Реферат: Разработка микропроцессорного устройства цифрового фильтра

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальныйуниверситет  радиоэлектроники

Кафедра ТКС

Курсовая работа

пояснительная записка

“Разработка микропроцессорного устройствацифрового          фильтра”

по курсу “Цифровые устройства имикропроцессоры ”

Выполнил: ст. гр.   ИСС – 01 – 3 Егурнов К. В.        ______________

                                                                                                 (подпись)

«        »___________2003г.

                                     

Проверила: Нетикова Л. И.                                            _____________

                                                                                                                             (подпись)

«        »___________2003г.

Харьков 2003

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат…………………………………………………….…………....4

Введение………………………………………………………………...5

1. Обзор аналогичных устройств………………….……...……………7

2. Выбранный вариант технического решения…….………………...11

3. Синтез проектируемого устройства………………………………..19

4. Разработка алгоритма программы проектируемогоустройства…20

5. Программа на языке ассемблер…………...………………….…….25

6. Разработка и описание принципиальной схемы…………………..30

Вывод……....…………………………………………………….……..33

Списоклитературы……………………………………………….……34

Приложение А………………………………………………………….35

ПриложениеБ………………………………………………………….36
Р Е Ф Е Р А Т

Пояснительнаязаписка:  34 с., 12рис.

Цельработы – построение цифрового фильтра с применением современныхмикропроцессорных систем, освоение методов автоматического проектирования исовершенствование навыков программирования на языке Ассемблер.

                В работе использован микропроцессор фирмы MICROCHIPсерии PIC16C711, имеющей возможности аналоговой обработкисигналов. ЦАП не входит в состав микроконтроллера и вынесен отдельно, его входыподключены к порту B.

                В ходе проектирования были использованы не всересурсы микропроцессорной системы, поэтому имеется возможностьсовершенствования устройства. К примеру, можно построить алгоритм цифровойобработки нескольких аналоговых сигналов, используя для каждого сигнала свойканал и программу вычислений.

          Программа, написанная на языке Ассемблер, являетсяуниверсальной для всех микроконтроллеров фирмы MICROCHIP, имеющих возможностьаналоговой обработки сигналов. Необходимо лишь сконфигурировать порты и учестьспецификацию РОН и специальных регистров в соответствии с документацией натребуемую модель.

          Благодаря современным технологиям разработчик устройствцифровой обработки сигналов может в кратчайшие сроки составлятьвысокопроизводительные системы с дальнейшим доведением их до производства.

          Наличие большого выбора недорогих высокопроизводительныхмикропроцессорных устройств зарубежного производства  на рынке Украины позволяет студенту,радиолюбителю реализовывать свои схемы и алгоритмы в виде технически готовогоустройства.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

ВВЕДЕНИЕ

          Цифровая обработка сигнала – это арифметическая обработка в реальноммасштабе времени последовательности значений амплитуды сигнала, определяемыхчерез равные временные промежутки. Примерами цифровой обработки являются:

·<span Times New Roman"">       

фильтрация сигнала;

·<span Times New Roman"">       

свертка двухсигналов;

·<span Times New Roman"">       

вычислениезначений корреляционной функции двух            

           сигналов;

·<span Times New Roman"">       

усиление,ограничение или трансформация сигнала;

·<span Times New Roman"">       

прямое/обратноепреобразование Фурье.

Аналоговая обработка сигнала, традиционноиспользуемая во всех радиотехнических устройствах, является во многих случаяхболее дешевым способом достижения требуемого результата. Однако тогда, когдатребуется высокая точность обработки, миниатюрность устройства, стабильностьего характеристик в различных температурных условиях функционирования, цифроваяобработка оказывается единственным приемлемым решением.                                    

                                                                                      

 

                                                           R2                                        

<img src="/cache/referats/15058/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1080"><img src="/cache/referats/15058/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1078 _x0000_s1049 _x0000_s1048 _x0000_s1050 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1069 _x0000_s1060 _x0000_s1061 _x0000_s1062 _x0000_s1063 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1047 _x0000_s1051 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1064 _x0000_s1067 _x0000_s1071 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075">x(t)                              x(t)                C                            y(t)

<img src="/cache/referats/15058/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1043 _x0000_s1028 _x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1029">                                          R1                   

<img src="/cache/referats/15058/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1079 _x0000_s1076 _x0000_s1077">                                                                         y(t)

                                            

                                t                                                                                t

          входной сигнал                                                                                    выходной сигнал

 

Рисунок  1.1 — Аналоговая фильтрация сигнала

    

Пример аналоговой фильтрации приведен на рисунке1. Используемый в фильтре операционный усилитель позволяет расширитьдинамический диапазон обрабатываемых сигналов. Форма амплитудно-частотнойхарактеристики фильтра определяется величинами R2, C. Для аналогового фильтра сложно обеспечить высокое значение добротности,характеристики фильтра сильно зависят от температурного режима. Компонентыфильтра вносят дополнительный шум в результирующий сигнал. Аналоговые фильтрытрудно перестраивать в широком диапазоне частот.

Важнейшая особенность цифрового фильтразаключается в том, что подбором определенных значений коэффициентов разностногоуравнения, описывающего выходной сигнал, можно выполнить преобразование входного сигнала, которое будетнереализуемо при использовании аналогового фильтра. Само устройство,реализующее цифровую фильтрацию, будет иметь компактные размеры и не будеттребовать особой технической настройки.

1. ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ УСТРОЙСТВ

Фильтры – эточастотно-избирательные устройства, которые пропускают или задерживают сигналы,лежащие в определенных полосах частот. До 60-х годов для реализации фильтровприменялись, в основном, пассивные элементы, т. е. индуктивности, конденсаторыи резисторы. Основной проблемой при реализации таких фильтров оказываетсяразмер катушек индуктивности (на низких частотах они становятся слишкомгромоздкими). С разработкой в 60-х годах интегральных ОУ появилось новоенаправление проектирования активных фильтров на базе ОУ. В активных фильтрахприменяются резисторы, конденсаторы и усилители (активные компоненты), но в нихнет катушек индуктивности. В дальнейшем активные фильтры почти полностьюзаменили пассивные. Сейчас пассивные фильтры применяются только на высокихчастотах (выше 1МГц), за пределами частотного диапазона большинства ОУ широкогоприменения.

          Сейчас во многих случаях аналоговые фильтры заменяютсяцифровыми. Работа цифровых фильтров обеспечивается, в основном программнымисредствами, поэтому они оказываются значительно более гибкими в применении посравнению с аналоговыми. С помощью цифровых фильтров можно реализовать такиепередаточные функции, которые очень трудно получить обычными методами. Тем неменее, цифровые фильтры пока не могут заменить аналоговые во всех ситуациях,поэтому сохраняется потребность в наиболее популярных аналоговых фильтрах –активных RC–фильтрах.

          Фильтрыможно классифицировать по их частотным характеристикам. На  рисунке 1.2 изображены характеристики фильтранижних частот (а), фильтра верхних частот (б), полосового фильтра (в). Основнаяфункция любого фильтра заключается в том, чтобы ослабить сигналы, лежащие вопределенных полосах частот, внести в них различные фазовые сдвиги или ввестивременную задержку между входным и выходным сигналами.

С помощью активных RC– фильтров нельзя получитьидеальные формы частотных характеристик в виде прямоугольников со строго постоянным коэффициентом передачи в полосепропускания, бесконечным ослаблением в полосе подавления и бесконечнойкрутизной спада при переходе от полосы пропускания к полосе подавления.Проектирование активного фильтра всегда представляет собой поиск компромиссамежду идеальной формой характеристики и сложностью её реализации. Этоназывается «проблемой аппроксимации». Во многих случаях требования к качеству фильтрации позволяют обойтись простейшимифильтрами первого или второго порядка. Набор таких схем приведен ниже.Проектирование фильтра в этом случаи сводится к выбору схемы с наиболееподходящей конфигурацией и последующему расчету значений номиналов элементовдля конкретных частот.

<img src="/cache/referats/15058/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

Однако бывают ситуации, когда требование кфильтрации сигнала могут оказаться гораздо более жесткими, и могутпотребоваться схемы фильтра с характеристиками более высоких порядков, чемпервых или второй. Проектирование фильтра высоких порядков является болеесложной задачей.

Анализ состояния и тенденций развитиятеории и практики цифровой фильтрации показывает, что основными используемымиметодами являются частотная селекция сигналов и оптимальная (адаптивная)фильтрация.

Классификацияцифровых фильтров(ЦФ)была предложена в докладе Д.А. Губанова и В.Б. Сташенко В ее основу положенфункциональный признак (т. е. используемые алгоритмы цифровой фильтрации, а несхемотехнические решения), согласно которому ЦФ подразделяются на 4 группы:фильтры частотной селекции, оптимальные (квазиоптимальные), адаптивные иэвристические.

<img src="/cache/referats/15058/image008.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">

Рисунок1.3 – Классификация цифровых фильтров

Наиболееизученными и опробованными на практике являются ЦФ частотной селекции. Онипочти всегда представляют собой реализованные на новой элементной базетрадиционные аналоговые фильтры частотной селекции. Выступления участниковконференции показали, что развитие цифровых средств частотной селекциипроисходит в следующих направлениях:

создание пакетов прикладных программ для структурного синтеза, анализа качества фильтрации, обеспечения схемотехнической реализации и тестирования устройств; совершенствование существующих методов оптимального проектирования многоступенчатых структур с целью их полной формализации и включения в состав ПО; разработка новых подходов к проектированию ЦФ частотной селекции с улучшенными качественными показателями.

Новейшиетехнические реализации как традиционных, так и нетрадиционных задач цифровойобработки сигналов чаще всего используют разные схемотехнические решения.Наибольшее внимание участников секции цифровой фильтрации привлекли алгоритмымногоскоростной обработки сложных сигналов, которые содержат как быстро, так имедленно меняющиеся составляющие. Такой алгоритм должен предусматриватьпредварительное разделение «быстрых» и «медленных» компонентов с понижениемчастоты дискретизации «медленных» составляющих и последующей их обработкой.Современные вычислительные средства позволяют решать в режиме реального времении задачи многомерной фильтрации, существенно более сложные, чем цифроваяфильтрация одномерных сигналов, выполняемая с помощью сигнальных процессоровили многопроцессорных систем.

2. ВЫБОРВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

         

Мир современных технологий наполнен разнообразиеммикропроцессорных устройств. Десятки крупнейших фирм производителей конкурируютмежду собой, предлагая каждый день новую более совершенную продукцию. Вкурсовом проекте используется цифровая обработка сигналов. Для цифровойобработки сигналов используются так называемые сигнальные микропроцессоры.Рассмотрим некоторые микроконтроллеры, выпускаемые современной промышленностью,наиболее подходящие для реализации курсовой работы.

      2.1 МИКРОПРОЦЕССОРЫ КОМПАНИИ ANLOGDEVICES.

          Микропроцессоры компании AnalogDevicesобразуют двасемейства: ADSP21xx  и ADSP210xx.

          Семейство ADSP21xx– набор однокристальных16-разрядных микропроцессоров с общей базовой архитектурой, оптимизированнойдля выполнения алгоритмов цифровой обработки сигналов и других приложений, требующихвысокоскоростных вычислений с фиксированной точкой.

          Второе семейство микропроцессоров ADSP210xxобъединяет 32-х разрядные микропроцессоры,ориентированные на сигнальные алгоритмы, требующие вычислений с плавающейточкой.

          В рамках каждого семействамикропроцессоров обеспечивается совместимость снизу вверх по системе команд.Старшие представители семейства обладают большими функциональными возможностямии содержат на кристалле дополнительные функциональные блоки.

Рассмотрим подробнее микропроцессоры первого семейства, так как ихвозможности наиболее подходят для реализации проекта.

          Микропроцессоры семейства ADSP21xxуспешноконкурируют с аналогичной продукцией других компаний производителей сигнальныхпроцессоров благодаря сравнимой производительности при более низкой цене, атакже развитой системе технических и программных средств разработки прикладныхсистем. Основными конкурентами данного семейства являются микропроцессоры DSP56xxx(Motorola) и TMS320C1x, TMS320C2xx, TMS320C5x(TexasInstruments).

          Высокая производительностьпроцессоров на сигнальных алгоритмах достигается благодаря многофункциональнойи гибкой системе команд, аппаратной реализации большинства типичных для данныхприложений операций, высокой степени параллелизма процессов в микропроцессоре,сокращения командного такта. Микропроцессоры ADSP21xxимеют модифицированную Гарвардскую архитектуру, в рамках которойпредусматривается возможность доступа в память команд, при ее физическомразделении с памятью данных.

          Каждый микропроцессор семействасодержит три независимых полнофункциональных устройства: АЛУ, МАС – умножительс накоплением, устройство барабанного сдвига. Каждое устройство непосредственнооперирует с 16-ти разрядными данными и обеспечивает аппаратную поддержкувычислений с различной точностью.

          Микропроцессор содержитгенератор адресов команд и два генератора адресов данных, обеспечивающиеадресацию к данным и командам, расположенным как во внутренней, так и вовнешней памяти. Параллельное функционирование генераторов сокращаетдлительность выполнения команды, позволяя за один такт выбирать из памятикоманду и два операнда.

          Таймер/счетчикмикропроцессора обеспечивает периодическую генерацию прерываний.

          Последовательные порты (SPORTs) обеспечивают последовательный интерфейс с большинством стандартныхпоследовательных устройств, а также с аппаратными средствамисжатия-восстановления данных, использующими A — и <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">m

— законы компандирования.

          Порт интерфейса схост-процессором позволяет без дополнительных интерфейсных схем взаимодействоватьс главным микропроцессором системы, в качестве которого может использоватьсякак процессор данного семейства, так и другой микропроцессор, например Motorola68000 или Intel8051.

          Микропроцессор ADSP– 21msp5xотличается наличиеманалогового интерфейса, позволяющего совмещать аналоговую и цифровую обработку.В состав интерфейсных средств входят АЦП, ЦАП, цифровой и аналоговый фильтры,параллельный интерфейс к процессорному ядру.

          Система командмикропроцессоров  семействаоптимизирована для алгоритмов цифровой обработки сигналов. По системе командвсе микропроцессоры совместимы снизу вверх. Совершенствование данного семействаидет в направлении повышения тактовой частоты, снижения энергопотребления ирасширения коммуникационных возможностей процессора.

2.2 МИКРОПРОЦЕССОРЫ КОМПАНИИ MOTOROLA

          Сигнальные микропроцессорыкомпании Motorola. Подразделяются на семейства 16- и 24-разрядныхмикропроцессоров с фиксированной точкой – DSP–560xx, — 561xx, — 563xx, -566xx, 568xxи микропроцессоры сплавающей точкой – DSP– 960xx.

          Рассмотрим 24-х разрядныемикропроцессоры с фиксированной точкой семейства DSP560xx. Эти микропроцессорыявляются первымипредставителями сигнальных микропроцессоров компании Motorola. Архитектура микропроцессоров ориентирована на максимизацию пропускнойспособности в приложениях DSPс интенсивным обменомданными. Это обеспечивается благодаря расширяемой архитектуре со сложнойвстроенной периферией и универсальной подсистеме ввода/вывода. Данные свойства,а также низкое энергопотребление минимизируют сложность, стоимость и срокиразработки прикладных систем на базе микропроцессоров DSP56000/DSP56001.

          Микропроцессоры работают начастоте 33МГц и обеспечивают производительность около 16 MIPS, что позволяет выполнять быстрое преобразование Фурье по 1024 отсчетам за3,23мс.

          Дальнейшее развитиесемейства микропроцессоров осуществляется в рамках концепции процессорногоядра, общего для всех представителей семейства, в состав которого входят24-разрядные микропроцессоры с фиксированной точкой.

          Процессоры данного семействахарактеризуются высокой пропускной способностью, расширенной разрядностью,обеспечивающей высокую точность вычисления и широким динамическим диапазономобрабатываемых данных, поддержкой энергосберегающего режима работы. Представителисемейства отличаются друг от друга конфигурациями памяти и периферийнымиустройствами.

  2.3 МИКРОПРОЦЕССОРЫ КОМПАНИИ <st1:State w:st=«on»><st1:place w:st=«on»>TEXAS</st1:place></st1:State>INSTRUMENTS

          Сигнальные микропроцессорыкомпании TexasInstrumentsразделяются на два класса: это процессоры для обработки чисел сфиксированной точкой и процессоры для обработки чисел с плавающей точкой.Первый класс представлен тремя семействами процессоров, базовыми моделямикоторых являются соответственно TMS320.10, .20, .50. Второй класс включает процессоры TMS320.30,. 40, TMS320С80,которые поддерживаютоперации с плавающей точкой и представляют собой мультипроцессорную систему,выполненную в одном кристалле, а семейство TMS320C6xвключает процессоры как с фиксированной, так и сплавающей точкой.

          Процессоры старших поколенийодного семейства наследует основные архитектурные особенности и совместимы “снизу вверх” по  системе команд(чего нельзя сказать о процессорах, входящих в разные семейства).

          Перечислим некоторые микропроцессоры,оптимально подходящие для нашей системы.

1.Микропроцессоры семейства TMS320C1x

          Первыйпроцесор семейства – TMS320C10 был выпущен в 1982г. иблагодаря ряду удачных технических решений получил широкую распространенность.

          В основу микропроцессоровданного семейства положена модифицированная Гарвардская архитектура, отличиемкоторой от традиционной Гарвардской архитектуры является возможность обменаданными между памятью программ и памятью данных, что повышает гибкостьустройства.

TMS320C10 является 16-разрядным процессором. Его адресноепространство составляет 4K16-разрядных слов памяти данных. Длительностьтакта процессора составляет 160-200 нс.

Арифметические функции в процессоре реализованыаппаратно. Он имеет аппаратные умножители, устройство сдвига, аппаратнуюподдержку автоинкремента/декремента адресных регистров данных.

С внешними устройствами процессор взаимодействуетчерез 8 16-разрядных портов ввода/вывода. Предусмотрена возможность внешнегопрерывания.

Остальные микропроцессоры данного семейства имеютаналогичную архитектуру и отличаются длительностью командного такта,конфигурацией памяти, наличием (или отсутствием) дополнительных периферийныхустройств.

2.Микропроцессоры семейства TMS320C2x.

Микропроцессоры семейства TMS320C2xимеют анлогичнуюархитектуру, но обладают повышенной производительностью и более широкимифункциональными возможностями. Все процессоры семейства поколения могутиспользовать по 64Kслов памяти программ и данных, имеют 1616-разрядных портов ввода/вывода и последовательный порт.

Процессоры семейства TMS320C2xимеют возможностьиспользования  внешнего контроллера ПДП.Умножитель микропроцессоров, помимо операций умножения, позволяет выполнять заодин такт возведение в квадрат. В процессоры включена аппаратная поддержка кратноговыполнения команды, реализован режим двоичной инверсно-косвенной адресации,предназначенный для эффективной реализации быстрого преобразования Фурье.

2.4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА

          После длительного обзорамикропроцесорных устройств, возникла задача выбора наиболее подходящего микропроцессора.Решение данной задачи было найдено при рассмотрении микропроцессоров компании Microchip. Для реализации проекта было принято решениеиспользовать микропроцессор компании Microchip  PIC16C711.Приведем преимущества использования данного микропроцессора в курсовой работе,а также общие его характеристики.

          PIC16C711 это дешевый, высокопроизводительный, изготовленный по КМОП технологии8-битный  микроконтроллер. В основупроцессора положена RISCархитектура, он имеет улучшенные характеристикиядра, внутренние и внешние прерывания. Устройство имеет два двунаправленныхпорта ввода/вывода, один из которых может быть использован как вход дляаналого-цифрового преобразования, другой — как выход для ЦАП. Тактовая частотасоставляет 20MHz.

          На рисунке 2.1 представленаструктурная схема PIC16C711. Перечислим основныеэлементы схемы: АЛУ (ALU), где выполняются простейшие арифметическиеоперации, а также логические операции; аккумулятор (W), где хранятся данныерезультатов вычислений; регистр состояния, в котором хранятся флаги результатовопераций, а также биты   выбора банкапамяти; регистр косвенной адресации (FSR), через который непрямымобразом можно обращаться к ОЗУ; память (RAM),организованная 8-битными специальными регистрами и регистрами общего назначения,рабочая область пользователя составляет 68x8;13-битный счетчик команд (ProgramCounter), младшие 8 бит приходят из регистра PCL, старшие 5 из регистра PCLATH; ППЗУ (EPROM), составляет 1K14- битных ячеек памяти; стек 8-ми уровневый,длина слова 13-бит, во время прерывания содержимое счетчика команд сохраняетсяв стек автоматически; два двунаправленных 8-битных порта А и В; 4-х канальный8-битный АЦП (A/D); счетчик Timer0.

<img src="/cache/referats/15058/image010.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">

Рис. 2.1 – Структурная схема PIC16C711

К сожалению устройство не имеет внутреннего ЦАП. ЦАП будет внешним, еговход будет подсоединен к порту В. Применение внешнего ЦАП не ухудшит работуцифрового фильтра и не усложнит его структуру, так как ЦАП не нужносинхронизировать с временем выполнения программы, в отличие от АЦП.

Выбранный вариант технического решения полностью удовлетворяеттехническому заданию. Микроконтроллер + внешний ЦАП позволяют создать гибкую,высокопроизводительную систему, удовлетворяющую требованиям микроминиатюрности, быстродействия, качества ипростоты исполнения. Сравнивая данный микроконтроллер с большинствомсовременных микроконтроллеров, можно сказать, что он обладает сравнительнонизкой стоимостью и доступностью на рынке Украины. В современных системахобработки  сигналов требуется высокаяразрядность шины данных и АЦП для увеличения точности вычислений, также дляэтих целей необходимо, чтобы АЛУ могло вычислять операции с плавающей точкой.Выбранный микроконтроллер не имеет данных свойств, но он благодаря своемубыстродействию и гибкости может вполне справиться с целью, поставленной втехническом задании на курсовой проект.

Архитектура процессора построена таким образом,что он способен выполнять команду за один цикл, кроме операций условных ибезусловных переходов. Это означает, что время выполнения программы будетнебольшим, и частота дискретизации АЦП будет удовлетворять условию обработкисигналов качественной телефонии. Ассемблер очень простой: пользователюнеобходимо выучить 35 команд. Последнее достоинство позволяет снизить время наподготовку к выполнению проекта.

 

3 СИНТЕЗ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА

Структурная схема типа реализации ЦФ приведена нарис.3.1. Параметры звеньев ЦФ следующие :

параметры звена <img src="/cache/referats/15058/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1029"><img src="/cache/referats/15058/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

параметры звена <img src="/cache/referats/15058/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1031"><img src="/cache/referats/15058/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

параметры звена <img src="/cache/referats/15058/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1033"><img src="/cache/referats/15058/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

 SHAPE  * MERGEFORMAT

Um

<img src="/cache/referats/15058/image024.gif" v:shapes="_x0000_s1624 _x0000_s1625 _x0000_s1626 _x0000_s1627 _x0000_s1628 _x0000_s1629 _x0000_s1630 _x0000_s1657 _x0000_s1658 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673">

Рис. 3.1 – Структурная схема цифрового фильтра

         

Исходя из этой структуры, а также коэффициентов,для каждого звена составим разностные уравнения:

1)<span Times New Roman"">   

первое звено:

<img src="/cache/referats/15058/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

2)<span Times New Roman"">   

второе звено:

<img src="/cache/referats/15058/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

3)<span Times New Roman"">   

третье звено:

<img src="/cache/referats/15058/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1040">

Результирующее разностное уравнение для цифрового фильтра будет иметь вид:

          <img src="/cache/referats/15058/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОГРАММЫ

 ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА

Прежде чем приступить к программированиюустройства необходимо основательно изучить его внутреннюю структуру ивозможности ресурсов. Простейшая блок-схема проектируемого устройства приведена на рисунке 4.1 В ней учтеныконфигурация портов и АЦП, вычисление разностного уравнения фильтра, результатвычислений выдается на порт В.

<img src="/cache/referats/15058/image033.gif" v:shapes="_x0000_s1083">

                                                       Начало

<img src="/cache/referats/15058/image034.gif" v:shapes="_x0000_s1084">


<img src="/cache/referats/15058/image035.gif" v:shapes="_x0000_s1085">

                                      Порт А –

                                                        вход

<img src="/cache/referats/15058/image036.gif" v:shapes="_x0000_s1086">


<img src="/cache/referats/15058/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1087">                                       Порт В –

                                                        выход

<img src="/cache/referats/15058/image038.gif" v:shapes="_x0000_s1089">


<img src="/cache/referats/15058/image039.gif" v:shapes="_x0000_s1088">                                        Запуск

<img src="/cache/referats/15058/image040.gif" v:shapes="_x0000_s1097"><img src="/cache/referats/15058/image041.gif" v:shapes="_x0000_s1098">                                                          АЦП

<img src="/cache/referats/15058/image042.gif" v:shapes="_x0000_s1091">


<img src="/cache/referats/15058/image043.gif" v:shapes="_x0000_s1090">                                                  Вычисление

                                                  разностного

                                                    уравнения

<img src="/cache/referats/15058/image044.gif" v:shapes="_x0000_s1094">


<img src="/cache/referats/15058/image045.gif" v:shapes="_x0000_s1092">                                                    Выдача

                                                 Результата

<img src="/cache/referats/15058/image046.gif" v:shapes="_x0000_s1095">                                              На порт В

<img src="/cache/referats/15058/image047.gif" v:shapes="_x0000_s1096">


Рисунок 4.1 – блок-схемаработы цифрового фильтра
Опираясь на данную блок схему, начнемболее тщательное</spa

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике