Разработка принципиальной схемы генератора. Программирование микросхем, разделение адресного пространства

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание………………………………………………………………………. 2

1 Техническое задание…………………………………………………………... 3

2 Анализ технического задания………………………………………………… 4

3 Разделение адресного пространства………………………………………….. 6

4 Разработка принципиальной схемы генератора……………………………... 7

5 Программирование микросхем……………………………………………….. 9

6 Таблица отсчетов.............................…………………...……………………... 13

Список используемых источников……………………...…………………….. 16

Приложение А……………………………………………………………………17

Приложение Б……………………………………………………………………18

1 Техническое задание

Выбор варианта: А=2; В=7; С=2.

Разработать низкочастотный генератор сигнала усеченной на 0,25 амплитуды в положительной полуволне синусоиды с помощью микропроцессорного вычислительного устройства.

Таблица 1.1 – Данные для разработки низкочастотного генератора

Форма сигнала представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Форма сигнала

2 Анализ технического задания

Сигналы инфранизкочастотного диапазона широко используются в медицине (т.к. данные частоты близки к резонансным частотам внутренних органов человека), сейсмологии, связи и т.д.

Из-за того, что формирование инфранизкочастотных сигналов обычными методами с помощью аналоговых и цифровых микросхем оказывается сложным (из-за необходимости использования времязадающих RC-цепей с большой постоянной времени), указанные сигналы формируют с помощью микропроцессорных вычислительных систем.

Получить такие сигналы с помощью микропроцессорного вычислительного устройства можно двумя способами:

1. Вычислять его значения в нескольких равноотстоящих точках периода с шагом дискретизации Т.

2. Табличный метод. Значения функции  записываются в ПЗУ в виде таблицы и для ее генерирования производят поочередную выборку значений заданной функции.

Оба метода можно реализовать с помощью микропроцессоров, но в первом методе производится много вычислений, что сильно усложняет программу и схему такого генератора. Поэтому целесообразнее использовать табличный метод. При этом значения отсчетов хранятся в ПЗУ. Согласно техническому заданию выбираем режим вывода отсчетов на ЦАП. Отсчеты выводятся на ЦАП в режиме ПДП.

Для получения неискаженной формы сигнала необходимо брать большое количество отсчетов за период. Например, чтобы обеспечить погрешность ζ=0,01 при частоте дискретизации fд = 50кГц для сигнала в 50 Гц необходимо 1000 отсчетов.

Генератор с такими условиями можно реализовать при помощи МП

К1810ВМ88. Данный микропроцессор обладает достаточным быстродействием и возможностью решать задачи такой сложности.   

Время формирования одного отсчета при табличном способе складывается из времени формирования адреса ячейки памяти и времени вывода. Частота дискретизации зависит  от константы пересчета таймера , m – константа пересчета, которая изменяется  в пределах  от 0 до 9999,   – тактовая частота генератора импульсов.  Поэтому чтобы обеспечить fд = 50кГц необходимо,  .

Для того чтобы воспроизводить сигнал нужной частоты запрос на переход в режим прямого доступа к памяти подается  на контроллер ПДП  с таймера. Таймер осуществляет деление  входной частоты  на константу пересчета, которая задается при программировании.  Контроллер ПДП работает в режиме автоинициализации,  тогда  передача отсчетов ведется   непрерывно.

Для создания микропроцессорной системы, решающей эту задачу потребуется:

1. Генератор тактовых импульсов.

2. Микропроцессорный блок (включает МП, регистр защелки адреса, двунаправленный буфер).

3. Таймер.

4. ПЗУ для хранения программы и отсчетов.

5. Контроллер ПДП, регистр.

6. Интерфейс ЦАП (регистр).

7. ЦАП.

Структурная схема НЧ генератора сигнала приведена в приложении А.

Электрическая принципиальная схема НЧ генератора сигнала приведена в приложении Б.

Спецификация элементов электрической принципиальной схемы приведена в приложении В.

3 Разделение адресного пространства

Ввод и вывод информации во внешние устройства осуществляется с использованием совмещенной адресации, при которой к внешнему