сигнале в ОЗУ. В моем варианте объем ОЗУ равно 4К. Блок ОЗУ предназначен для кратковременного или длительного хранения информации, которая в ходе работы устройства отображается на индикаторе.
) Для контролирования микропроцессорной системы используются 4 кнопки управления.
)Жидкокристаллическая индикация. Алфавитно-цифровые ЖКИ-модули представляют собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий, при этом обеспечивают отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении.
10)Количество индикаторов - 8.
11)Тип последовательного канала - RS232C,
12) Реализация программы ввода кода нажатой клавиши и вывода информации на индикацию.
На основании параметров технического задания можно поставить следующие цели: разработать схему сбора и обработки информации, определить критерии элементов и подобрать соответствующие компоненты системы.
2. Разработка структурной схемы
Структурная схема представляет собой соединение и модификация типовой микропроцессорной системы с учетом особенностей конкретных элементов этой структуры.
Рисунок 2.1-Структурная схема микропроцессорной системы
По техническому заданию необходимо использовать МК К1816ВЕ49, схема которого показана на рисунке 2.1.Она состоит из следующих основных блоков: центрального микропроцессора, ПЗУ ,ОЗУ, последовательный порт, контроллер клавиатуры и дисплея, предназначенный для ввода данных с клавиатуры и вывода информации на дисплей, коммутатор, согласующее устройство, АЦП, программируемый параллельный интерфейс, сторожевой таймер, кварцевый резонатор.
Возможно подключение рассмотренных устройств к системной шине МК или к свободным портам ввода/вывода. Подключение к портам ввода/вывода обеспечивает гибкость в управлении устройством, но усложняет программное обеспечение.
Подключение к системной шине требует согласования временных характеристик подключаемых устройств и системной шины.
При таком подключении упрощается программирование МК при работе с данными устройствами. Для проведения арбитража на системной шине необходимо введение дешифраторов. При магистральном подключении возможно расширение микропроцессорной системы, подключая дополнительные компоненты.
3. Выбор элементной базы
3.1 Выбор микроконтроллера
Данная микросхема К1816ВЕ49 предназначена для использования в системах обработки информации в качестве высокопроизводительных контроллеров и управляющих устройств в изделиях самого широкого применения.
Система команд МК49 содержит 96 базовых команд с форматом 1,2 байта. Особенности данной микросхемы:
-8-ми битовый канал данных ;
внутреняя память данных емкостью 64 байт;
внутреняя память емкостью 1 Кбайт;
четыре способа адресации данных (прямая, непосредственная, косвенная, неявная);
два векторов прерывания;
четыре 8-ми разрядных программируемых канала ввода/вывода;
последовательный канал ввода/вывода;
три битовых флага;
-программируемый 8-битный таймер/счетчик;
МК49 не имеет команд загрузки байта в стек или его извлечения из стека;
-двоичную и десятичную арифметику.
Время выполнения команд составляет 2.5 или 5.0 мкс (один или дна машинных цикла (МЦ) соответственно) при тактовой частоте 6.0 МГц.
Структурная схема приведена в приложении 1.
Оценка быстродействия МПУ производится с учетом длительности выполнения каждой команды и длительности преобразования АЦП. При этом время преобразования округляется в большую сторону до целого числа машинных тактов.
Микроконтроллер конструктивно выполнен в корпусе БИС с 40 внешними выводами. Все выводы электрически совместимы с элементами ТТЛ: входы представляют собой единичную нагрузку, а выходы могут быть нагружены одной ТТ