Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ОБЧИСЛЮВАЛЬНА СИСТЕМА ОБРОБКИ АНАЛОГОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра САПР
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Архітектура комп'ютерів
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра САПР
Курсова робота
з курсу “Архітектура комп’ютерів”
ОБЧИСЛЮВАЛЬНА СИСТЕМА ОБРОБКИ
АНАЛОГОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ
ЛЬВІВ 2007р.
Завдання
на курсову роботу з дисципліни
«Архітектура комп'ютерів»
студенту групи КН-316 Домброві М.С,
Завдання: Розробити компоненти апаратного і програмного забезпечення обчислювальної системи на базі мікропроцесорного пристрою (МП КР580ВМ80), яка включає аналогово-цифровий і цифрово-аналоговий перетворювачі і виконує функцію цифрової обробки аналогової інформації. Обробка описується заданим пропорційно-інтегро-диференціальним рівнянням y(x)=f(x), що пов'язує аналогові сигнали x(t) на вході і y(t) на виході системи.
Тема: «Обчислювальна система обробки аналогової інформації»
Термін здачі проекту : ____________
Постановка задачі:
Останні дві цифри залікової книжки mn=
За формулою li={([mn/ki]+{mn/ki})/ki}+1
одержано такі результати:
k1=19 l1=8 рівняння EMBED Equation.3
k2=3 l2=1 розрядність АЦП - 8
k3=2 l3=1 полярність вхідного сигналу – однополярний (невід’ємний)
k4=17 l4=16 організація обміну МП з АЦП – через АВП переривання з RST 4, використати КР580ВВ55 з режимом роботи 1
k5=9 l5=7 Шинні формувачі з використанням КР580АП26
Студент: Миндьо Т.М.
“Обчислювальна система обробки аналогової інформації”. Курсова робота. – НУ „Львівська політехніка”, каф.: САПР, дисципліна: “Архітектура комп’ютерів”, 2007.
Дана курсова робота складається з 27 сторінок, 12 таблиць, 14 схем, 1 додатка. В даній курсовій роботі розроблено компоненти апаратного і програмного забезпечення мікропроцесорного пристрою. Він включає аналогово-цифровий і цифро-аналоговий перетворювачі і виконує обробку за функціональною залежністю EMBED Equation.3 аналогового сигналу. Дана робота охоплює ввід і первинну обробку аналогової інформації, подальшу цифрову обробку інформації за програмою і вхідними даними, а також вивід обробленої інформації в аналоговій формі для подальшого використання.
Зміст
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ.
ВСТУП.
Метою даної курсової роботи є синтез пристрою обробки аналогової інформації за допомогою мікропроцесора. Суть обробки полягає в тому, щоб перевести спочатку деякий початковий вхідний аналоговий сигнал у цифрову форму, перетворити вхідну функцію, залежно від конкретного варіанту, а потім перевести кінцеве значення обрахованої функції у аналогову форму. Зазвичай сигнал, що видається джерелом має аналогову форму, яка описується неперервною в часі функцією з миттєвими значеннями на певному інтервалі. Хоча передавання і обробка таких сигналів може здійснюватись у аналоговій формі, проте на сьогоднішній день широке застосування отримали системи передачі і обробки, в яких вхідні аналогові сигнали переводяться в цифрову форму, отримані цифрові сигнали передаються чи обробляються, на виході системи відбувається зворотне перетворення сигналів з цифрової в аналогову форму.
Цифрова форма представлення сигналів може забезпечити вищу завадостійкість, стабільність параметрів обробки при обробці сигналів, можливість побудови апаратури з використанням останніх досягнень мікроелектроніки.
Основні завдання при виконанні курсової роботи :
Поглиблення теоретичних знань в сфері технічних і програмних засобів пристроїв мікропроцесорних систем.
Набуття навичок роботи з технічною та довідниковою літературою із вибору АЦП і ЦАП.
Використання стандартних підпрограм з прикладного програмного забезпечення МП КР580ВМ80А.
Набуття навичок по розробці загальної структури МПП та по відлагодженню програмного забезпечення на мові Асемблер МП КР580ВМ80А.
1. СИНТЕЗ АНАЛОГОВОЇ СХЕМИ ЦИФРОВОГО ФІЛЬТРУ.
Пристрій, що реалізує на основі певної функціональної залежності перетворення вхідного аналогового сигналу у аналоговий вихідний сигнал називають аналоговим фільтром. Передавальна характеристика аналогового фільтру забезпечує відповідні амплітудно-частотні та фазочастотні залежності, що визначають тип фільтру.
Розглянемо задане рівняння цифрового фільтру:
EMBED Equation.3 , (1.1)
де x(t) - вхідний аналоговий сигнал; y(t) - вихідний аналоговий сигнал; EMBED Equation.3 - стала величина. Використавши перетворення Лапласа EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 отримаємо:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
У виразі (1.4) знаменник представляє елементи у вхідному колі: опір R та ємність С. Чисельник визначає набір елементів у вихідному колі: ємність C та індуктивність L.
