Большая Энциклопедия Рефератов - Розробка мікропроцесорного пристрою системи автоматичного регулювання - бесплатно рефераты, скачать рефераты, рефераты на тему

Розробка мікропроцесорного пристрою системи автоматичного регулювання

p> Такий засіб побудови системи переривань доцільний при невеличкому числі обслуговуючих запитів переривань, тому що засіб опитуванння при великому числі запитів потребує значних витрат часу в порівнянні з векторним.

Для реалізації цифрового фільтру з функціональною залежністю (1.1):

[pic] (3.1) якe в результаті дискретизації набрало вигляду (1.8):

[pic] (3.2) з вводом значень xn через переривання з RST N може бути запропонований наведений нижче алгортм.

Рис 3.1 Алгоритм функціонування МП – пристрою

Рис 3.2 Алгоритм для програми обробки переривань
В процесі обробки запиту на переривання (яке здійснюється подачею на вхід
INT мікропроцесора логічної 1) мікропроцесор сигналом INTE=0 забороняє
(ігнорує) всі можливі запити та переривання від інших пристроїв ( для даного цифрового фільтру). Запит на переривання може бути тільки від одного пристрою і виконується машинний цикл переривання, в якому виробляється керуюче слово з одиницями в INTA (підтвердженя переривання), MI (початок машинного циклу). W0 (запис або вивід), а MEMR=0 (читання з пам’яті). При цьому сигнал DBIN=1 (прийом інформації з ШД). Тобто МП читає з ШД деяку інформацію, яка не видається, а вибирається з пам’яті чи портів. В цей момент на ШД повинен бути код команди RST N (для даного завдання RST 7):

|11ККК111 |

Для RST 7 код буде 111111111. Ця команда здійснює перехід на адресу
8*N. Для RST7 це дорівнює: 8*N=8*7=5610=38H=00111000В.

У процесорах, побудованих на основі ВІС КР580ВК28 (КР580ВК38), можна формувати команду RST 7 (11111111) шляхом підключення виходу підтвердження переривання INТА ВІС до джерела +12В, що дозволяє звертатися до таблиці переходів за адресою 3816, по якій розміщають програму ідентифікації запитів від декількох джерел опитуванння.

При переході на дану адресу в стек записується адреса повернення.

Необхідність в команді EI (дозвіл переривань) зумовлена тим, що вихід
INTE в стан логічної 1 (дозвіл переривань) можна перевести тільки програмним способом, а в стан логічного 0 його можна встановити, як програмною командою DI, так і апаратним способом.

3.2 Вибір структури представлення даних

Структура представлення даних, які входять в рівняння цифрового фільтру, визначається виходом рівняння і розрядністю АЦП. При заданій розрядності АЦП – 8 розрядів та вхідним додатнім однополярним сигналом, для представлення xn потрібно 8 розрядів, тобто xn повинний виражатись однобайтовим словом. Виходячи з цього, знайдемо, скільки розрядів займатиме результат yn та yn-1 .

Для заданого рівняння (дискретизованого) цифрового фільтру у вигляді:

[pic] коефіцієнти визначаються:

[pic] (3.3); [pic] (3.4)

[pic] (3.5).

Припустимо, що для констант [pic] відведемо по три біта на кожну. Їх максимальне значення при цьому (найгірший варіант) буде дорівнювати 7.
Звідси, посилаючись на (3.3) – (3.5), а0=0,4969, b0=0,50020, c0=-0,006134.
Мінімальне дробове число в двійковій формі, яке може розміститись у восьми розрядах – 2-810=0,00290625. Як бачимо, всі коефіцієнти більші цього числа, але менші за одиницю. Візьмемо для їх представлення один байт (на кожного).

Тепер знайдемо, скільки розрядів потрібно для представлення yn та уn-1.

Так як вхідний сигнал однополярний, то нам не потрібно відводити розряд під знак.

Розрядність добутків а0хn, b0yn, c0yn-1 не буде перевищувати 8 біт, так як коефіцієнти а0, b0, c0 є менші по модулю за одиницю. Їх сума теж не перевищує 255, так як [pic], а с0 менше нуля .Тоді розрядність yn буде дорівнювати розрядності xn, тобто 8 біт.

Як було вже визначено, структура представлення даних буде наступною: а0, b0, c0 – числа з фіксованою десятковою крапкою перед старшим розрядом, yn ,yn-1 та yn-2 – цілі числа з фіксованою десятковою крапкою після молодшого розряду з розрядністю 1 байт, хn – ціле число з фіксованою десятковою крапкою після молодшого розряду з розрядністю 1 байт.

