Расчёт быстродействия устройства

7. Расчёт быстродействия устройства

Быстродействие фильтра в рабочем режиме оценивается как время, необходимое для обработки прерывания микропроцессора. Рабочая программа фильтра линейная, поэтому общее число машинных тактов, требуемых для выполнения программы, получили как сумму машинных тактов всех последовательно выполняемых команд, составляющих рабочий цикл процессора.

Сумма машинных тактов рабочего цикла программы равна 895. При частоте процессора  и  процессор не успевает выполнить подпрограмму обслуживания прерывания, так как , то есть интервал дискретизации равен 187 машинным тактам. Необходимо увеличить тактовую частоту микропроцессора дои скорректировать слово загрузки в таймер:

получим управляющее слово таймера:

Необходимо провести коррекцию в программе, заменив эти константы.

8. Расчет АЧХ и ФЧХ устройства для заданных и реальных значений коэффициентов. Оценка устойчивости устройства

Разностное уравнение проектируемого фильтра в общем виде можно представить следующим образом:

y_n = b ₀ x _n + b ₁x _{n – 1} + b ₂x _{n – 2} – a ₁ y _{n – 1} – a ₂ y _{n – 2}

Коэффициенты b_i , a_i определяют характеристики фильтра.

Значения коэффициентов: b ₀ = 0.988;b ₁ = -1,6;b ₂ = 1; a ₁ = -1.6;a ₂ = 0.988

Разностное уравнение задает во временной области порядок получения выходной последовательности отсчетов из входной. Приведенное уравнение соответствует однокаскадному цифровому фильтру: каскад вычисляет выходную последовательность y_n .

В z-плоскости свойства цифрового фильтра описывает передаточная функция H(z), которая при однокаскадной структуре и для приведенного выше разностного уравнения имеет вид:

При z = e ^jwT = e ^j2pfT, где Т = Т_Д = 1/F_Д ( F_Д = 8кГц ) сигнал на входе фильтра – синусоида с частотой f и с единичной амплитудой, а функция H(e ^j2pfT) равна частотной характеристике фильтра, из которой можно получить АЧХ и ФЧХ. Значения коэффициентов разностного уравнения определяют форму и параметры частотных характеристик, поэтому для выявления влияния их приближенного представления следует рассчитать АЧХ и ФЧХ при заданных (точных) и реальных (приближенных) значениях коэффициентов. Расчёт заданной  и реальной  ФЧХ по формулам :

 = arg(H_Т(e ^j2pfT)) и  = arg(H_Р(e ^j2pfT))

Расчёт заданной  и реальной  АЧХ по формулам :

 ,

Для проектируемого фазового корректора :

Результаты расчета заданной  и реальной  АЧХ приведены на следующих графиках.

Результаты расчета заданной  и реальной  ФЧХ приведены на следующих графиках.

9. Заключение

В данном курсовом проекте было разработано МП–устройство. Также составлена программа, которая и обеспечивает работу этого устройства как всепропускающее фазовое звено. Аппаратная часть по возможности была минимизирована, а программа оптимизирована, что обеспечивает работу устройства в реальном масштабе времени. Основой данного устройства являются набор К1821 и ЦАП К572ПА1, что соответствует заданию.

10. Список использованных источников

1. Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем: В 2-х кн. Пер. С англ. - М.: Мир, 1988.

2. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1988.

3. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем: Учеб. Пособие для радиотехнич. спец. вузов/Гришин Ю.П., Катаков В.М. и др.; Под ред. Ю.М. Казаринова . – М.: Высш. шк., 1985.

4. Микропроцессоры: системы программирования и отладки / В.А. Мясников, М.Б. Игнатьев, А.А. Кочкин, Ю.Е. Шейнин; Под ред. В.А. Мясникова, М.Б. Игнатьева. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

5. Р. Токхайм. Микропроцессоры. Курс и упражнения. Пер. с англ. В.Н Грасевиче и Л.А. Ильяшенко. М.: Энергоатомиздат, 1988.

6. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы .- М.: Радио и связь,1989.

7. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение.- М.: Энергоатомиздат , 1990.

8. Лебедев О.Н. Микросхемы памяти и их применение. - М.: Радио и связь, 1990.

9. Микропроцессорные комплекты интегральных схем: состав и структура. Справочник / Под ред. А.А. Васенкова, В.А. Шахнова. - М.: Радио и связь, 1982