Импульсы
частоты дискретизации поступают на вход ST АЦП К1108ПВ1.
АЦП имеет встроенный тактовый генератор и источник опорного напряжения на 2,5В.
Конденсатор С2 на 40пФ задает тактовую частоту преобразования около 1.33МГц.
Так как преобразование происходит по укороченному циклу (8-разрядный выход),
оно завершается за 10 тактов (8 тактов преобразования и 2 служебных). Импульс
частоты дискретизации должен при этом иметь длительность не менее 2-х тактов
для надежного запуска АЦП, но не более 10-ти тактов во избежание повторного
запуска АЦП по окончании преобразования. То есть длительность состояния
логического нуля на входе Ready появляется логический ноль, который
устанавливает триггер К555ТВ6 в 1. Выход триггера подключен к входу INT
микропроцессора, что приводит к старту программы обработки 7-го прерывания. В
момент чтения данных из АЦП импульс разрешения считывания сбрасывает триггер,
чтобы при окончании программы прерывания не произошло ее повторного запуска.
Диапазон
входного напряжения на АЦП составляет 0–2,5В. Схема коррекции на операционном
усилителе К140УД7 преобразует диапазон (-4…+4В), заданный в техническом
задании, к диапазону АЦП. При этом происходит инверсия входного сигнала и сдвиг
нулевого уровня. В этом случае код, возвращаемый АЦП, не является
дополнительным. Чтобы преобразовать полученный код в дополнительный 8-разрядный
код со знаком, необходимо сразу же после чтения данных АЦП произвести их
инверсию и сдвиг уровня нуля.
Схема
электрическая принципиальная приведена в приложении.
Оценка быстродействия устройства
Быстродействие устройства
определяется временем, затрачиваемым микропроцессором на выполнение команд.
Время выполнения определяется тактовой частотой микропроцессора FТ=2МГц и количеством тактов
затрачиваемых на выполнение команды.
После
прихода команды RST 7 на шину данных, выходной отсчет появляется через
200 тактов процессора.
Время выполнения считается с
момента прихода импульса дискретизации до выдачи результата y(n).
Твып=Nтактов*Tтакта
Рассмотрим случай самого длинного выполнения.
Твып=200*0,5мкс=100мкс.
Т.к. в нашем случае используется
АЦП нужно учесть задержку при преобразовании сигнала из аналогового в цифровой.
Для АЦП К1108ПВ1 задержка составляет порядка 10мкс. Следовательно:
Твып=(Nтактов*Tтакта)+ТЗадАЦП
Твып=200*0,5мкс+10мкс=110мкс
Быстродействие полученного
устройства позволяет обрабатывать данные приходящие с частотой дискретизации
4кГц.
Отладка разработанной программы. Результаты отладки
Отладка разработанной программы
проводилась на ЭВМ с соответствующим программным
обеспечением. По окончании отладки были исправлены логические ошибки и получена
работоспособная программа.
Были рассчитаны вручную контрольные точки, а
затем проверены на ЭВМ. Проверка дала следующие
результаты:
|
АЦП
|
5Fh
|
3Fh
|
FFh
|
7Eh
|
|
x(n)
|
20h
|
40h
|
80h
|
00h
|
|
x(n-1)
|
00h
|
20h
|
40h
|
80h
|
|
y(n) в ДК
|
18h
|
38h
|
B0h
|
E0h
|
|
y(n) в ОК
|
18h
|
38h
|
AFh
|
DFh
|
Результаты, полученные на ЭВМ,
соответствуют расчету вручную.
Заключение.
В данной работе было разработано цифровое
устройство удовлетворяющее исходному заданию. Аппаратная часть по возможности
была минимизирована, а программный код минимизирован и оптимизирован для
выполнения поставленной задачи. Основой цифрового устройства стал
однокристальный микропроцессор КР580ВМ80А и ЦАП К1108ПВ1,
что было оговорено в задании.
Список используемой литературы
1.
Шило
В.Л. Популярные цифровые микросхемы. – М.: Радио и связь, 1989.
2.
Лебедев.
О. Н. Микросхемы памяти и их применение. – М.: Радио и связь, 1990.
3.
Федорков
Б. Г., Телец В. А. Микросхемы ЦАП и АЦП. Функционирование. Параметры.
Применение. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
4.
Микропроцессорные
комплекты интегральных схем: состав и структура. Справочник / Под ред. А.А.
Васенкова, В. А. Шахнова. – М.: Радио и связь, 1982.
5.
Щелкунов
Н.И., Дианов А.П. “Микропроцессорные средства и системы” – М.: Радио и связь ,
1989
6.
Локтюхин
В.И., Лебединская Г.И. “Микропроцессорные вычислительные устройства.
Методические указания к курсовой работе.” И, 1988
