Laplace,Fourier

Аналоговый вход канала 2. Как цифровой вход имеет уровни ТТЛ.RA3/AIN3/Vref- Двунаправленная линия ввода/вывода. Аналоговый вход канала 3. Как цифровой вход имеет уровни ТТЛ.RB0/INT - Двунаправленная линия порта вывода или внешний вход прерывания. Уровни ТТЛ.RB1 - RB5 - Двунаправленные линии ввода/ вывода. Уровни ТТЛ.RB6 - Двунаправленные линии ввода/ вывода. Уровни ТТЛ.RB7 - Двунаправленные линии ввода/ вывода. Уровни ТТЛ./MCLR/Vpp - Низкий уровень на этом входе генерирует сигнал сброса для контроллера. Активный низкий. Вход через триггер Шмитта.OSC1 - Для подключения кварца, RC или вход внешней тактовой частоты.OSC2 /CLKOUT - Генератор, выход тактовой частоты в режиме RC генератора, в остальных случаях - для подключения кварца.Vdd - Напряжение питания.Vss – Общий (земля).Описание ЦАП:В качестве ЦАП используется микросхема фирмы AnalogDevices AD7302. Данный ЦАП имеет следующие основные характеристики:AD7302 двойной, 8-битный ЦАП, который работает от однополярного источника питания с напряжением +2.7 - +5.5 В. AD7302 имеет интерфейс, совместимый параллельным выходом микропроцессоров и цифровых сигнальных процессоров (DSP). Интерфейс обладает высокоскоростными регистрами и двойной буферизированной логикой. Данные загружаются при повышенном уровне на CS или WR. С помощью пина ~A/B выбирают какой из 2 встроенных ЦАП будет использоваться.Приведём краткую характеристику интересующих для данной задачи выводов ЦАП.D7-D0 - Параллельные информационные входы. 8-битные данные загружаются во входной регистр AD7302 под управлением CS и WR.CS - Выбор кристалла. Активный низкоуровневый логический ввод.WR - Ввод записи. Активный низкоуровневый логический ввод. Используется вместе CS и A/B, чтобы писать данные в регистр выбранного ЦАП.A/B – Выбор ЦАП.PD – Активный низкоуровневый ввод, используемый для перехода в режим потребления малой мощности.LDAC – Логический ввод загрузки ЦАП. Когда на этот ввод подаеться низкий уровень, оба ЦАП синхронно обновляются со своими регистрами. CLR – Асинхронный вход сброса. Когда на него подаеться низкий уровень, все регистры ЦАП обнуляються и на выход напряжение не поступает.Vdd – Напряжение питания.REFIN – Внешний ввод ссылки. Может использоваться как ссылка для обоих ЦАП. Диапазон этого ввода 1 В – Vdd/2.AGND – Земля для аналоговой части микросхемы.VoutB – Аналоговый вывод ЦАП B.VoutA – Аналоговый вывод ЦАП А.DGND – Земля для цифровой части схемы.Блок питания от сети 220 В, 50 Гц:На рисунке 2.8 приведена простая схема блока питания на 3 В (ток в нагрузке 200 мА) с автоматической электронной защитой от перегрузки (Iз = 250 мА). Уровень пульсации выходного напряжения не превышает 1 мВ.В схеме в качестве источника опорного напряжения используется светодиод HL1. Трансформатор Т1 можно приобрести из унифицированной серии ТН любой, но лучше использовать самые малогабаритные ТИ1-127/220-50 или ТН2-127/220-50. Подойдут также и многие другие типы трансформаторов со вторичной обмоткой на 5...6 В. Конденсаторы С1...СЗ типа К50-35. Схема использует интегральный стабилизатор DA1, для нормальной работы микросхемы необходимо, чтобы входное напряжение превышало выходное не менее чем на 3,5 В. Это снижает КПД стабилизатора за счет тепловыделения на микросхеме — при низком выходном напряжении мощность, теряемая в блоке питания, будет превышать отдаваемую в нагрузку. Необходимое выходное напряжение устанавливается подстроечным резистором R2. Микросхема устанавливается на радиатор.Рисунок 2.8– Схема источника питания[5]2.4 Разработка программы работа процессора с учетом особенностей его архитектурыКонфигурация портов и АЦП задается пользователем, исходя из документации, предлагаемой производителем. Данная документация содержит примеры программ для настройки портов и АЦП. Контакты порта А зададим входами установкой битов в регистре TRISA. Данное условие необходимо для осуществления аналого-цифровой обработки сигнала. Контакты порта В зададим как выходные сбросом битов в регистре TRISB. Для АЦП выберем канал 0, то есть вывод микропроцессора RA0. В PIC16C711 на одно преобразование АЦП необходим минимальный интервал времени 10Тad, где Тad =1,6 мкс выбирается программно. Также одной из важных частей программы запуска АЦП является организация разрешения прерываний.После конфигурации портов и запуска АЦП необходимо приступить к выполнению программы вычисления разностного уравнения, описывающего фильтр [6].Просчитаем количество переменных, входящих в уравнения. Это количество будет определять необходимое число байт памяти. В нашем случае оно составляет 17. Нетрудно заметить, что коэффициенты разностных уравнений подобраны таким образом, что умножение переменной на них будет делением на 2,4,8…, а эта операция выполняется путем сдвига регистра вправо. Для хранения промежуточных данных сдвиговых операций и операций сложения нам понадобятся дополнительные ячейки памяти в количестве 17. При начальном запуске программы или при сбросе микропроцессорной системы все ячейки памяти необходимо сбросить в нуль.На обработку данных АЦП требуется, как указывалось ранее, время. Чтобы повысить эффективность и качество системы, необходимо во время просчета АЦП, вместо простоя и ожидания системой результата просчета, произвести вычисления без участия текущего значения отсчета. Вычисления с участием текущего значения отсчета должны производиться через время, равное 10Tad.Результат вычисления АЦП будет обрабатывать программа прерывания. Исходя из всех вышеприведенных соображений, составим окончательный алгоритм программы (рисунок 2.9).Рисунок 2.9 - Алгоритм программы проектируемого полосового фильтраСначала напишем программу обработки прерывания. Занесем программу в таблицу - 1 с адресами ПЗУ и комментариями.Таблица 2.1АдресМеткаМнемонический кодКомментарииЦиклыORG 0x004Директива 0004hMOVWFW_TEMPСохранение содержимого W в W_TEMP10005hMOVF STATUS, 0Пересылка содержимого STATUS в W10006hMOVWF STATUS_TEMPСохранение W в STATUS _TEMP10007hBCF STATUS, RP0Выбор банка 010008hMOVFADRES, 0Пересылкарезультата АЦП в W10009hMOVWF UMПересылка W в UM000AhMOVF STATUS_TEMP, 0Пересылка STATUS_TEMP в W1000BhMOVWF STATUS Пересылка W в STATUS1000ChMOVF W_TEMP, 0Пересылка W_TEMP в W1000DhRETFIEВозврат прерывания2Программу, реализующую математическую модель фильтра, начнем с адреса 000Eh и разместим в таблицу 2.2.Таблица 2.2АдресМеткаМнемонический кодКомментарииЦиклыORG 0x00EДиректива000EhMOVLW 0xFF Пересылка 0xFF в аккумулятор1000FhBSF STATUS, RP0Выбор банка 110010hMOVWF TRISAПорт А – Вход10011hCLRF TRISBПорт В – Выход10012hMOVLW 0x18Организация счетчика СOUNT1 0013hBCF STATUS, RP0Выбор банка 0 10014hMOVWF COUNTОрганизация счетчика10015hMOVLW 0x0CАдрес начальной ячейки в ОЗУ10016hMOVWF FSRПересылка адреса начальной ячейки в FSR 10017hM1:CLRF INDFОбнуление текущей ячейки памяти10018hINCF FSR, 1Адрес + 110019hDECF COUNTСчетчик – 11001AhBTFSS STATUS, ZУсловный переход по 1 значению флага нулевого результата1(2)001BhGOTO M12001ChM2:BSF STATUS,RP0 Выбор банка 11001DhCLRF ADCON1RA0-RA3 Входы АЦП1001EhMOVLW 0xC11001FhBCF STATUS,RP0Выбор банка 010020hMOVWF ADCON0АЦП включен, работает канал0 (RA0), частота 32Tosc.10021hBSF INTCON ADIEРазрешить прерывание АЦП10022hBSF INTCON GIEРазрешить глобальное прерывание10023hBSF ADCON0, GOЗапустить АЦП10024hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10025hRRF UM1, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10026hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10027hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10028hMOVWF A11UM1W A11UM110029hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1002AhRRF YN1, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1002BhBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1002ChRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1002DhBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1002EhRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1002FhBCF STATUS, C10030hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10031hMOVWF B11YN1W B11YN110032hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10033hRRF YN1, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса0034hADDWF W, 0W=W+W10035hADDWF W, 0W=W+W10036hADDWF B11YN1W=W+ B11YN110037hSUBWF A11UM1, 0W= A11UM1- W10038hMOVWF YNNW YNN10039hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1003AhRRF UM1, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1003BhMOVWF A21UM1W A21UM11003ChBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1003DhRRF YK1, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1003EhBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1003FhRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10040hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10041hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10042hSUBWF A21UM1, 0W= A21UM1- W10043hMOVWF YKW YK10044hMOVF YN1, 0YN1W10045hADDWF YK1W=W+ YK110046hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10047hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10048hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10049hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1004AhBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1004BhRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1004ChBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1004DhRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1004EhMOVWF A31YN1YK1W A31YN1YK11004FhMOVF YN2, 0YN2W10050hADDWF YK2W=W+ YK210051hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10052hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10053hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10054hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10055hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10056hRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10057hMOVWF A32YN2YK2W A32YN2YK210058hBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10059hRRF YL1, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1005AhADDWF W, 0W=W+W1005BhADDWF W, 0W=W+W1005ChSUBWF A32YN2YK2, 0W= A32YN2YK2- W1005DhADDWF A31YN1YK1W=W+ A31YN1YK11005EhMOVWF YLLW YLL1005FhBCF STATUS, CОчистка триггера переноса10060hNOPНичего не выполнять10061hNOP10062hNOP10063hNOP10064hNOP10065hNOP10066hNOP10067hNOP10068hNOP10069hNOP1006AhNOP1006BhNOP1006ChNOP1006DhNOP1006EhNOP1006FhNOP10070hNOP10071hNOP10072hNOP10073hNOP10074hMOVF YK1, 0YK1W10075hMOVWF YK2W YK210076hMOVF YK, 0YK W10077hMOVWF YK1W YK110078hRRF UM, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса10079hADDWF YNNW=W+ YNN1007AhMOVWF YNW YN1007BhADDWF YKW=W+ YK1007ChBCF STATUS, CОчистка триггера переноса1007DhRRF W, 0Циклический сдвиг вправо через триггер переноса1007EhADDWF W, 0W=W+W1007FhADDWF YLLW=W+ YLL10080hMOVWF YLW YL10081hMOVWF PORTBW PORTB10082hMOVF YN1, 0YN1W10083hMOVWF YN2W YN210084hMOVF YN, 0YN W10085hMOVWF YN1W YN110086hMOVF YL, 0YL W10087hMOVWF YL1W YL110088hMOVF UM, 0UM W10089hMOVWF UM1W UM11008AhGOTO M2Безусловный переход на метку1ENDВсего вместе с программой обработки прерывания283Время выполнения программы 56 мкс.2.5 Расчет основной инструментальной погрешности системыПо результатам выполнения курсового проекта можно оценить погрешности, связанные с оцифровкой сигнала. Основную погрешность будет вносить ограниченная восемью разрядами шина АЦП, чем больше уровней квантования - тем лучше. Также, ввиду отсутствия операций с плавающей точкой, деление на два нечетных чисел будет давать неточный результат. Для оцифровки аналоговых сигналов должно выполняться условие . На практике и выше для улучшения качества передаваемого сигнала. Цифровой фильтр, спроектированный в ходе курсовой работы, удовлетворяет требованиям обработки сигналов.ЗаключениеТакимобразом,наоснованиипроведенногоисследованияможноподвестиследующиеитоги.В условиях интенсивного развития цифровой обработки сигналов и микросхем, ориентированных на ЦОС, все большее количество измерительных, телекоммуникационных и других систем переводится с аналогового режима работы на цифровой. Это требует развития аппаратных средств ЦОС.Использование предложенного в дипломной работе алгоритма позволяет сократить количество математических операций, необходимых для получения одного отсчета выходного сигнала.Такимобразом,цельдипломнойработыдостигнута,задачивыполненывполномобъеме.Списокиспользованных источниковАдамадзиев К.Р., Адамадзиева А.К. Оценка тенденций и зависимостей в экономике регионов: методы, модели, методика // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10–14. – С. 3194-3200.Афанасьев В.Н. Анализ временных рядов и прогнозирование: учебник / В.Н. Афанасьев, М.М. Юзбашев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика; ИНФРА_М, 2012. – 320 с.Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990. – 256 с.Комаров Д.М., Орлов А.И. Высокие статистические технологии: М: Институт высоких статистических технологий и эконометрики, 2011. – 372 с.Орлов А.И. Устойчивость в социально-экономических моделях. - М.: Наука, 2009. - 296 с.Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. – Киев: Вища школа, 1983. – 455 с. Практикум по эконометрике / под ред. И.И. Елисеевой. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика, 2008. – 344 с.Якимов Е.В. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие. – 2-е изд. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 168 с.