Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Функціональний генератор інфранизької частоти на базі мікропроцесорної системи.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра РЕПС
Інформація про роботу
Рік:
2004
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Цифрові пристрої та мікропроцесори
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Кафедра РЕПС
Курсова робота
з дисципліни «Цифрові пристрої та мікропроцесори»
На тему: «Функціональний генератор інфранизької частоти на базі мікропроцесорної системи»
Львів 2004
Зміст.
Вступ.
Технічне завдання.
Розробка апаратного забезпечення.
Вибір структурної схеми мікропроцесорної системи.
Формування шин проектованого генератора.
Апаратне забезпечення пам’яті.
Вибір пристрою ввід/вивід.
Апаратне забезпечення генератора тактових імпульсів.
Вибір типу ЦАП.
Практична реалізація пристроїв вводу/виводу.
Розрахунок фільтру.
Розробка програмної частини.
Програмна реалізація функцій часу.
Головна управляюча програма.
Підпрограма опитування клавіатури.
Підпрограма реалізації часових затримок.
Програма на мові Асемблер.
Висновки.
Список літератури.
Технічне завдання.
До виконання курсової роботи згідно вapiaнтy задано розробити апаратну частину та програму на мові асемблера для мікропроцесорної системи, що реалізує наступні функції:
- формує за допомогою ЦАП вихідну напругу, згідно з заданим законом:
; де b=6
- опитує додаткову клавіатуру, перша клавіша якої вибирає період повторення функції з ряду Т, 2Т, 4Т, а друга задає амплітуду вихідної напруги з ряду А, А/2, А/4;
- виводить на два семи сегментні індикатори інформацію про період повторення: цифри 1,2,4 відповідають Т,2Т,4Т, та про амплітуду: цифри 1,2,4 відповідають А,А/2,А/4.
Kpiм того задано тип індикації - динамічна.
Задано наступні параметри сигналу:
- амплітуда А = 37 В;
- період повторення Т=38 мс.
1. Розробка апаратного забезпечення.
1.1. Вибір структурної схеми мікропроцесорної системи.
Розглянемо мікропроцесорну систему, яка складається із трьох вузлів: мікропроцесор, запам'ятовуючий пристрій, пристрій вводу та виводу інформації.
Графічне позначення мікропроцесора типу КР580ИК80 . Функціональне призначення виводів:
А0 - А15- адресна шина, забезпечує адресацію до довільної 16-розрядної комірки пам'яті або зовнішнього пристрою;
D0 - D7 - двонапрямлена шина даних, для обміну інформацією із зовнішніми пристроями;
SYNC- сигнал синхронізації на початку кожного машинного циклу,
DBIN- готовність МП до приймання даних;
WR- сигнал на виході МП, що дані видані й встановлені на ШД для їх запису у зовнішні пристрої;
READY - підтвердження про готовність даних на ШД й їх, уведення у МП;
RESET - на цьому виводі формується сигнал на початкову установку МП, при цьому обнулюється його програмований лічильник, а також тригери, які формують сигнали:
INTE - дозвіл на переривання; HLDA - підтвердження захвату; Ф1 і Ф2 - виводи, на які поступають серії імпульсів сформовані в генераторі тактових імпульсів; 2- з'єднати із загальною шиною; 11 - напруга живлення -12 В; 20 - напруга живлення - 5 В; 28 - напруга живлення
+5 В.
Розглянемо принцип дії МПС за її структурною схемою (рис. 1.1).
Робота мікропроцесора (МП) нагадує роботу кишенькового калькулятора, який практично
миттєво видає результат, якщо у нього увести за допомогою кнопок числа (операнди) і код операції (для кожної операції існує відповідна кнопка). Умовно кажучи МП, є "кишеньковим калькулятором" МПС, але з великим числом „кнопок", для уведення операндів і великим числом команд. Якщо би усклад МПС, крім МП, нічого не входило, то така система використовувалась би як калькулятор із ручним керуванням. "Натиснення" же "кнопок" МП у МПС здійснює керуючий пристрій (КП), який
входить у склад МП. Дія пристрою керування базується на інформації, яка надходить до нього від запам'ятовуючого пристрою (ЗП). Саме у ЗП зберігаються усі відомості, яга визначають роботу МПС. Отримані результати виводяться на зовнішні пристрої (ЗП1, ЗП2, ЗПЗ) за допомогою пристрою ввід/вивід, який частіше за все називають інтерфейсом (ІФ).
Зв'язок між пристроями МПС здійснюється трьома шинами. Шина - це об'єднання ліній, які виконують однакові функції.
Адресна шина (ША) - однонапрямлена шина, яка містить коди адреси, за якими здійснюються звертання до відповідних блоків МПС. Ємність шини визначається числом ліній, які вона об'єднує і для ША дорівнює 16.
Шина даних (ШД) - двонапрямлена шина, яка здійснює обмін інформацією, а також увід даних у МП. Направленість ШД визначається сигналами на виході МП, тобто у певні моменти часу шина працює на увід (вивід). Ємність шини рівна 8.
Шина управління (ШУ) - здійснює вибір блоку й режиму роботи у МПС, і є однонапрямленою. Інакше кажучи, ШК забезпечує послідовність увімкнення блоків МПС.
1.2. Формування шин проектованого генератора
Вихідні лінії МП обмежені їх. навантажувальною здатністю, що і визначає кількість периферійних пристроїв, увімкнених до тієї чи іншої шини. Згідно зі структурною схемою МПС (рис. 1.1) вона відноситься до системи з трьома шинами. Тепер визначаємо, які саме пристрої увімкненими до відповідної шини.
До адресної шини увімкнені пристрої пам'яті й уводу та виводу. У проектованому генераторі мінімальне число запам'ятовуючих пристроїв дорівнює двом (постійно запам'ятовуючий (ПЗП) та оперативно запам'ятовуючий (ОЗП). Сумарна величина вхідних струмів обох пристроїв пам'яті не перевищує 35 мкА. Величина вхідного струму пристрою увід/вивід не більша 100 мкА .Такі параметри зовнішніх пристроїв ША дозволяють не використовувати шинні формувачі (ШФ), які збільшують навантажувальну здатність шини, тому що для МП типу КР580ИК80 [1]:
- струм лінії у стані логічного нуля "О", І0 max, м А 1,9
- струм у стані логічної одиниці "1", I1 max, м А 0,15.
До ШД також увімкнені пристрої пам'яті й увід/вивід. Це означає, що ШД не потребує буферних каскадів.
Не зважаючи на те, що ШК з'єднує пристрій керування з ПЗП, ОЗП і пристроєм ввід/вивід, проведемо аналіз більш поглиблено. Зокрема, сигнали керування формуються із сигналів, які поступають із виходу МП на шину даних. Для формування цих сигналів можна використовувати логічні елементи або системний контролер типу КР580ВК28. Визначаємо максимальне число елементів, яке може, буде увімкнено до ШД, попередньо віднявши сумарне значення струмів пристроїв пам'яті й ввід/вивід: I∑ = I1 max -(Ів/в + Іп)=0.015 мА, де Ів/в - струм пристрою ввід/вивід; Іп - струм пристроїв пам'яті.
Отже, для формування сигналів керування потрібно використовувати ШФ. Згаданий вище системний контролер серії 580 типу КР580ИК28, містить у собі ШФ і пристрій формування сигналів для ШК, тому зупинимось на ньому.
Графічне позначення ВІС типу К580ВК28 системного контролера. Призначення виводів системного контролера:
D0-D7— виводи, які увімкнено до відповідних вихідних ліній МП;
BD0- BD7 - виводи, які увімкнено до шини даних;
DBIN - сигнал про готовність МП до приймання даних; STSTB - сигнал строю стану системного контролера;
HLDA - сигнал підтвердження захвату шин;
WR - інформаційна шина К580ИК80;
MEMR - читання даних із пам'яті;
MEMW- запис даних у пам'ять; IOR - читання з лінії ввід/ вивід; IOW- запис у лінію ввід/ вивід.
16 - з'єднати із загальною шиною; 2 - напруга живлення +5 В.
1.3. Апаратне забезпечення пам’яті
Незалежно від типу, пристрій пам'яті уявляє із себе набір перенумерованих комірок, де і розташовуються коди операндів і програм, вихідні дані. У кожній комірці може зберігатися машинне слово. Якщо на вхід ЗП увести номер комірки, то на його виході з'явиться зміст цієї комірки. Такий режим роботи називається "читання". У режимі запису на ЗП подається адреса комірки і запам'ятовуюче число. Саме ці два режими і визначають різновидність ЗП.
Постійно запам'ятовуючий пристрій - працює лише у режимі читання. Він використовується для збереження програм і даних, які потребують для роботи системи і не підлягають зміні.
Оперативно запам'ятовуючий пристрій працює у двох режимах і зберігає поточну інформацію, яка введена у МПС. Цей пристрій працює у двох режимах, які залежать від виконання програм і уведених даних. За допомогою цього пристрою змінюються необхідні параметри даних, записуються поточні результати, для їх виводу або подальшої обробки і таке інше.
Звертання МП здійснюється командами ША, у якій п'ять перших розрядів (А4 - А0) указують на номер рядка, а п'ять наступних (А9 - А5) - номер стовпчика. Очевидно, що адресна комірка знаходиться на перетині вибраного рядка й стовпчика.
Як бачимо, ні режим роботи, ні вибір комірки не визначають вид ЗП. Тому у цих пристроях передбачений вивід, який визначає активний стан ОЗП або ПЗП. Оскільки, перші десять ліній ША зайняті, то для визначення виду ЗП потрібно вибрати лінію старших розрядів, наприклад, А15. Якщо стан лінії А15 відповідає логічній "1", то звертання відбувається до ПЗП, і для стану лінії А-15 — логічний "О", звертання відбувається до ОЗП. Оскільки для вибору ЗП використовується одна лінія, то між ОЗП і ПЗП ставимо інвертор. Вибір серії проводимо за допустимим значенням навантаження ліній ША МП. Виберемо серію К555.
Для вибору типу ЗП припускаємо, що для збереження інформації знадобиться коло 100 комірок, а для можливого розширення функцій проектованого генератора, об'єм пам'яті ОЗП і ПЗП приймаємо рівним 512 комірок.
Розподіл пам'яті проводимо з урахуванням того, що основна програма, записана у ПЗП, а тому перше звертання МП здійснюється до нульової комірки ПЗП.
ПЗП:
початок 0000Н
кінець 07FFH
ОЗП:
початок 0800Н
кінець 0FFFH
В якості ЗП пристроїв беремо мікросхеми типу КР573РФ2 - ПЗП і КР537РУ10 - ОЗП. -
А0- А10 - вхідні адреси комірок пам'яті, з'єднані
із ША МПС;
D0-D7 - вихідні виводи, на які виставляються дані, що зберігались у запам'ятовуючому пристрої, з'єднуються з ШД МПС:
CS - вхідний вивід, за яким визначається звертання до ПЗП чи ОЗП:
СЕ - вхідний вивід, який визначає режим роботи запам'ятовуючого пристрою (читання або запис ). 12 - з'єднати із загальною шиною МПС: 24 - з'єднати із шиною живлення +5 В.
1.4. Вибір пристрою ввід/вивід.
За допомогою цього пристрою у МПС засилається інформація, а також виводиться на контрольні пристрої. Для проектованої МПС, згідно технічного завдання, зовнішніми пристроями є:
індикатор, цифро-аналоговий перетворювач, блок клавіатури.
Узгодженість зовнішніх пристроїв із внутрішніми визначається, як навантажувальною здатністю пристрою ввід вивід, так і числом вихідних ліній МПС із числом вхідних ліній зовнішніх
пристроїв. Як правило, ЦАП це 8ми розрядний пристрій, призначений для роботи з МПС , ШД яких має відповідну розрядність. Отже число ліній, яке необхідне для виводу дискретних вибірок на цей
пристрій дорівнює 8.
Число вхідних ліній індикаторного пристрою, на відмінність від ЦАП, не є числом сталим і один із них містить дві знакові цифри (період), що також впливає на число вхідних ліній.
Визначити кількість ліній для запалювання відповідної цифри, із подальшим виводом на індикатор через узгоджувальні елементи. Зокрема, для числа 20 (розмах) потрібно 11 ліній (цифра "2" - п'ять ліній і "0" - шість ліній). Для числа „1" (період) кількість ліній зростає на два (дві лінії для цифри "1"). Сумарне число ліній індикаторного пристрою - 8.
До визначених вище ліній, треба додати дві лінії блоку клавіатури.
Сумарне число вихідних ліній пристрою ввід/вивід: Nп=6+2+2 =10
Поставимо вимоги до блоку інтерфейсу:
навантажувальна здатність ліній індикатора, не менше 5 мА;
число вихідних ліній не менше 14.
Складовими частинами інтерфейсу можуть бути ШФ, багато режимні буферні регістри (ББР) або програмований периферійний адаптер (ППА) типу КР580ВВ55.
Недоцільність використання ШФ пояснюється відносно малим числом вихідних (вхідних) ліній, як правило 4. Число вихідних (вхідних) ліній одного ББР, дорівнює 8, що й є основним визначником кількості корпусів, три. Споживана потужність одного ББР 0,45 Вт а трьох - 1,35 Вт. Останній параметр порівняємо з аналогічним - ППА, який не більше 0,35 Вт, а за своєю структурою ППА не відрізняється від трьох ББР (три незалежних канали по 8 ліній). Переваги ППА по енергетичному показнику дають відповідь відносно структури інтерфейсу.
Графічне позначення ППА типу КР580ВВ55 :
D0 - D7 - вхідні виводи ППА, які увімкнені до ШД МП системи (D0 - молодший розряд):
КА0 - КА7 - вихідна шина даних каналу А;
KB0 - KB7 - вихідна шина даних каналу В;
КС0 - КС3 - вихідна шина даних каналу С (молодші розряди):
КС4- КС7 - вихідна шина даних каналу С (старші
розряди);
CS- вибір пристрою:
А0, А1 - молодші розряди ША, за якими проводиться вибір каналу; RD - сигнал, за яким проводиться встановлення
даних внутрішнього регістра ВІС, на ШД;
WR - вхідний сигнал, який дає дозвіл на запис даних у ППА:
R - сигнал, по якому ВІС переходить у початковій стан:
Вивід 26 - з'єднати із шиною +5 В;
Вивід 7 - з'єднати із загальною шиною МП
системи.
Проведемо розподіл ліній для кожного каналу:
канал А - вивід даних на ЦАП;
канал В - вивід даних на блок індикатора;
канал С - увід даних із блоку клавіатури (молодші розряди).
Вибраний тип ППА має три основних режими роботи: режим "0" - звичайний увід/ вивід:
режим '1" - стробований ввід/ вивід; режим "2" - двонапрямлена магістраль.
Виберемо режим "0" , якому відповідає комбінація сигналів:
IORD
IOWR
Al
A2
Робота з каналом
1
0
0
0
Запис v канал А
1
0
0
1
Запис у канал В
1
0
1
0
Зчитування з каналу С
1
0
1
1
Запис у регістр керованого слова
1.5. Апаратне забезпечення генератора тактових імпульсів.
Виконання кожної команди МП у строго відповідній послідовності, визначається кодом команди, а синхронізується у часі сигналами генератора тактових імпульсів (ГТІ). Вимоги до сигналів ГТІ наступні:
тривалість машинного такту, Т,мкс 0,5...2
тривалість кожного сигналу, ті(т2), Т/9
Мікропроцесорний комплект, серії 580 містить у собі формувач тактових імпульсів із не співпадаючими фронтами типу КР580ГФ24 із такими параметрами:
- напруга живлення для МОП виходів, Еж1, В 12
- напруга живлення для ТТЛ виходів, Еж2, В 5 - вихідна напруга логічної одиниці, В. не менше, для виводів:
10 і 1 9,4
1 і 4 3,6
6,7 і 12 2,4
- вихідна напруга логічного 0. В. не більше 0,45
- вихідний струм логічної одиниці (виводи 2, 3, 5),мкА не більше 0,25
- максимальна зразкова частота генерації, МГЦ 27
- тривалість тактових імпульсів, т, нс 9
- споживана потужність, Рсп, мВт 775
Для роботи ГТІ передбачено увімкнення зовнішнього кварцового резонатора до виводів 14 і 15, а також LC- коливальної системи, до виводу 13, яка задає часову постійну. Графічне позначення генератора тактових імпульсів:
Ф1 - сигнал високого рівня тривалістю у два періоди коливань опорного генератора (для керування МОП входами);
Ф2 - сигнал високого рівня тривалістю у п'ять
періодів коливань опорного генератора (для керування МОП входами);
XTAL1, XTAL2 - входи для вмикання КР; RDYIN- вхідний сигнал від МП який ініціює формування сигналу готовності системи; RESIN- вхідний сигнал, який ініціює формування
сигналу "скид системи";
READY- вихідний сигнал; який формується мікросхемою для керування МПС; SYNC- вхід тактової послідовності; RESET- на цьому виводі ГП формується сигнал "скиду" МП у початковий стан;
STSTB - вихідний імпульс строба стану низького рівня тривалістю один період коливань опорного генератора; 8 - з'єднати із загальною шиною; 16 - напруга живлення +5В.
1.6. Вибір типу ЦАП.
Практичну реалізацію багато розрядних схем ЦАП доцільно проводити на базі існуючих мікросхем. Зокрема, для проектованого генератора розрядність ЦАП визначається розрядністю ШД МПС, тобто - 8ми розрядний ЦАП.
Швидкодія операції перетворення залежить від побудови схеми ЦАП, як правило, це схеми
додавання струмів. Вихідна напруга - ЦАП має форму "сходинок", а її величина не більше 1 В. Тому вихідний каскад ЦАП виконується на операційному підсилювачі, який по суті виконує роль суматора струмів.
Структурна схема такого ЦАП:
Вибираємо для даної курсової ЦАП К1118ПА1. Напруга живлення, якого рівна Uж=15В; опорна напруга Uоп=2-10,5B. Максимальна напруга на виході ЦАПу рівна Umax=0,7*Uж=10,5 В. Число розрядів - 8. Час встановлення - 0,4 мкс.
Для досягнення необхідної напруги необхідно поставити підсилювач з коефіцієнтом підсилення 3,5.
Практична реалізація пристроїв вводу/виводу
При проектуванні портів вводу-виводу треба знати кількість ліній, що працюють на вивід. В даній МП системі до портів вводу підключені клавіші, а до портів виводу-ЦАП і семи сегментні індикатори. Очевидно, що кількість ліній становить 2. Кількість ліній виводу залежить від індикації та від способу кодування цифр.
Будемо вважати, що для запалювання сегмента на нього треба подавати рівень логічного "0", ще відповідає індикаторам типів АЛС324Б, АЛС342Б.
Розташування сегментів індикатора.
Табл.
Цифра
а
b
с
d
e
f
g
1
1
0
0
1
1
1
1
2
0
0
1
0
0
1
0
4
1
0
0
1
1
0
0
З даної таблиці бачимо, що сегмент "b" запалений завжди, тому його можна закоротити на землю. Сегменти "d" і "e" завжди мають один рівень, тому їх можна об'єднати і керувати ними одним сигналом. Таким чином, для управління одним індикатором потрібно 5 ліній. Для управління двома - 10 ліній. Як було згадано вище, для управління ЦАПом потрібно 8 ліній, тому загальна кількість ліній виводу буде становити 18 ліній.
При реалізації великої кількості ліній вводу-виводу в МП системах дуже зручним є застосування спеціалізованої ВІС - К580ВВ55. Програмований периферійний адаптер (ППА) - К580ВВ5 має 3 8-розрядних порти, кожний з яких може бути запрограмований як на ввід так і на вивід інформації.
Перед початком роботи, ППА треба спочатку запрограмувати, тобто задати режим роботи кожного каналу. Програмування ППА відбувається шляхом одноразового запису в регістр керуючого слова відповідного байта.
Треба зауважити, що для цілей нашої МП системи найбільш зручною є робота ППА в режимі вводу сигналів, які поволі міняються. При виводі в цьому режимі на лініях каналів можна
програмно формувати різні сигнали, тобто керувати роботою ЦАП та індикаторів.
Оскільки максимальна навантажувальна здатність виходів К580ВВ55 становить 2 мА, а струм сегментів знаходиться в межах 10-15 мА, між виходами ППА і входами індикаторів необхідно включати буферні елементи з відкритим колектором - інвертори 155ЛН2, 155ЛНЗ або повторювачі 155ЛП9. Опори між виходами інверторів і входами індикаторів обмежують середній струм через сегмент на рівні 10 мА.
Лінії каналу, які працюють на клавіатуру, під'єднані через опори 10 кОм до шини +5 В. Таким чином при розімкнених клавішах відповідні розряди каналу мають стан логічної "1", при натисненій клавіші лінія переходить в стан логічного "0".
2. Розробка програмної частини.
2.1. Програмна реалізація функцій часу.
Цифровий код дискретної вибірки, на виході МПС, відповідає миттєвій амплітуді вихідного сигналу, яка розраховується "ручним" способом. Залишилось вивести ці значення у строго відповідній послідовності зі сталим часовим інтервалом, який інакше називається, періодом дискретизації.
Як бачимо всі струми, які протікають через елементи резистивних кіл, урівноважені струмом кола зворотного зв'язку ОП. Коефіцієнт передавання ОП залежить від відношення опору резистора кола зворотного зв'язку до опору резистора, який увімкнений у робоче коло.
Всі види ЦАП умовно можна розділити на дві групи: з прецензійними резистивними матрицями, безматричні ЦАП. В першій групі за способом формування сигналу розрізняють три типи схем: із сумуванням струмів, з діленням напруги, з сумуванням напруги; Одначе в мікроелектронному виконанні використовують структури тільки перших двох типів.
Із мікросхем другої групи можна назвати два види ЦАП: з активними дільниками струму і стохастичні; обидві групи ЦАП мають переваги і недоліки, що впливають на характеристику пристрою.
Основою характеристики ЦАП являється роздільна здатність, яка визначається числом розрядів N. Теоретично ЦАП, що перетворює N-розрядні двійкові коди повинен забезпечити 2 значень вихідного сигналу з роздільною здатністю (2 -1)-1. Абсолютне значення мінімального вихідного кванту напруги визначається критичним приймаючим числом 2N-1, так і максимальною вихідною напругою ЦАП, яка називається напругою шкали Uшк.
Різниця реального значення роздільної здатності від теоретично обґрунтованими похибками вузлів і шумами ЦАП. Точність ЦАП визначається значенням абсолютної похибки пристрою, нелінійністю і диференціальною нелінійністю. Абсолютна похибка - представляє відхилення значення вихідної напруги (струму) від номінально розрахункового, який відповідає кінцевій точці характеристики перетворення. Абсолютна похибка виміряється в одиницях молодшого значущого розряду (МЗР). Нелінійність пристрою 6л характеризує ідентичність мінімальних приростів вихідного сигналу у всьому діапазоні перетворювання і визначається як найбільше відхилення вихідного сигналу від прямої лінії абсолютної точності, проведеної через нуль і точку максимального значення вихідного сигналу. Значення нелінійності не повинно перевищувати ±05 одиниці МЗР.
Диференційна нелінійність характеризує 6л.диф ідентичність сусідніх приростів сигналу. Її визначають як мінімальну різницю похибки нелінійності двох сусідніх квантів у вихідному сигналу. Значення диференційної нелінійності не повинно перевищувати подвоєне значення похибки нелінійності. Якщо значення 6л.диф більше одиниці МЗР, то перетворювач вважається немонотонним, тобто на його виході вихідний сигнал не може нарощуватися рівномірно при рівномірному зростанні вхідного коду. Не монотонність в деяких квантах дає зменшення вихідного сигналу при нарощуванні вхідного коду.
Із динамічних параметрів найбільш основним являється час встановлення вихідної напруги або струму і максимальна частота перетворення. Час встановлення tвст - інтервал часу від подачі вхідного коду до входження вихідного сигналу в задані межі. Максимальна частота перетворення fперетв - найбільша частота дискретизації, при якій параметри ЦАП відповідають заданим значенням. Робота ЦАП часто супроводжується специфічними перехідними імпульсами, які представляють собою гострі піки великої амплітуди у вихідному сигналі, які виникають через різниці часів відкривання і закривання аналогових ключів в ЦАП. Особливо викиди проявляються, коли замість нуля старшому значущому розряді і одиниць в молодших розрядах коду поступає одиниця старший значущий розряд (СЗР).і код “всі нулі” в МЗР.
На даний час в залежності від значень параметрів виділяють прецизійні і швидкодіючі ЦАП. Прецизійні ЦАП мають ∂ < 0,1 %, а швидкодіючі tвст =100 нс.
періодом дискретизації. Це дозволяє розглядати аналоговий сигнал, на виході генератора, як неперервну функцію часу y=f(t). Період дискретизації розраховується за формулою:
Δt=T/N=38/100=0,038 мс.
N вибирається рівним 100 для одержання відносної похибки рівної 5%.
У відповідності до заданої математичної моделі сигналу розраховуємо амплітуду та код кожної вибірки. Результати проведених розрахунків зводимо у табл. 1, за даними якої будується часова діаграма вихідного аналогового сигналу.
Таблиця 1. Амплітуди та коди дискретних вибірок заданого сигналу
n
Cn
Cnh
n
Cn
Cnh
1
159
9F
51
95
5F
2
161
A1
52
93
5D
3
163
A3
53
91
5B
4
165
A5
54
89
59
5
167
A7
55
87
57
6
168
A8
56
85
55
7
170
AA
57
83
53
8
172
AC
58
82
52
9
174
AE
59
80
50
10
176
B0
60
78
4E
11
178
B2
61
76
4C
12
180
B4
62
74
4A
13
182
B6
63
72
48
14
184
B8
64
70
46
15
186
BA
65
68
44
16
187
BB
66
66
42
17
189
BD
67
65
41
18
191
BF
68
63
3F
19
193
C1
69
61
3D
20
195
C3
70
59
3B
21
197
C5
71
57
39
22
199
C7
72
55
37
23
201
C9
73
53
35
24
203
CB
74
51
33
25
205
CD
75
49
31
26
206
CE
76
47
2F
27
208
D0
77
46
2E
28
210
D2
78
44
2C
29
212
D4
79
42
2A
30
214
D6
80
40
28
31
216
D8
81
38
26
32
218
DA
82
36
24
33
220
DC
83
34
22
34
222
DE
84
32
20
35
223
DF
85
30
1E
36
225
E1
86
28
1C
37
227
E3
87
27
1B
38
229
E5
88
25
19
39
231
E7
89
23
17
40
233
E9
90
21
15
41
235
EB
91
19
13
42
237
ED
92
17
11
43
239
EF
93
15
F
44
241
F1
94
13
D
45
242
F2
95
11
B
46
244
F4
96
9
9
47
246
F6
97
8
8
48
248
F8
98
6
6
49
250
FA
99
4
4
50
252
FC
100
2
2
Рис.2.1. Часова діаграма вихідного аналогового сигналу проектованого генератора
2.2. Головна управляюча програма
Один з можливих варіантів алгоритму головної програми представлено на рис.2.2.
Змінні А, Т, К визначають амплітуду, період повторення та дозвіл опитування клавіатури.
2.3. Підпрограма опитування клавіатури.
Один з можливих варіантів блок-схеми підпрограми опитування клавіатури представлено на рис.2.3. Програма працює таким чином: МП зчитує байт з порту клавіатури. Якщо обидва розряди мають стан лог. "1", відбувається перехід на кінець програми. Якщо клавіша натиснена, аналізує яка саме клавіша натиснена і відповідним чином міняється значення змінної А або Т.
Рис.2.3. Блок-схема алгоритму роботи підпрограми опитування клавіатури Щоб позбутися зайвих спрацювань клавіатури на протязі F циклів її опитування блокується. F вибирається 256.
2.4. Підпрограма реалізації часових затримок
Програма часової затримки в циклі виконує зменшення регістру Е, поки останній не буде дорівнювати 0.
Мітка
Команда
Операнди
Кт
Коментар
Т1:
MVI
A,10111101
7
Виведення періоду без змін
OUT
9H
10
MVI
E,3D
7
Т11:
DCR
E
5
JNZ
T11
10,7
JMP
NN
10
Час виконання програми рівний tз=(n*15+46)*0,5мкс+tп; де п - число занесене в регістр tп - час виконання основної програми. Для даних значень tз і tп маємо наступні значення n:
tз, мс
n
0.038
15
0.076
29
0.152
58
2.5. Програма на мові Асемблер.
Мітка
Команда
Операнди
Кт
Коментар
ORG:
0000H
MVI OUT
A,10001001B BH
7
10
Програмування К580ВВ55
MVI
B,01H
7
Завантаження початкового значення амплітуди
MVI
C,01H
7
Завантаження початкового значення періоду
MVI
D,00H
7
Завантаження початкового значення дозволу опитування
ST:
MVI
MVI
H,06H
L,00H
7
7
Завантаження початкового значення адреси, де знаходиться амплітуда
СН:
MOV
JZ
DCR
A,D
OPUT
D
5
10,7
5
Визначення чи потрібно опитувати клавіатуру і якщо потрібно то перейти на підпрограму опитування клавіатури
AMPL:
MOV CPI
JZ
CPI
JZ
А, В
01H
C1
02H
C2
5
7
10,7
7
10,7
Визначення, яке значення амплітуди необхідно вивести
С4:
MVI OUT
A,01001101B 9H
7
10
Виведення в 4 рази меншої амплітуди
LDAX
H
13
RRC
2D
4
OUT
8H
10
JMP
T
10
C1:
MVI
A,01111101B
7
Виведення амплітуди без змін
OUT
9H
10
LDAX
H
13
OUT
8H
10
JMP
T
10
C2:
MVI
A,01010010B
7
Виведення в 2 рази меншої амплітуди
OUT
9H
10
LDAX
H
10
RRC
1D
4
OUT
8H
10
JMP
T
10
T:
MOV
A,C
5
Визначення, яке значення періоду необхідно вивести
CPI
01H
7
JZ
T1
10,7
CPI
02H
7
JZ
T2
10,7
T4:
MVI
A,10001101B
7
Виведення в 4 рази більшого періоду
OUT
9H
10
MVI
E,19D
7
T41:
DCR
E
5
JNZ
T41
10,7
JMP
NN
10
T1:
MVI
A,10111101
7
Виведення періоду без змін
OUT
9H
10
MVI
E,3D
7
T11:
DCR
E
5
JNZ
T11
10,7
JMP
NN
10
T2:
MVI
А,10010010В
7
Виведення в 2 рази більшого періоду
OUT
9H
10
MVI
E,8D
7
T21:
DCR
E
5
JNZ
T21
10,7
JMP
NN
10
NN:
INR
L
5
Збільшення адреси
MOV
A,L
5
Визначення номеру
CPI
64H
7
генерованого відліку
JZ
ST
10,7
Перехід на генерацію наступного періоду
JMP
CH
10
Перехід на генерацію наступного відліку
OPUT:
IN
AH
10
Підпрограма опитування клавіатури
ANI
00000011В
7
CPI
03H
7
JZ
S
10,7
CPI
02H
7
JZ
TM
10,7
INR
В
5
JMP
S
10
TM:
INR
С
5
S:
MVI
D,256D
7
JMP
AMPL
10
END
Висновки.
Дана робота, присвячена розробці функціонального генератора інфранизьких частот на базі мікропроцесорного комплекту (МПК) серії К580. Оскільки робота містить дві різні частини, то процес проектування також розділений на дві частини.
Перша частина – апаратне забезпечення, яка вирішує питання в галузі схемотехніки.
Використовуючи базовий МПС, розв’язуються питання узгодження інтерфейсних пристроїв, як по відношенню до МПС, так і до МПС в цілому. Проведений аналіз індикаторного пристрою дозволив зменшити кількість ліній управління. Фільтр включений після ЦАПу дозволяє згладити «сходинки».
Друга частина – вирішує питання виводу значень амплітуди на ЦАП, а також питання програмного забезпечення часової затримки.
Список літератури.
Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие/ под ред. С.В. Якубовского – М.; Радио и связь, 1986-432с. Ил.
применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: справочник/ Р.В. Данилов.
Проектирование импульсных и цифровых систем. Учебное пособие для радиотех. Ю.М. Казаринова 1985.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора