Курсовая работа: Проектирование цифрового сглаживающего фильтра
Студент Сумнительнов С. Н.
Группа 912 специальности 2007
2003
Введение
В наши дни, развитие цифровых устройств происходит гигантскими шагами. Очевидно и преимущество применения цифровой обработки сигнала наряду с аналоговым: улучшается помехозащищенность канала связи, бесконечные возможности кодирования информации. Применение микропроцессоров в радиотехнических системах существенно улучшает их массогабаритные, технические и экономические показатели, открывает широкие возможности реализации сложных алгоритмов цифровой обработки сигналов.
Микропроцессоры находят применение при решении широкого круга радиотехнических задач, таких как построение радиотехнических измерителей координат, сглаживающих и экстраполирующих фильтров, устройств вторичной обработки сигналов, специализированных вычислительных устройств бортовых навигационных комплексов, устройств кодирования и декодирования сигналов, весовой обработки пачечных сигналов в радиолокации, различного рода измерительных устройств и т.п. К таким устройствам относятся и цифровые фильтры, для которых стало возможным построение разнообразных частотных характеристик путём их аналитической задачи. При этом реализуемы и фильтры традиционных типов: нижних частот, верхних частот , полосовые и режекторные.
Цифровой фильтр относится к особому типу фильтров и призван убирать из сигнала импульсные проявления (пики и щелчки), сглаживая их. Импульс имеет широкий (в идеале бесконечный) частотный спектр, однако острота его формы определяется именно высокочастотными составляющими.
Фильтр должен быть выполнен на основе МП комплекта К1821 при использовании ЦАП 1108ПА1. МП комплект К1821 состоит из микросхем: К1821ВМ85 - микропроцессор, К1821РФ55 – ПЗУ (емкость – 2 Кб; два 8-разрядных порта ввода-вывода), К1821РУ55 – ОЗУ (емкость –256 байт; два 8-разрядных и один 6-разрядный порты ввода-вывода, встроенный счетчик-таймер).
Входной сигнал цифровой, преобразуется в аналоговый, ЦАП на микросхеме 1108ПА1А.
После прихода сигнала с периферийного устройства (ПУ) на порт ввода в дополнительном цифровом коде на ПУ выдаётся сигнал квитирования. Частота дискретизации FД = 1.2 кГц, разрядность входного сигнала 8. Обработка должна происходить в реальном масштабе времени.
Проектируемое устройство, его базовая конфигурация должны содержать минимальные аппаратные и программные средства, достаточные для выполнения поставленной выше задачи обработки.
Анализ и формализация задачи
Согласно техническому заданию разностное уравнение имеет следующий вид:
Тогда обобщённая структура, описывающая работу фильтра выглядит следующим образом:
где 
- входные отчёты , 
- выходные отчёты, 
- задержка на 
, 
и 
- коэффициенты.
=1.0 
=-0.1 
= 1.0 
=0.64
=1.4 
= 0.5 
= 0.5
Коэффициенты нужны, для того чтобы не было переполнения в восьми разрядах двоичного числа, с которым оперирует процессор. Расчёт производится следующим образом:
Как видно, фильтр должен держать в памяти семь отсчётов одновременно и оперировать с ними, производя арифметические операции.
Произведём внесение коэффициентов в скобки и получим следующие выражения:
Из формул видно что, для формирования выходного отчёта необходимо использовать текущее значение входного отчёта и его предыдущие значения. Для хранения входных, выходных, предыдущих значений отсчетов и промежуточных результатов вычисления необходимо выделить область памяти в ОЗУ.
После программы инициализации, т.е. после настройки работы, таймер начинает формировать импульсы следующие с частотой дискретизации, которые поступают на вывод STBA (PC2) порта С работающего в информационном режиме. В этом режиме через выводы PC0, PC1, PC2 происходит обмен управляющими сигналами для порта А .
По переднему фронту импульса на линии STBA формируется сигнал BF (PC1) "буфер полон" который используется в качестве сигнала квитирования. По заднему фронту импульса STBA формируется сигнал INTR (PC0) который является сигналом прерывания.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--