хn
| | | | | | | | |

a0
| | | | | | | | |

b0
| | | | | | | | |

c0
| | | | | | | | |

yn
| | | | | | | | |

yn-1
| | | | | | | | |

yn-2
| | | | | | | | |

Рис 3.3 Структура представлення даних в МПП

Дані представлятимуться у вигляді масиву в оперативній пам’яті. Після обчислення величина yn заміщує величину yn-1, yn-1 – величину

yn-2, а значення xn вводиться від АЦП. Адреса таблиці – 500H. Числа розміщені у порядку наростання значення адреси.

4. Вибір АЦП і ЦАП

У ВіДПОВіДНОСТі З КРИТЕРіяМИ ДАНОї РОБОТИ РОЗРяДНіСТЬ АЦП МАє БУТИ 8
БіТ, А ЦАП іЗ ВИЗНАчЕНОГО ВИЩЕ – 8 БіТ. КРИТЕРієМ ВИБОРУ АЦП і ЦАП (КРіМ
РОЗРяДНОСТі) МОЖУТЬ БУТИ НАСТУПНі ПАРАМЕТРИ:

V час перетворення – визначається інтервалом часу від моменту досягнення вихідного сигналу до моменту подачі цифрового сигналу до моменту досягнення вихідним сигналом встановленого значення;

V похибка перетворення – найбільше значення відхилення значення аналогового сигналу від розрахункового;

V нелінійність – максимальне відхилення лінійно наростаючої напруги від прямої лінії, яка з’єднуєточку нуля і максимального вихідного сигналу.

4.1 Вибір АЦП

Перетворення аналогового сигналу в цифровий здійснюється за допомогою
АЦП і представляє собою вимірювальний процес, який полягає в порівнянні аналогового сигналу з еталонною напругою, значення якої відомо наперед з великою точністю. В результаті цього непнрервне значення сигналу замінюється найближчим еталонним значення напруги, іншими словами, відбувається процес квантування по рівню.

Відомості про АЦП, які можуть бути використані в даній курсовій роботі, зведені в таблиці 4.1:

Таблиця 4.1
|Мікросхема|Вид |Час |К-т|Похиб |Диф. |Абс. |Розр|
| |перетворен|пере |ь |ка |неліній|похибка|ядні|
| |я |тво-ре|вих|неліні|-ність,|перетво|сть |
| | |ння, |о-д|й-ност| |-рень, | |
| | |t, мкс|ів |і, % |% |% | |
|К572ПВ3 |Послідовни|7,5 |18 |0,5;0,|0,75;0,|-3;3 |8 |
| |х | | |5 |75 | | |
|К1107ПВ4 |наближень |30 |64 | | |-0,1;0,|8 |
| |Однократни| | |0,5;0,|1;1 |1 | |
|К1107ПВ2 |й відлік |100 |64 |5 | | |8 |
| |Однократни| | | |-1;1 |-3;3 | |
|К1113ПВ1 |й відлік |30 |18 |-1;1 | | |10 |
| |Послідовни| | | |-0,1;0,|-0,4;0,| |
| |х | | |0,1;0,|1 |4 | |
| |наближень | | |1 | | | |

[4, ст.142]

З вище наведених параметрів АЦП, ми бачимо, що АЦП К1113ПВ1 має найменшу величину похибок. Крім того, це є єдина з приведених мікросхем функціонально завершена ВІС, яка містить у своєму складі компаратор напруг,
ЦАП, РПН, джерело опорної напруги, ГТІ, вихідний буферний регістр з трьома станами а також логічні схеми керування, чого нема у інших мікросхем, тобто її використання дозволяє максимально спростити схему. Це є послідовний з накопиченням АЦП послідовних наближень. Мікросхема призначена для перетворення однополярного або двополярного вхідного сигналу з представленням результатів перетворення у паралельному двійковому коді. Для її експлуатації необхідні тільки два джерела живлення і регулювальні резистори. Виготовляється по біполярній технології, що модифікована для суміщеного формування на кристалі біполярних транзисторів, а також елементів інжекційної логіки і тонкоплівкових прецезійних резисторів.
Технологія дозволяє розмістити в одній ВІС велике число цифрових елементів і виконувати аналогові вузли з високим рівнем параметрів. Мікросхема
К1113ПВ1 випускається у 18-виводному герметичному металокерамічному корпусі типу 238.18-1 з вертикальним розташуванням виводів.

