KURS

Задание.

Создать МПсистему управлениянастройкойприемника.Упрощеннаясхема приемникаизображенана рис. 1.

Рис1

Контур приемникасостоит изиндуктивностиL_к и емкостиварикапа VD1. Этаемкость зависитот подаваемогона варикаппостоянногонапряженияUупр (зависимостьобратнопропорциональная).Выделенноеконтуром ВЧнапряжениеU_к детектируетсяамплитуднымдетектором(АД) и при настройкена станцию навыходе АД получаетсясигнал U_вых.НеобходимоподключитьМПС к приемникутак, чтобы МПизмеряя величинуU_вых могвоздействоватьна варикап сцелью настройкивходного контура.МПС должнаобеспечить:

— точную настройкуна заданнуюстанцию (величинарассогласованияпо частоте недолжна превышать3% от ширины полосыконтура 2f,

— поиск станцийв диапазонечастот F_min...F_max.

1. Описаниеалгоритма.

Напряжениена контуредетектируетсяамплитуднымдетектором(АД), преобразуетсяв АЦП в двоичныйкод и поступаетна МП. МП оцениваетсигнал и выдаетуправляющеенапряжениеU_упр, котороепосле ЦАП поступаетна варикап дляизменениячастоты настройкиконтура. Задача,решаемая МП,состоит в поискеэкстремумафункции U_упр(F).Из всех известныхалгоритмовпоиска вследствиемалой разрядностиМП выбираетсяметод нулевогопорядка - методслучайногопошаговогопоиска экстремумас запоминаниемверного шага.

Суть алгоритмасостоят в следующем.Так как напряжениена контуреявляется функциейрасстройки{F_k-F_o}, то пряизменении Fизменяетсяи U_k. МП формируетприращениеU_упр (можетбыть и положительными отрицательным).ПроисходитсравнениеU_kn=f(U_y) и U_kn+1=f(U_y+U_y).ЕслиU_kn+1>U_kn, то делаетсяшаг в ту же сторону,в противномслучае - в противоположную.Одноэкстремальныйвид функциинастройкипозволяетодновременноосуществитьоперациюавтоматическогопоиска частотыF_o. АЦП и ЦАПподсоединяютсяк МПС черезпорты ввода/вывода.Для построенияпортов ввода/выводаиспользуютсяпорты Р1 и Р2 ОЭВМ.Это позволяетиспользоватьдля ввода/выводакоманды ОЭВМработы портами.Предположим,что для АЦПосуществляетсяпрограммнаязадержка навремя, большеевремени преобразования,чтобы избежатьввода еще одногорегистра дляопроса сигналаготовностиАЦП. Сигнал наЦАП подаетсясразу из ОЭВМчерез порт.Однако прирегулированиинеобходимоорганизоватьпрограммнуюзадержку навремя установленияпереходныхпроцессов вконтуре. Крометого, для исключениявлияния шумана процессрегулированиянужно установитьнижний пределизменения U_k.

2. Структурнаясхема алгоритма.

3. Математическоеописание.

3.1 Исходные данные:

Диапазончастот поиска	Fmin=1мГц
	Fmax=1,5мГц
Полосачастот	f=3кГц
Параметрыварикапа:
Начальноезначение частотыконтура	Fk0=1мГц
Управляющеенапряжение	Uупр0=2В
Крутизнахарактеристикипреобразования	S=25 кГц/В
ПараметрыЦАП (БИС ЦАПК572ПА1):
Опорноенапряжение	UЦАП=10,24В
Количестворазрядов	n=10
ПараметрыАЦП (AD7575):
Опорноенапряжение	UАЦП=2,56В
Количестворазрядов	n=8

3.2 Расчёт.

Частотанастройкиконтура зависитот управляющегонапряженияследующимобразом:

F_k=F_k0+S(U_упр-U_упр0) (1)

где F_k0— начальноезначение частотыконтура приU_упр=U_упр0

S — крутизнахарактеристикипреобразования.

U_упр=U_упр2-U_упр1 (2)

Из (1) следует,что

Т.к f=3кГц,то при

F₁=F_min+f=1000+3=1003(кГц), 

(В)

F₂=F_min+2f=1006(кГц) 

(В)

U_упр=U_упр2-U_упр1=1,24-1,12=0,12(В)

(В) — минимальноезначение напряженияна входе, котороедаёт 1 в младшемразряде кода.

U_упр>U_ЦАП десятиразрядныйЦАП подходитдля выполненияданной задачи.U_ЦАП=0,01В  навход надо подаватьпо 12k импульсов(как бы проскакиваяпо 12 импульсовсразу), где k— номер шага

.12₁₀ = 0000001100₂, 2 первых разрядавсегда равны0,  их можнозаземлить, к порту подключается8 разрядов (старших)и вместо 12 наЦАП подается3 (11₂=3₁₀). можно охватитьвесь диапазонбез использованиядополнительныхразрядов.

— количествошагов для тогочтобы пройтивсю областьнастройки.

12∙K_n=2004— нужно 10 разрядов

8∙K_n=501— нужно 8 разрядов.

(В)

Если U_kвозрастаетна постояннона всей областинастройки, то

(В)

U_k>U_АЦП 8^-миразрядный ЦАПподходит длярешения даннойзадачи.

4. Распределениересурсов МПсистемы

Регистр ОЭВМR2 будетхранить значенияU_упр, вR3 помещаютсязначения предыдущегошага U_k-1,а в A (аккумулятор)— значенияпоследующегошага U_k.В R4 в процессеработы программыбудем помещатьтолько N— параметрпрограммнойзадержки. В Bбудет хранитьсяколичествошагов для прогонавсей областинастройки.Выбираем N=135,т.к время программнойзадержки равно400 мкс, а вся процедурареализуетсяв 3 цикла, 

.

5. Подробнаяструктурнаясхема алгоритма.

6. Программаработы МК.

Кол-воциклов	Метка	Мнемоники	Комментарий
		NAMEP78	имя модуляпрограммы
		CSEG AT 0H	абсолютныйкодовый сегмент
		ORG0H	псевдокомандазадания адресапамяти
1		MOVR2,#3	в R2 помещаетсяUупр
1		MOVB,#167	в B помещаетсяколичествошагов
1		MOV A P1	в A помещаетсясодержимоеUkиз порта P1
1		MOV R3, A	в R3 помещаетсязначение Ukиз A
1	M1:	MOV R4, #135	инициализациясчетчикапрограммнойзадержки
1		MOV A, R2	вAпомещаетсязначение Uуприз R2
1		MOV P2, A	в порт P2помещаетсязначение Uуприз A
1		SETB3.7	формированиеотрицательногоимпульса длявключенияАЦП
1		CLR 3.7
1		SETB 3.7
1	M2:	NOP	операторзадержки
2		DJNZ R4, M2	значение R4(счетчик программнойзадержки)уменьшаетсяна 1 и при R4 0осуществляетсяпереход наметку M2
1		MOV A, P1	в A записываетсяUk+1из порта P1
1		SUBB A, R3	из A вычитаетсяR3 (Uk+1сравниваетсяс Uk)
2		JCM3	если флаг C=0(Uk+1>Uk),то осуществляетсяпереход наметку M3
1		MOV A, P1	в A помещаетсязначение Uk+1из порта P1
1		MOV R3, A	в R3 помещаетсязначение Uk+1из A
1		INCR2	значение R2(Uупр)увеличиваетсяна 1
1		INCR2	значение R2(Uупр)увеличиваетсяна 1
1		INCR2	значение R2(Uупр)увеличиваетсяна 1
2		DJNZ B, M1	значение B(счетчик шагов)уменьшаетсяна 1 и при B 0осуществляетсяпереход наметку M1
2		AJMPM5	осуществляетсябезусловныйпереход наметку M5
1	M3:	MOV R4, #135	инициализациясчетчикапрограммнойзадержки
1		CLRC	флаг С устанавливаетсяв 0
1		DECR2	значение R2(Uупр)уменьшаетсяна 1
1		MOV A, R2	в A помещаетсязначение Uуприз R2
1		MOV P2, A	в порт P2помещаетсязначение Uуприз A
1		SETB3.7	формированиеотрицательногоимпульса длявключенияАЦП.
1		CLR 3.7
1		SETB 3.7
1	M4:	NOP	операторзадержки

2		DJNZ R4, M4	значение R4(счетчик программнойзадержки)уменьшаетсяна 1 и при R4 0осуществляетсяпереход наметку M4
1		MOV A, P1	в A помещаетсясодержимоеUk+1из порта P1
1		SUBB A, R3	изAвычитаетсяR3(Ukсравниваетсяс Uk+1)
1		MOV A, P1	в A записываетсяUk+1из порта P1
1		MOV R3, A	в R3 помещаетсязначение Ukиз A
2		JCM3	если флаг C=0(Uk>Uk+1),то осуществляетсяпереход наметку M3
1	M5:	NOP	оператор задержки
		END	конец модуляпрограммы

7. Контрольныйпример.

Для просмотрарезультатоввместо портаP1 будемзначения U_k,будут помещатьсяво внутреннююпамять, начинаяс адреса 20Hи заканчиваяадресом 27H,  в R0будет размещатьсяадрес внутреннейпамяти и “MOVA, P1”заменяетсяна “MOV A,@R0”. Так жеуменьшим количествошагов и времяпрограммнойзадержки.

	NAME 78
	CSEG AT 0H
	ORG 0H
	MOV 21H, #1	задаются значенияUk
	MOV 22H, #3
	MOV 23H, #6
	MOV 24H, #9
	MOV 25H, #6
	MOV 26H, #7
	MOV 27H, #9
	MOV R0, #20H	в R0 помещаетсяадрес 20H
	MOVR2,#3	в R2 помещаетсяначальноезначение Uупр
	MOVB,#10	в B помещаетсяколичествошагов
	MOV A @R0	в A помещаетсясодержимоеячейки с адресомR0
	MOV R3, A	в R3 помещаетсясодержимоеА (ячейки садресом 20H)
M1:	INC R0	значение R0(адрес внутреннейпамяти) увеличиваетсяна 1
	MOVR4,#3	инициализациясчетчикапрограммнойзадержки
	MOV A, R2
	MOV P2, A
M2:	NOP
	DJNZ R4, M2	значение R4(счетчик программнойзадержки)уменьшаетсяна 1 и при R4 0осуществляетсяпереход наметку M2
	MOV A, @R0	в A помещаетсясодержимоеячейки с адресомR0 (Uk+1)
	SUBB A, R3	из A вычитаетсяR3 (Uk+1сравниваетсяс Uk)
	JCM3	если флаг C=0(Uk>Uk+1),то осуществляетсяпереход наметку M3
	MOV A, @R0	в A помещаетсясодержимоеячейки с адресомR0
	MOV R3, A	в R3 помещаетсязначение Uk+1из A
	INCR2	значение R2(Uупр)увеличиваетсяна 1
	INCR2	значение R2(Uупр)увеличиваетсяна 1
	INCR2	значение R2(Uупр)увеличиваетсяна 1
	DJNZ B M1	значение B(счетчик шагов)уменьшаетсяна 1 и при B 0осуществляетсяпереход наметку M1
	AJMPM5	осуществляетсябезусловныйпереход наметку M5
M3:	INC R0	значение R0(адрес внутреннейпамяти) увеличиваетсяна 1

	DECR2	значение R2(Uупр)уменьшаетсяна 1
	MOVR4,#3	инициализациясчетчикапрограммнойзадержки
	CLRC	флаг С устанавливаетсяв 0
	MOV A, R2
	MOV P2, A
M4:	NOP
	MOV A, @R0	в A помещаетсясодержимоеячейки с адресомR0 (Uk+1)
	SUBB A, R3	из A вычитаетсяR3 (Uk+1сравниваетсяс Uk)
	MOV A, @R0	в A помещаетсясодержимоеячейки с адресомR0 (Uk+1)
	MOV R3, A	в R3 помещаетсязначение Uk+1из A
	JCM3	если флаг C=0(Uk>Uk+1),то осуществляетсяпереход наметку M3
M5	NOP
	END

8. Определениебыстродействияпрограммы.

Найдём,сколько временипотребуетсядля поискастанции, котораянаходится всередине диапазона.F₀=1,25 мГц ипри условиичто придётсяделать одиншаг назад.

T=N_ц1t_ц1+N_ц2t_ц2+t_пер+t_д

N_ц1=250— количествошагов в первомцикле

N_ц2=1— количествошагов во второмцикле

t_ц1=417мкс

t_ц2=414мкс

t_пер=424— время переходаиз одного циклав другой

t_д=4мкс — времяввода начальныхданных

T=250417+1414+424+4=104717мкс

9. Листинготлаженнойпрограммы.

A51 MACRO ASSEMBLER78 24/12/01 13:46:28 PAGE 1

DOS MACRO ASSEMBLERA51 V5.10

OBJECT MODULE PLACEDIN 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 24/12/0113:46:28 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. 0WARNING(S), 0 ERROR(S)

15

P2

P1

CP

ALE

PSEN

RD

Приложение1

Амплитудныйдетектор

U_упр

VD1

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

W

CS

RD

C1

U_k

U_k+1

Структурнаясхема управлениянастройкойприёмника.

16

МГАПИ

Курсовой проект

Группа ПР-7

Специальность 2008

Студент РозенфельдА.

2001г.