Курсовая работа: Программно управляемый генератор линейно нарастающего напряжения сверхнизкой частоты на микроконтроллере
в регистре TIMSK устанавливается в 2-й бит, разрешающий прерывания по сравнению от первого таймер-счетчика. Следующими двумя командами в регистр MCUCR записывается значение 0b00101010. Установка пятого бита регистра разрешает использование режима пониженного энергопотребления, а значение 4-го бита, равное 0, задает тип режима – Idle Mode. 3-й и 1-й биты, установленные в 1, задают внешнее прерывание по переднему фронту сигнала (по отпусканию кнопки). Далее, запись значения 0b11000000 в регистр GIMSK разрешает внешние прерывания INT0 и INT1.
В блоке инициализации ЖКИ с помощью команд rcall вызываются подпрограммы опроса флага занятости, записи команд в ЖКИ и индикации амплитуды по умолчанию.
В блоке опроса кнопок используются команды sbis, пропускающие следующую за ними команду, если опрашиваемый бит порта установлен в 1 (кнопка не нажата). В противном случае происходит переход по соответствующей метке, где командами ldi в константу freq загружаются требуемое значение. В блоке генерации командами out в порт С, подключенный ко входу ЦАП, загружаются значения амплитуды и нулевые значения, задающие 2 полупериода импульса.
5. Результаты эмуляции программы в пакете VMLAB
Рисунок – Меандр с частотой 5 Гц
Рисунок Меандр с частотой 10 Гц
Рисунок – Меандр с частотой 15 Гц
Рисунок – Меандр с частотой 20 Гц
6. Анализ временных соотношений и оценка погрешностей
С помощью результатов, полученных при эмуляции программы в среде VMLAB, можно оценить частоту полученных сигналов. В первом режиме период меандра оказывается равным 200 мс, как следствие его частота равна 5 Гц и не отличается от заданной в ТЗ. Во втором режиме период меандра равен 100 мс, а частота сигнала – 10 Гц, которая также не отличается от заданной. В третьем режиме период меандра равен 68.0 мс, а его частота равна f = 1000/68.0 = 14.7 Гц. Она отличается от заданной частоты 15 Гц на 0.03 Гц, и в данном случае относительная погрешность частоты сформированного сигнала равна:
е = 0.03/15 = 0.002 = 0.2%
Полученная относительная погрешность меньше заданной в ТЗ – 0.5%, следовательно, требуемая точность полученного значения частоты достигнута.
В 4-м режиме период меандра равен 50 мс, а его частота – 20 Гц, которая не отличается от заданной.
Что касается 1-го, 2-го и 4-го режимов, то погрешность значения частоты есть, но она меньше погрешности измерения частоты сигнала средствами программы VMLAB.
Выводы
В итоге выполнения курсового проекта была разработана схема генератора линейно нарастающего напряжения, а также был составлен алгоритм и текст программы функционирования МК. Полученное устройство обладает следующими характеристиками:
– частота сигнала устанавливается в 4 фиксированных значения
(5, 10, 15 и 20 Гц) 4-мя кнопками. Погрешность значения частоты не превышает 0.5%;
– амплитуда сигнала изменяется в пределах от 0.5 до 5 Вольт 2-мя кнопками увеличения и уменьшения амплитуды через 0.1 Вольт;
– индикация амплитуды осуществляется с помощью ЖКИ на базе контроллера HD44780.
Проверка работоспособности устройства эмулировалась в программе VMLAB, позволяющей описать схему электрическую принципиальную устройства, ввести текст программы функционирования устройства, а также осуществить визуальный контроль над генерируемым сигналом и проверку работы устройства в различных режимах.