Нумерація і призначення виводів:

1-9 – цифрові виходи 2-10;

10 – напруга джерела живлення UCC1;

11 – гашення і перетворення;

12 – напруга джерела живлення UCC2;

13 – аналоговий вхід;

14 – аналогова земля;

15 – керування зсувом нуля;

16 – цифрова земля;

17 – готовність даних;

18 – цифровий вихід 1.

Номінальні напруги джерел живлення: UCC1=5В і UCC2=-15В.

Як і будь-який АЦП послідовних наближень, дана мікросхема має наступний принцип роботи: після подачі сигналу “Пуск” на виході найстаршого розряду
РПН з’являється логічна одиниця. На виході ЦАП з’являється відповідна напруга. Якщо ця напруга менша Uвх , то включається логічна одиниця на виході наступного розряду регістра, інакше ця напруга знімається. Таким методом спроб перебираються всі розряди до наймолодшого.

У ВІС К1113ПВ1 вихідний струм ЦАП порівнюється з струмом, який протікає через вхідний резистор від джерела сигналу. Тим самим формується логічний сигнал керування РПН. Стабілізація розрядних струмів ЦАП здійснюється вбудованим ДОН на основі стабілітрона із закритою структурою.

Включення АЦП в режимі роботи з уніполярною вхідною напругою передбачає під’єднання виводу 15 до цифрової землі (вивід 16). При цьому на виході вбудованого ЦАП задається струм, який дорівнює струму цифрового виводу 1, але має протилежну полярність [4,ст.150].

При роботі з уніполярною вхідною напругою її величина рівна 0…+10 В.

Встановлення РПН у вихідний стан і запуск його в режим перетворення проводиться по зовнішньому сигналу “Гашення/перетворення”. По закінченню перетворення АЦП видає сигнал “Готовність даних”, і інформація з РПН поступає на цифрові виходи через каскади з трьома станами.
Часові діаграми вхідних і вихідних сигналів зображені на рис. 4.1 [4]:

рис. 4.1 Часові діаграми вхідних і вихідних сигналів АЦП

Для спряження АЦП і ЦАП з МП використаємо програмований паралельний інтерфейс (ППІ) КР580ВВ55. При програмному опитуванні АЦП можна використовувати режим 0 ППІ, а при вводі через переривання при використанні команди RST N – режим 0 або 1.

Режим роботи і напрям обміну з зовнішніми пристроями програмується керуючими словами. Керуюче слово режиму встановлює режими роботи груп А або
B і режим вводу або виводу для кожного порта. Керуюче слово порозрядного встановлення або скидання порту С використовується для порозрядного вводу інформації і для початкового встановлення станів окремих розрядів порту С при його використанні для керування обміном в режимах 1, 2.[8].

Рис 4.2 Два способи реалізації команди RST 7

Запуск АЦП (сигнал П) здійснюється через паралельний інтерфейс
КР580ВВ55 (розряд 4 каналу С). ППІ використовується в режимі 0, сигнал ГТ після інвертування поступає на вхід синхронізації тригера К155ТМ2. Коли на вході “С” відбувається перехід від рівня логічного нуля до рівня логічної одиниці, дані з входу D (тобто логічна “1”) передаються на вхід Q, який з’єднаний з виводом запиту переривання INT мікропроцесора КР580ВМ80.
Очевидно, що ця зміна стану тригера відбувається лише тоді, коли на вході R
(виводі INTE) сигнал має рівень логічної “1”, тобто переривання дозволено.

При виконанні машинного циклу “Підтвердження переривання” в керуючому слові, яке на початку машинного циклу записується в системний контролер
(СК), розряд INTA є рівним одиниці, що обумовлює формування одноіменного сигналу керування. Цей сигнал через інвертор (якщо він є H – активним і без інвертора при L – активному сигналі) поступає на вхід дозволу [pic] буферного елемента (БЕ) з трьома вихідними станами (логічні “0” та “1” і високого вихідного опору). При [pic] виходи БЕ повторюють логічні рівні на входах 0 – 7. Як БЕ можуть бути використані дві мікросхеми К155ЛП11, кожна з яких має по шість входів/виходів без інвертора.

Формування логічних рівнів на входах БЕ визначається номером N з команди RST N. Для реалізації коду команди RST 7 на вході 6 повинен бути встановлений рівень логічного “0”, а на всіх інших входах – рівень логічної
“1”. Цей код команди МП читає не з пам’яті, а безпосередньо з МП, в результаті якої МП переходить до підпрограми обробки переривань, яка повинна бути розміщена в пам’яті адресою 8*7. Крім того, при виконанні команди RST N на виході INTE встановлюється рівень логічного “0”, який
“скидає” за допомогою тригера К155ТМ2 сигнал INT. Встановити сигнал INTE=1 можна лише програмно за допомогою команди EI (дозвіл переривання), якою повинна завершуватись підпрограма обробки переривань.

При такому використанні БЕ реалізується лише один запит на переривання.
Для реалізації восьмирозрядної векторної системи потрібно використовувати шифратор (ШФ) з вісьмома входами і трьома виводами (КМ155ИВ1). Для простоти використаємо перший варіант реалізації.

Підключення АЦП до шин МПП в режимі вводу інформації через переривання при використанні команди RST 7 показане на рис. 4.3.

Рис. 4.3 Підключення АЦП до шин МПП в режимі вводу інформації через переривання при використанні команди RST 7.

4.2 Вибір ЦАП

В ЦАП цифрова інформація вводиться у вигдяді паралельного цифрового коду перетворюваного числа, а аналоговий сигнал на виході є носієм інформації.

Будь-який ЦАП складається з суматора і резистивної схеми. Резистивна схема може бути реалізована двояко:

V на основі зважених резисторів;

V на основі матриці R-2R.

Приведемо порівняльну характеристику деяких восьмирозрядних ЦАП (так як розрядність вихідного сигналу y(t) – 8 біт):

Таблиця 4.2
|Мікросхема |Абс. |Нелінійність|Час |К-ть |Час |
| |похибка |, % |встановлення|виво-|затримки |
| |перетворен-| |вихідного |дів |розповсюд|
| |ня, % | |струму, нс | |ження |
|К1118ПА1 |-5;5 |-0,5;0,5 |20 |16 |6 |
|К1118ПА3 |-2;2 |-0.195;0,195|10 |24 |— |

[4, ст. 110]

Цих дві ВІС сумісні з логікою ЕСЛ. Для того, щоб не ускладнювати схему для узгодження з ТТЛ-логікою, я використаю 10-розрядну ЦАП, а лишні виводи заземлю.

Опишемо швидкодіючий ЦАП К572ПА1, який призначений для перетворення двійкового коду у струм, містить 10 розрядних струмових перемикачів і генератор струмів і побудований на основі матриці R-2R. Ця мікросхема характеризується малою споживаною потужністю і достатньою вихідною швидкодією (час перетворення становить 5 мкс). К572ПА1 – ЦАП перемножуючого типу. Поставляється в герметичному корпусі типу 201.16-8. Корпус металокерамічний; містить 16 виводів (двохрядне розміщення виводів).
Виконанна на КМОН – технології з полікремнієвим затвором. В склад ЦАП-а входитьпрецезійна полікремнієва резистивна матриця типу R-2R, підсилювачі- інвертори (ПІ) для керування ключами, струмові двохполярні ключі, виконані на КМОН транзисторах.

Для роботи ЦАП в режимі з виходом по напрузі до ІС підключається ДОН і операційний підсилювач з колом зворотнього зв’язку, яке працює в режимі з сумуванням струмів.

Метод перетворення, що використовується в ІС К572ПА1, передбачає сумування у відповідності до заданого значення двійкового коду всіх розрядних струмів, які є зваженими по двійковому законі і пропорційних значенню опорної напруги на виводі 15.

Нумерація і призначення виводів мікросхеми:

1-2 – аналогові виходи;

3 – земля;

4-13 – цифрові входи;

14 – напруга живлення;

15 – опорна напруга UREF;

16 – вивід резистора зворотнього зв’язку;

Ucc=-5,2В, UREF=-15В, струм споживання – 2мА.

Значення струмів на виводах 1 і 2 в результаті цифро-аналогового перетворення визначаються за формулами:

[pic] (4.1)

[pic], (4.2)

де [pic] – значення двійкового розряду на цифровому виводі [pic],

[pic] - інверсне значення,

UR – значення опрної напруги.

Двійковий закон розподілення струмів зберігається при умові рівності виходів 1 і 2. Це забезпечує підключенню виводу 1 до інвертованого входу
ОП, який включений у ланцюг зворотнього зв’язку. Неінвертований вхід ОП з’єднується з виходом 2 із шиною аналогової землі. При цьому здійснюється перетворення струму на виході 1 на пропорційну йому напругу на виході ОП.
Резистор зворотнього зв’язку визначає значення коефіцієнта значення перетворення і напругу у кінцевій точці шкали.[4, ст.50]

При появі на одному з виходів ЦАП напруги високого рівня струм відповідної гілки резистивної матриці поступає на вихід 1, а при подачі низького рівня – на вихід 2. Для досягнення стабільності основних параметрів перетворення при впливі зовнішніх дестабілізуючих факторів до мікросхеми підключають резистор зворотнього зв’язку. В ЦАП КР580ПА1 він може бути розміщений всередині мікросхеми або підключатися ззовні,

При вживанні джерела опорної напруги [pic] з використання підключення резистора зворотнього зв’язку, розміщеного на кристалі, крок квантування мікросхеми складає 10мВ. В режимі однополярного сигналу вихідна напруга визначається за формулою:

[pic], тобто зв’язок між вихідною напругою і двійковим кодом є таким:

000…00 0

000…01 2-8UREF

100…00 2-1UREF

111…11 (1-2-8) UREF.

UREF по окремих гілках задає значення струму.
Варіант схеми підімкнення ЦАП до МП пристрою, який забезпечує уніполярний вихід, зображений на малюнку:

Рис. 4.4 Схема підімкнення ЦАП до МПП

В даній схемі конденсатори С1, С2, С3 використовуються для знищення завад у ланцюгах. В якості С2 і С3 можуть виступати

К520-24, а в якості С1 – КМ-56-П33. Для захисту виводів 1 і 2 ЦАП від випадкового попадання від’ємної напруги їх підключають через обмежувачі на діодах Шоткі (наприклад, це може бути мікросхема КД514А).

Для нормальної роботи ЦАП використовують зовнішні елементи: ІОН, струмозадаючий резистор, конденсатор частотної корекції, резистор компенсації зміщення нуля.

5. Програма вводу інформації

через АЦП і виводу через ЦАП

ДЛя СПРяЖЕННя АЦП і ЦАП З МП ДОЦіЛЬНО ВИКОРИСТАТИ ПРОГРАМОВАНИЙ
ПАРАЛЕЛЬНИЙ іНТЕРФЕЙС (ППІ) КР580ВВ55. ПРИ ПРОГРАМНОМУ ОПИТУВАННі АЦП МОЖНА
ВИКОРИСТАТИ РЕЖИМ 0 ППІ, А ПРИ ВВОДі чЕРЕЗ ПЕРЕРИВАННя - РЕЖИМ 0 АБО 1. В
ЗАЛЕЖНОСТі ВіД ЗНАчЕНЬ РОЗРяДіВ КЕРУЮчОГО СЛОВА 4, 3, 1, 0 МОЖЛИВі 16
РіЗНИХ КОМБіНАЦіЙ СХЕМ ВВОДУ/ВИВОДУ. ПРИ ВВОДі іНФОРМАЦія ВіД ЗОВНіШНіХ
ПРИСТРОїВ НЕ ЗАПАМ’яТОВУєТЬСя В РЕГіСТРАї ПОРТіВ, А ПЕРЕДАєТЬСя
БЕЗПОСЕРЕДНЬО НА ШИНУ ДАНИХ ПО СИГНАЛУ чИТАННя НА ВХОДі [pic]. ІНФОРМАЦія
НА ВХОДАХ ПОРТіВ ПОВИННА БУТИ ВСТАНОВЛЕНА ДО ПОяВИ СИГНАЛУ чИТАННя і
ЗБЕРіГАТИСЬ ПіСЛя ЙОГО ЗАКіНчЕННя. ППІ В РЕЖИМі 0 ВИКОРИСТОВУєТЬСя ДЛя
ПОБУДОВИ ПРОГРАМНИХ КАНАЛіВ ВВОДУ/ВИВОДУ З ОБСЛУГОВУВАННяМ ПО ПРОГРАМі. [8]

Так як ввід/вивід здійснюється за допомогою паралельного інтерфейсу, то для проведення даної операції треба ініціалізувати КР580ВВ55. Керуюче слово виглядає так:

Рис. 5.1 Керуюче слово ініціалізації ППІ

Виберемо наступні адреси портів:

А – А0Н;

В – A1H;

С – A2H;

РКС – A3H.

Керуюче слово заноситься в РКС такою послідовністю команд:

MVI A, 90H

OUT 0A3H
Операція вводу:

IN 0A0H; ввід з каналу А

STA 500Н; вивід по адресі XN значення xn

Операція виводу:

LDA 504Н ;ввід в акумулятор 8-розрядів Yn з комірки YN

OUT 0А1H ;вивід в канал В;

Розряд 4 каналу С керує роботою АЦП (до нього підключений вивід АЦП
“гашення/перетворення”).

Тоді гашення програмується так:

MVI A ,9H ;вивід в С4 одиниці

OUT 0A2H

Перетворення програмується так:

MVI А, 8H ;вивід в C4 нуля

OUT 0A2H

Як вже було зазначено, коефіцієнти а0, b0, C0 та змінні xn, yn-1, yn-2, yn представляються у пам’яті у вигляді таблиці з початковою адресою 500H.

6. Програма цифрової обробки інформації.

АНАЛіЗУЮчИ АЛГОРИТМ ФУНКЦіОНУВАННя МП–ПРИСТРОЮ, МИ БАчИМО, ЩО НАМ
ПОТРіБНО ВИКОРИСТОВУВАТИ ТАКі ОПЕРАЦії:

V множення однобайтового слова на однобайтове;

V додовання однобайтових слів (це можна здійснити за допомогою команди

ADD).

В [2] наведені готові програми для здійснення цих операцій.

1. Множення однобайтових чисел без знаку:

| |B |
|* | |
| |A |
| | |
| | |
|H |L |

|10 |MULL88: |LXI H, 0 |
|7 | |MVI D, 0 |
|7 | |MVI C, 8 |
|10 |Z1: |DAD H |
|4 | |RLC |
|16 | |JNC Z2 |
|10 | |DAD D |
|5 |Z2: |DCR C |
|16 | |JNZ Z1 |
|10 | |RET |

Коефіцієнти а0, b0, c0в пам'яті зберігаються у вигляді модуля.

Основна програма враховує, що c0 є від'ємний.

Користуючись алгоритмом програми обробки переривання і вищесказаним, програма обробки переривання на мові асемблеру буде (вона зберігається за адресою 8*7)[8]:

|4 |OP: |D1 |;заборона переривань |
|11| |PUSH H | |
| | |PUSH PSW | |
|11| |IN 0A0H |;Ввід в програму розрядів X0[pic]X7 |
| | |LDA 500H | |
|10| |SHLD XNI | |
| | |MVI A, 9H |;гашення результату |
|5 | |OUT 0A2H | |
|16| |POP PSW | |
| | |POP H | |
|7 | |EI |;Дозвіл переривання |
|10| |RET | |
| | | | |
|10| | | |
| | | | |
|10| | | |
| | | | |
|4 | | | |
|10| | | |

Основна програма, за алгоритмом, починається з ініціалізації мікросхеми
K580ВВ55 для обміну з ЦАП і АЦП, після того АЦП встановлюється (після гасіння) в режим перетворення вхідного сигналу. Далі іде циклічний підрахунок і виведення результату.

Основна програма:

|7 | |ORG 100,H | |
|7 | |MVI A, a0 | |
|13 | |STA 501H | |
|7 | |MVI A, b0 |; занесення в пам’ять коефіцієнтів |
|13 | |STA 502H | |
|7 | |MVI A, c0 | |
|13 | |STA 503H | |
|10 | |LXI SP, 4FFH | |
|7 |START: |MVI A, 90H |; ініціалізація ППІ |
|10 | |OUT 0A3H | |
|7 | |MVI A, 9H |; запуск АЦП |
|10 | |OUT 0A2H | |
|7 | |MVI A, 8H | |
|10 | |OUT 0A2H | |
|13 | |LDA 500H |;занесення в програму xn |
|5 | |MOV B, A | |
|13 | |LDA 501H | |
|17 | |CALL MULL88 |; занесення коефіцієнту а0 |
|13 | |STA 504H |; визначення a0*xn |
|13 | |LDA 505H |; занесення в комірку для yn |
|5 | |MOV B, A |; занесення в програму значення |
|13 | |LDA 502H |yn-1 |
|17 | |CALL MULL88 | |
|13 | |LDA 504H |; занесення коефіцієнту b0 |
|4 | |ADD H |; визначення b0*yn-1 |
|13 | |STA 504H | |
|13 | |LDA 503H |; додавання b0*yn-1 і а0*хn |
|5 | |MOV B, A |; занесення в комірку для yn |
|13 | |LDA 506H |; занесення коефіцієнту с0 |
|17 | |CALL MULL88 | |
|13 | |LDA 504H |; занесення в програму значення |
|4 | |SUB H |yn-2 |
|13 | |STA 504 H |; визначення с0*yn-2 |
|13 | |LDA 505H | |
|13 | |STA 506H |; визначення b0*yn-1 + а0*хn - |
|13 | |LDA 504H |с0*yn-2 |
|13 | |STA 505H |; занесення в комірку для yn |
|13 | |LDA 504H | |
|10 | |OUT 0A1H |; занесення yn-1 в комірку для yn-2|
|5 | |MOV A, 8H | |
|10 | |OUT 0A3H | |
|10 | |JMP START |; занесення yn в комірку для yn-1 |
|7 | |HLT |; вивід результату |
| | | |; вивід логічного 0 в розряд С4 для|
| | | | |
| | | |; дозволу перетворення АЦП |
| | | |; перехід на початок |

6.1 Оцінка верхньої граничної частоти фільтру

Оцінку проводимо з точки зору найнижчої швидкодії фільтру. В процесі виконання програми виконується:

V підпрограма обробки переривань (ОР)

V підпрограма множення (3 рази) (MULL88)

Кількість тактів, за які виконується програма, зведені в таблицю:

Кількість тактів для виконання кожної команди взято з [6].

Формулювання теореми Котельникова: будь-який сигнал, який має скінчений спектр, може бути без втрат перетворений у цифрову форму і потім відтворений за відліками цього дискретного сигналу при умові:

[pic](6.1)

Для виконання програми необхідно всього тактів N=793. Для максимальної частоти f=2.5МГц для МП KР580ВМ80, частота видачі інформації fвид=2,5МГц/793=3152,6 Гц

За теоремою Котельникова, верхня гранична частота для фільтра складає fверхнє = fвид /2=3152,6/2=1576,3 Гц (6.2)

7. Опис фрагменту принципової схеми

реалізації системного контролера.

СИСТЕМНИЙ КОНТРОЛЕР КР580ВВ28 ВИКОНУє ТРИ ФУНКЦії:

V фіксація слова стану процесора;

V буферизація шини даних;

V формування частини сигналів, які належать шині керування МПС (при звернені до ЗП – [pic] і [pic], при звернені до пристроїв вводу/виводу - [pic] і [pic] , [pic]).

Системний контролер складається з двонаправленої буферної схеми даних, регістра стану, і декодуючої схеми.

Восьмирозрядна паралельна тристабільна буферна схема даних приймає інформацію з канала даних МП по виводам D7 – D0 і передає в регістр стану інформацію стану, на системний канал даних по виводам DB7 – DB0 видає дані у циклі запису по сигналу [pic]. В циклі читання по сигналу
[pic]заперечення буферна схема приймає дані з системного каналу по виводам
DB7 – DB0 і передає по виводам D7 – D0 на канал даних мікропроцесору.

Регістр стану по вхідному сигналу [pic] фіксує інформацію стану МП в такті Т1 кожного машинного циклу МП.

Декодуюча схема формує один з вище перелічених сигналів керування.
Асинхронний сигнал [pic] керує видачею даних з буферної схеми і керуючих сигналів з дешифратора: при наявності низького рівня на вході [pic] буферна схема передає дані і формує один з керуючих сигналів; при напрузі високого рівня всі виходи мікросхеми переходять у високоімпендансний стан. Напруга високого рівня на вході [pic] переводить виходи [pic], [pic], [pic] у пасивний стан (напругу високого рівня) і блокує передачу інформації через буферну схему даних.

Керуючі синали [pic] і [pic] формуються в циклі запису по сигналу
[pic].

При роботі з МП КР580ВМ80А системний контролер у циклі підтвердження запиту переривання формує три сигнали [pic] для прийому трьох байтів команди CALL від контролера переривань КР580ВН59 [7].

В невеликих мікропроцесорних системах вихід [pic] мікросхеми КР580ВК28 можна під’єднати до напруги +12В через резистор опору

1 кОм. Під час дії сигнала RC буферна схема даних мікросхеми формує код команди RST 7 і передає на канал даних МП. Таким чином, мікромхема забезпечує єдиний вектор переривань з номером 7 без додаткових компонентів.
Основні параметри мікросхеми зведені у таблицю:

Структурна схема системного контролера зображена на рис. 7.1.

Рис.7.1 Структурна схема системного контролера КР580ВВ28

Рис. 7.2 Схема підкдючення КР580ВВ28 до МП КР580ВМ80А
Опис виводів мікросхеми:

Таблиця 7.2
|Вивід |Позначення |Тип виводу |Функціональне призначення |
|1 |[pic] |вхід |Стробуючий сигнал стану |
|2 |[pic] |вхід |Підтвердження захвату |
|3 |[pic] |вхід |Видача інформації |
|4 |RC |вхід |Прийом інформації |
|5, 7, |DB4, DB7, |вихід/ |Канал даних системи |
|9, 11, |DB3, DB2, |вхід | |
|13, 16, |DB0, DB1, | | |
|18, 20 |DB5, DB6 | |Канал даних мікропроцесора |
|6, 8, 10, |D4, D7, D3, |вхід/ | |
|12, 15, 17,|D2, D0, D1, |вихід | |
| |D5, D6 | | |
|19, 21 |GND |— |Загальний |
|14 |[pic] |вхід |Управління передачею даних |
|22 | | |і видачею сигналів |
| |[pic] |вихід |Підтвердження запиту |
|23 | | |переривання |
| |[pic] |вихід |Читання з ЗП |
|24 |[pic] |вихід |Читання з ПВВ |
|25 |[pic] |вихід |Запис в ЗП |
|26 |[pic] |вихід |Запис в ПВВ |
|27 |Ucc |вхід |Напруга живлення +5В |
|28 | | | |

висновок

ОТЖЕ, ЦИФРОВі ФіЛЬТРИ МАЮТЬ РяД ПЕРЕВАГ НАД АНАЛОГОВИМИ:

1) нечуттєвість характеристик фільтра до розкидування параметрів елементів, що у нього входять, їх часових та температурних дрейфів;

2) малі розміри і висока надійність фільтрів, пов’язані з використанням
ВІС;

3) легкість зміни параметрів і характеристик цифрового фільтру через модифікацію програми і коефіцієнтів;

4) можливість реалізації фільтрів із змінними в процесі роботи параметрами.

Рівняння даного цифрового фільтру є дуже просте як для розв’язку, так і для реалізації. Проте, як видно з приведеної оцінки верхньої граничної частоти фільтру, вона не є достатньо високою. На неї впливає, по-перше, низька тактова частота МП КР580ВМ80, а, по-друге, велика кількість рядків програми. Це частково пояснюється відсутністю операції множення в МП
КР580ВМ80.

Крім того, недоліком ЦФ є те, що кінцевий час перетворення сигналу за допомогою АЦП і ЦАП і особливо час, який необхідний для програми обчислення
[pic], обмежують знизу період [pic] між сусідніми замірами вхідного сигналу і значеннями вихідного. Це в свою чергу обмежує верхню граничну частоту сигналу [pic], фільтрація якого може бути проведена.

Так як задана розрядність (8) дорівнює розрядності МП КР580ВМ80, то це не створює ніяких ускладнень для розв’язку поставленого завдання.

Список літератури

1. АЛЕКСЕНКО А. Г., ГАЛИЦИН А. А., ИВАННИКОВ А. Д. ПРОЕКТИРОВАНИЕ

РАДИОЕЛЕКТРОННОЙ АПАРАТУРЫ НА МИКРОПРОЦЕССОРАХ: ПРОГРАМИРОВАНИЕ,

ТИПОВЫЕ РЕШЕНИя, МЕТОДЫ ОТЛАДКИ. М.; РАДИО И СВяЗЬ, 1984.

2. Майоров В. Г., Гаврилов А. И. Практический курс программирования микропроцессорных систем. М.; Машиностроение, 1989.

3. Корячко В. П. Микропроцессоры и микроЭВМ в радиоэлектронных средствах; Учеб. Для вузов по спец. ‘Конструирование и технология радиоэлектронных средств.’ М.; Внеш. Шк, 1990.

4. Федорков Б. Г., Телец В. А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. М; Енергоатомиздат, 1990.

5. Коффон Д. Технические средства микропроцессорных систем;

Практический курс. Пер. с англ. М.; Мир, 1983.

6. Програмное обеспечение микропроцессорных систем. Справочник С.Д.

Погорелый, Т.Ф.Слободянюк, Києв, “Техника”, 1989.

7. Полупроводниковые БИС запоминающих устройств; Справочник В. В.

Баранов, Н. И. Бекин, А. Ю. Гордунов и др.: Под ред. А. Ю. Гордонова и Ю. Н. Дьякова. М.; Радио и связь, 1987.

8. Проектирование микропроцессорной электронно-вычислительной аппаратуры: справочник В. Г. Артюхов, А. А. Будняк, В. Ю. Лапий и др. К.; Техника, 1988.

9. Г. Деч Руководство по практическому применению преобразований

Лапласа, М. 1964.

додатки

-----------------------

[pic]

1 байт

[pic]

Страницы: 1, 2

В соцсетях