EMBED Visio.Drawing.11
Рис 1.1.Аналогова схема ЦФ.
2. СИНТЕЗ СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ЦИФРОВОГО ФІЛЬТРА.
Для заданого рівняння побудуємо структурну схему ЦФ. Дискретизація аналогового рівняння полягає в заміні безперервної величини її дискретними відліками EMBED Equation.3 і відповідними перетвореннями похідних та інтегралів. Очевидна дискретизація першої похідної - її заміна першою скінченою різницею: dx(t)/dt (xn – xn-1)/∆t, де ∆t - інтервал дискретизації. Аналогічні скінченні різниці використовуються при дискретизації похідних вищих порядків. Так, наприклад, похідна другого порядку може бути замінена виразом: d2x(t)/dt2 (xn – 2∙xn-1 + xn-2)/∆t2.
Один з способів дискретизації інтеграла полягає в його усуненні шляхом диференціювання рівняння. Інший спосіб, прямої дискретизації, пов’язаний з такими перетвореннями: EMBED Equation.3; EMBED Equation.3.
В результаті часової дискретизації заданого рівняння отримаємо:
EMBED Equation.3
Отже, рівняння набуде такого вигляду: EMBED Equation.3
Де EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 .
Як було вище сказано реалізація ЦФ може бути апаратна і цифрова. При апаратній реалізації необхідними елементами є перемножувачі, суматори і елементи затримки. На рисунку 2.1. зображена структурна схема апаратної реалізації цифрового фільтру, який описується даним рівнянням.
EMBED Visio.Drawing.11
Рис. 2.1. Структурна схема реалізації ЦФ, де: XY - елемент множення,
DL - елемент затримки, - суматор.
3. ВИБІР АЦП І ЦАП.
3.1. Вибір АЦП.
Задачею АЦ-перетворення є однозначне перетворення аналогової величини (переважно напруги) у пропорційний їй двійковий код, яке полягає у порівнянні аналогового сигналу з еталонною напругою, значення якої відомо наперед з високою точністю. В результаті цього перетворення неперервне значення вхідного сигналу змінюється найближчим значенням еталонної напруги.
На відміну від ЦА-перетворення АЦ-перетворення є більш складним процесом і характеризується наявністю як методичних, так і апаратурних похибок.
До найважливіших параметрів та характеристик АЦП належать:
діапазон перетворення - різниця між максимальним та мінімальним значеннями вхідної напруги Uвх;
нелінійність - похибка, зумовлена відхиленням статичної характеристики АЦП від лінійної; диференційна нелінійність визначає, наскільки більша або менша реальна сходинка між сусідніми кодами характеристики від ідеальної;
час перетворення - інтервал часу від моменту заданої зміни напруги сигналом на вході АЦП до появи на його виході відповідного стійкого коду;
розрізняльна здатність - значення одиниці МР n-розрядного АЦП; вона визначається як відношення максимального значення вхідного сигналу до числа квантованих рівнів 2n.
Виходячи з критеріїв вибору мікросхем АЦП, обрано мікросхему КР572ПВ3. АЦП послідовного наближення (їх ще називають АЦП порозрядного зважування) належать до найбільш поширених перетворювачів аналог-код. Головні переваги АЦП послідовного наближення - відносно низька вартість та достатня швидкодія (більше 5*104 перетворень за 1 с) при високій розділювальній здатності (до 16 біт).
АЦП послідовного наближення будують на основі ЦАП і логічної схеми, яка ним керує. Принцип роботи такого АЦП полягає у послідовному порівнянні з допомогою компаратора вхідної напруги з вихідною напругою ЦАП. Відомості про АЦП, які можуть бути використані в даній курсовій роботі.
Таблиця 3.1.1.
Відомості про АЦП.
В результаті аналізу вище наведеної таблиці видно, що мікросхема К572ПВ3 є гіршою з точки зору швидкодії, проте задовольняє вимоги швидкодії і похибки перетворення для данної роботи, крім того, мікросхема в своєму складі має власний генератор тактових імпульсів.
Мікросхема являє собою АЦП послідовного наближення, виконаний по технології КМОП. Кількість виводів – 18.
Алгоритм перетворення АЦП реалізується за допомогою регістра послідовних наближень, що включає зсувний регістр, і регістр пам”яті на RS-трігерах. В ньому виконується операція порозрядного зсуву логічної 1 по напрямку від старших розрядів до молодших, зберігання результату перетворення і порозрядному запису станів КН при зрівнянні вхідного аналогової напруги АЦП і напруги на виході ЦАП.
Нумерація та призначення виводів мікросхеми:
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора