Задание.
Создать МП систему управления настройкой приемника. Упрощенная схема
приемника изображена на рис. 1.
Рис 1
Контур приемника состоит из индуктивности Lк и емкости варикапа VD1. Эта
емкость зависит от подаваемого на варикап постоянного напряжения Uупр
(зависимость обратнопропорциональная). Выделенное контуром ВЧ напряжение
Uк детектируется амплитудным детектором (АД) и при настройке на станцию
на выходе АД получается сигнал Uвых. Необходимо подключить МПС к
приемнику так, чтобы МП измеряя величину Uвых мог воздействовать на
варикап с целью настройки входного контура. МПС должна обеспечить:
— точную настройку на заданную станцию (величина рассогласования по
частоте не должна превышать 3% от ширины полосы контура 2(f,
— поиск станций в диапазоне частот Fmin…Fmax.
1. Описание алгоритма.
Напряжение на контуре детектируется амплитудным детектором (АД),
преобразуется в АЦП в двоичный код и поступает на МП. МП оценивает
сигнал и выдает управляющее напряжение Uупр, которое после ЦАП поступает
на варикап для изменения частоты настройки контура. Задача, решаемая МП,
состоит в поиске экстремума функции Uупр(F). Из всех известных
алгоритмов поиска вследствие малой разрядности МП выбирается метод
нулевого порядка – метод случайного пошагового поиска экстремума с
запоминанием верного шага.
Суть алгоритма состоят в следующем. Так как напряжение на контуре
является функцией расстройки {Fk-Fo}, то пря изменении F изменяется и
Uk. МП формирует приращение Uупр (может быть и положительным и
отрицательным). Происходит сравнение Ukn=f(Uy) и Ukn+1=f(Uy+(Uy).Если
Ukn+1>Ukn, то делается шаг в ту же сторону, в противном случае – в
противоположную. Одноэкстремальный вид функции настройки позволяет
одновременно осуществить операцию автоматического поиска частоты Fo. АЦП
и ЦАП подсоединяются к МПС через порты ввода/вывода. Для построения
портов ввода/вывода используются порты Р1 и Р2 ОЭВМ. Это позволяет
использовать для ввода/вывода команды ОЭВМ работы портами. Предположим,
что для АЦП осуществляется программная задержка на время, большее
времени преобразования, чтобы избежать ввода еще одного регистра для
опроса сигнала готовности АЦП. Сигнал на ЦАП подается сразу из ОЭВМ
через порт. Однако при регулировании необходимо организовать программную
задержку на время установления переходных процессов в контуре. Кроме
того, для исключения влияния шума на процесс регулирования нужно
установить нижний предел изменения (Uk.
2. Структурная схема алгоритма.
3. Математическое описание.
3.1 Исходные данные:
Диапазон частот поиска Fmin=1 мГц
Fmax=1,5 мГц
Полоса частот (f=3кГц
Параметры варикапа:
Начальное значение частоты контура Fk0=1 мГц
Управляющее напряжение Uупр0=2В
Крутизна характеристики преобразования S=25 кГц/В
Параметры ЦАП (БИС ЦАП К572ПА1):
Опорное напряжение UЦАП=10,24В
Количество разрядов n=10
Параметры АЦП (AD7575):
Опорное напряжение UАЦП=2,56В
Количество разрядов n=8
3.2 Расчёт.
Частота настройки контура зависит от управляющего напряжения следующим
образом:
Fk=Fk0+S(Uупр-Uупр0)
(1)
где Fk0 — начальное значение частоты контура при Uупр=Uупр0
S — крутизна характеристики преобразования.
(Uупр=Uупр2-Uупр1
(2)
Т.к (f=3кГц, то при
(В)
(В)
((Uупр=Uупр2-Uупр1=1,24-1,12=0,12 (В)
(В) — минимальное значение напряжения на входе, которое даёт 1 в
младшем разряде кода.
. 1210 = 00000011002, ( 2 первых разряда всегда равны 0, ( их можно
заземлить, ( к порту подключается 8 разрядов (старших) и вместо 12 на
ЦАП подается 3 (112=310). ( можно охватить весь диапазон без
использования дополнительных разрядов.
— количество шагов для того чтобы пройти всю область настройки.
12?Kn=2004 — нужно 10 разрядов
8?Kn=501 — нужно 8 разрядов.
(В)
(В)
(Uk>(UАЦП ( 8-ми разрядный ЦАП подходит для решения данной задачи.
4. Распределение ресурсов МП системы
.
5. Подробная структурная схема алгоритма.
6. Программа работы МК.
0 осуществляется переход на метку M1
2
AJMP M5 осуществляется безусловный переход на метку M5
1 M3: MOV R4, #135 инициализация счетчика программной задержки
1
CLR C флаг С устанавливается в 0
1
DEC R2 значение R2 (Uупр) уменьшается на 1
1
MOV A, R2 в A помещается значение Uупр из R2
1
MOV P2, A в порт P2 помещается значение Uупр из A
1
SETB 3.7 формирование отрицательного импульса для включения АЦП.
1
CLR 3.7
1
SETB 3.7
1 M4: NOP оператор задержки
0 осуществляется переход на метку M4
1
MOV A, P1 в A помещается содержимое Uk+1 из порта P1
1
SUBB A, R3 из A вычитается R3 (Uk сравнивается с Uk+1)
1
MOV A, P1 в A записывается Uk+1 из порта P1
1
MOV R3, A в R3 помещается значение Uk из A
2
JC M3 если флаг C=0 (Uk>Uk+1), то осуществляется переход на метку M3
1 M5: NOP оператор задержки
END конец модуля программы
7. Контрольный пример.
Для просмотра результатов вместо порта P1 будем значения Uk, будут
помещаться во внутреннюю память, начиная с адреса 20H и заканчивая
адресом 27H , ( в R0 будет размещаться адрес внутренней памяти и “MOV A,
P1” заменяется на “MOV A, @R0”. Так же уменьшим количество шагов и время
программной задержки.
0 осуществляется переход на метку M1
AJMP M5 осуществляется безусловный переход на метку M5
M3: INC R0 значение R0 (адрес внутренней памяти) увеличивается на 1
DEC R2 значение R2 (Uупр) уменьшается на 1
MOV R4, #3 инициализация счетчика программной задержки
CLR C флаг С устанавливается в 0
MOV A, R2
MOV P2, A
M4: NOP
MOV A, @R0 в A помещается содержимое ячейки с адресом R0 (Uk+1)
SUBB A, R3 из A вычитается R3 (Uk+1 сравнивается с Uk)
MOV A, @R0 в A помещается содержимое ячейки с адресом R0 (Uk+1)
MOV R3, A в R3 помещается значение Uk+1 из A
JC M3 если флаг C=0 (Uk>Uk+1), то осуществляется переход на метку M3
M5 NOP
END
8. Определение быстродействия программы.
Найдём, сколько времени потребуется для поиска станции, которая
находится в середине диапазона. F0=1,25 мГц и при условии что придётся
делать один шаг назад.
T=Nц1tц1+Nц2tц2+tпер+tд
Nц1=250 — количество шагов в первом цикле
Nц2=1 — количество шагов во втором цикле
tц1=417 мкс
tц2=414 мкс
tпер=424 — время перехода из одного цикла в другой
tд=4 мкс — время ввода начальных данных
( T=250(417+1(414+424+4=104717 мкс
9. Листинг отлаженной программы.
A51 MACRO ASSEMBLER 78 24/12/01 13:46:28
PAGE 1
DOS MACRO ASSEMBLER A51 V5.10
OBJECT MODULE PLACED IN 78.OBJ
ASSEMBLER INVOKED BY: M:\KEILTEST\BIN\A51.EXE 78.A51 DB EP
LOC OBJ LINE SOURCE
1
NAME P78
—-
2
CSEG AT 0H
0000
3
ORG 0H
0000 7A03 4
MOV R2, #3
0002 75F0A7 5
MOV B, #167
0005 E590 6
MOV A, P1
0007 FB 7
MOV R3, A
0008 7C87 8 M1: MOV R4, #135
000A EA 9
MOV A, R2
000B F5A0 10
MOV P2, A
11
000D 00 12 M2: NOP
000E DCFD 13
DJNZ R4, M2
0010 E590 14
MOV A, P1
0012 9B 15
SUBB A, R3
0013 400B 16
JC M3
0015 E590 17
MOV A, P1
0017 FB 18
MOV R3, A
0018 0A 19
INC R2
0019 0A 20
INC R2
001A 0A 21
INC R2
001B D5F0EA 22
DJNZ B, M1
001E 0132 23
AJMP M5
0020 7C87 24 M3: MOV R4, #135
0022 C3 25
CLR C
0023 1A 26
DEC R2
0024 EA 27
MOV A, R2
0025 F5A0 28
MOV P2, A
29
0027 00 30 M4: NOP
0028 DCFD 31
DJNZ R4, M4
002A E590 32
MOV A, P1
002C 9B 33
SUBB A, R3
002D E590 34
MOV A, P1
002F FB 35
MOV R3, A
0030 40EE 36
JC M3
0032 00 37 M5: NOP
38
END
A51 MACRO ASSEMBLER 78 24/12/01
13:46:28 PAGE 2
SYMBOL TABLE LISTING
———— ————- ————
NAME T Y P E VALUE ATTRIBUTES
B. . . . . . . . . . . D ADDR 00F0H A
M1 . . . . . . . . . C ADDR 0008H A
M2 . . . . . . . . . C ADDR 000DH A
M3 . . . . . . . . . C ADDR 0020H A
M4 . . . . . . . . . C ADDR 0027H A
M5 . . . . . . . . . C ADDR 0032H A
P1 . . . . . . . . . . D ADDR 0090H A
P2 . . . . . . . . . . D ADDR 00A0H A
P78. . . . . . . . . N NUMB —–
REGISTER BANK(S) USED: 0
ASSEMBLY COMPLETE. 0 WARNING(S), 0 ERROR(S)
Приложение 1
Структурная схема управления настройкой приёмника.
PAGE
PAGE
PAGE 15
PAGE 16
PAGE 16
R3(P1(Uk+1)
R2(Uупр)(R2(Uупр)+3
да
A(P1(Uk+1)
Программная задержка
R4(135
R2(Uупр)=R2(Uупр)-1
P1(R2(Uупр)
RD
нет
Uk+1>Uk
нет
да
да
PSEN
A(P1(Uk+1)
Программная задержка
CP
P1
ALE
R4(135
P2(R2(Uупр)
Конец
нет
Uk+1>Uk
Начало
B=0
R3(P1(Uk+1)
R5(3
B(167
R3(P1(Uk)
P2
Амплитудный детектор
Uk+1
Uk
VD1
Uупр
C1
L1
К572ПА1
AD 7575
8 р
8 р
~
D B0
D B1
D B2
D B3
D B4
D B5
D B6
D B7
BUSY
CS
RD
W
МГАПИ
Курсовой проект
Группа ПР-7
Специальность 2008
Студент
.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
