Разработка цифрового фильтра

;записать в ячейку ОЗУ с адресом P3

LDA AX2 ;Xn-2 à A

MOV H,A ;A à H

ARHL ;арифметические сдвиги в право

ARHL ;отсчета и накопление суммы

ARHL ;частичных произведений

MOV A,H ;в аккумуляторе

STA AP2 ;запоминание в памяти

;программный модуль вычисления произведения

;p3n:=0.98*yn-2≈0.1111101*yn-2=(2-1+2-2+2-3+2-4+

; +2-5+2-7)*yn-2

;yn-2 хранится в ячейке ОЗУ с адресом AY2

;записать в ячейку ОЗУ с адресом AP3

LDA AY2 ;Yn-2 à A

MOV H,A ;A à H

ARHL ;арифметические сдвиги в право

MOV A,H ;отсчета и накопление суммы

ARHL ;частичных произведений

ADD H ;частичных произведений

ARHL ;в аккумуляторе

ADD H ;

ARHL ;

ADD H ;

ARHL ;

ADD H ;

ARHL ;

ARHL ;

ADD H

STA AP2 ;запоминание в памяти

;программный модуль вычисления выходного

;отсчета

;Yn=Xn-P1n-P2n-P3n

;слагаемые хранятся в ячейке ОЗУ, результат

;вычисления записать в ячейки ОЗУ

LDA AX ;Xn à A

LXI H,AP1 ;загрузка адреса произведения в регистровую

;пару HL

SUB М ;(A)-([HL])à A

LXI H,AP2 ;загрузка адреса произведения в регистровую

;пару HL

SUB М ;(A)-([HL])à A

LXI H,AP3 ;загрузка адреса произведения в регистровую

;пару HL

SUB М ;(A)-([HL])à A

STA AY ;запоминание в памяти

ADI 80h ;получение смещенного входного

;кода ЦАП

STA PА RF ;вывод кода на ЦАП через

;порт РА(РФ55)

;программный модуль сдвига отсчетов

;в памяти

LHLD AX ;

SHLD AX1 ;

LHLD AY ;

SHLD AY1 ;

RET ;возврат из подпрограммы

;обслуживания прерывания

Листинг программного модуля вычисления выходного отсчета.

Fri Apr 23 2004 15:52 Page 1

2500 A.D. 8085 Macro Assembler - Version 4.02a

------------------------------------------------

Input Filename : SH.asm

Output Filename : SH.obj

1 0800 PARF.EQU 0800H

2 5005 AP1.EQU 5005H

3 5006 AP2.EQU 5006H

4 5007 AP3.EQU 5007H

5 5000 AX.EQU 5000H

6 5003 AY.EQU 5003H

7 0000 .ORG 0000

8 0000 3A 00 50 LDA AX

9 0003 21 05 50 LXI H,AP1

10 0006 96 SUB M

11 0007 21 06 50 LXI H,AP2

12 000A 96 SUB M

13 000B 21 07 50 LXI H,AP3

14 000E 96 SUB M

15 000F 32 03 50 STA AY

16 0012 C6 80 ADI 80H

17 0014 32 00 08 STA PARF

18 0017 .END

Fri Apr 23 2004 15:52 Page 2

Defined Symbol Name Value References

2 AP1 = 5005 9

3 AP2 = 5006 11

4 AP3 = 5007 13

5 AX = 5000 8

6 AY = 5003 15

Pre CODE 0000 7

Pre DATA 0000

1 PARF = 0800 17

Lines Assembled : 18 Assembly Errors : 0

7. Расчёт быстродействия устройства

Быстродействие фильтра в рабочем режиме оценим как время, необходимое для обработки каждого прерывания процессора. Рабочая программа фильтра линейная (не содержит разветвлений), поэтому общее число машинных тактов, требуемых для выполнения программы, получим как сумму машинных тактов всех последовательно выполняемых команд, составляющих рабочий цикл процессора.

Сумма машинных тактов для рабочего цикла приведенной выше программы равна 524.

Длительность одного машинного такта равна

TCLKМП=1/FCLKМП=1/(3*106)=0.333 мкс.

Общее время выполнения всей программы

TВЫП.=524*0,333 *10-6=0.175 мс

Длительность периода дискретизации

TД=1/FД=1/(5.5*103)=0,182 мс

Из этого следует вывод, что процессор успвает выполнить подпрограмму обслуживания прерывания за интервал дискретизации TД. То есть рассчитываемое устройство должно работать корректно, при обеспечении соответствующей работы внешнего устройства.

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

Исходя из разностного уравнения фильтра, можно записать выражения для передаточной функции устройства.

Yn=Xn-0.091*Xn-1-0.13*Xn-2-0.98*Yn-2 –

разностное уравнение, отсюда выражение для передаточной функции будет иметь вид:

,

где . Подставляя значение и заменяя получим выражение для комплексного коэффициента передачи фильтра:

,

модуль от этого выражения даст АЧХ:

- АЧХ ;

в этом выражение - период дискретизации.

Полученная формула для АЧХ справедлива для заданных значений коэффициентов, в реальной ситуации, из-за погрешности в представлении коэффициентов в форме двоичного кода, в виду конечности размерности разрядной сетки МП, значения коэффициентов в выражениях для АЧХ будут другими :

a=0.091(10) ≈ 0.0001011(2)=0.086(10)

b=0.130(10) ≈ 0.0010000(2)=0.125(10)

c=0.980(10) ≈ 0.1111100(2)=0.977(10)

подставив эти значения коэффициентов в разностное уравнение, можно получить выражения для реальной АЧХ фильтра :

Графики АЧХ для заданных и реальных коэффициентов изображены на рис.1 соответственно (пунктиром показаны реальные зависимости). По графикам на рис.2 видно, что реальные и заданные характеристики практически не отличаются.

Рис.1

Рис.2

Для того чтобы оценить устойчивость фильтра, нужно найти полюс передаточной функции

Полюс передаточной функции фильтра расположен внутри единичной окружности на комплексной z плоскости, следовательно фильтр устойчив.

Заключение

В данном курсовом проекте спроектирован цифровой полосовой фильтр на основе МП-системы. Разработана программа на языке команд микропроцессора, которая обеспечивает выполнение МП-системой заданного алгоритма фильтрации. МП-система построена, согласно заданию на курсовой проект, на основе набора К1821 с минимальной конфигурацией. Аппаратная часть фильтра также включает в себя ЦАП и аналоговое устройство – преобразователь ток/напряжение.

Список использованных источников:

 Скачать реферат