0006 (Методическое пособие №0006)

мннистегстао ОЕРАзовлния Российской ФедеРАции московский госудАРственный инсппът РАДИОТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (технический университет) Поялскнт возврату 1Ч 0006 ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ Метаднчеекне укятання н зкяяння по выполнению куоеовой Ркботы мииистн ствтюьялзинлиия юссийский я вдсюлции московский госудлРстввииый институт чдиотвхиики элвктгоиики и лвтомлтики ~твхнингский уиивйяситкт> Подвесит аотвряту И О(йб циФРОБые уст РОЙстйл и микРОИРОц~-.ссОРы Методические указашя и задания по аыпоянению курсовой раоопд Дяя стуаентов епецнаяьностн 2(В760 'Радиотехник»" ! ~ набивая' 'я ',.

$аабтттмааа, айт .6ФИйб 5Ит ' ОКА Сос$ввнтель Е.В Ульн$ышсв Рсдалтор А.Л.! 1араыоиов Методические 7 каза$$ня содержат залания на курсовую работу оо лгюц$И$. $$$не "1 1ифроияс ус гро$$ стая и микропроцессорыры" . краткие тсорет$$ческие сведения и требования к офорчлснию работы. Выполнение курсовой работы способс$ вусз получению н закреплению нааьпгов программирования сгрзйста обработки разиотехннческих сигналов иа микропроцсссорах. Методические З ка $ания прслна $начены длт стулснтов с$$с$$иа$$ь$$ости 200700 "Ралнотсхника." Иечатаотся цо решсни$о редакционно-нзлатсльского совета Московского $осуларственио$ о и$$сппуза радиотехники, злек$роникн и автоматики 1тех$$нчсский$ университет).

Рецензенты: А.П. Делов, А.К. Черепанов Литературный рслакгор 11 К. Костыгина Изл. лицензия М 020466 от 04 ОЗ 97 11олннсано в печать 05.$$1 ОО Форчя$6$$х84 1П б. Ьучага офсетная. Печать офсетная Уел. псч л 0,7. Уел. кр -оп 2,В. Уч.-из ь л, 0.75. Тираж 150 зкз. Заказ 6. Ьссплатно. с Московский $эс>дарственный ннш итуг рвлиотехн$$к$$, юскгроинки и ав$очатикн 1гехничсск$$й уннвсрснтст $. 2000 ПРВДИСЛОВИВ Мсголические указания и задания по выполнению курсовой работы по дисциплине "Цифровые устройства и микропроцессоры" для студентов дневной, вечерней и заочной форм обучения радиоте$ап$чесю$х факультетов составлены в соответствии с учебным планом по специальноатн 200700 "Радиотехник".' В качестве заданий на курсовую работу предлпп$лгы близкие к реальным и используемые в современной инженерной практике задачи цифровой фильтрации н коднрованиядекодирования радиотехнических снгнапоа в реальном масштабе времени.

Прггчем зги задачи должны быть репмны программным способом. Составление программ цифровых фильтров н волоков на ассемблере микрокон$роллеров фирмы "Мовио1в" понюлит пргнгбрестц практические навыки разработки прогрмвмных средств высокоскоростной обработки сигналов на совремегпюй злементной базе. Выполнение курсовой работы преследует цезае -закретипь н углубить знание структуры и системы конмид семейства' 8-ми разрядных мнкршюнтрозпмров фирмы "Мсо$ого1$~"; -ризвзпъ навыки программирования различных операций в системе команд ассемблера МК, вклочая составление структурной схемы программы, связать программнр$$ваине арнфмстнческзгх н логических операций в микроконтроллере с реализацией алп$рггг$$оа обработки с$$гиалов.

тВМЫ И СОДВРЖАНИВ КУРСОВЬВ РАВОт 117464. М$$скяа, просп 1Зер$$алск$$го. 73 В задании на выполнение курсовой работы рассматривается задача программирования авода-вывода н обработки снгн$ьзов в реальном масштабе времени. Оппвезся, что отсч0$ы вхолиого 4 сигнала нли кодовые комбинации поступают в МП от внешнего устройства с номером И. Задача, стояшая перел студентом, заключается в написании программы на ассемблере МПК, причем таким образом, чтобы время выполнения программы было как можно меньше. Последнее условие вытекаег из необходимости выполнения всех необходимых вычислений до поступления в оперативную память следуюшего отсчета или кодовой комбинации.

Типовые задания на курсовое проектирование представлены в 56 вариантах, привсдснных в таблицах 1 и 2. Выбор карпани производится по последним двум цифрам номера студенческого билета Первые 32 Варианта содержат задания по программированию цифрового фильтра, а последние 24 содержат залания по программированию колера нли генератора синдрома систематического блочного кода. Типовое задание предусматривает выполненно необходимых вычислений дпя приведения исходных данных к виду, удобному для использования в программе, написанной на ассемблере семейсзва микрокоитргьчлеров. В каждой работе вычисляется время выполнения программы (или фрагмента программы по указанию преподавателя). Курсовал работа представляется й защите в виде пояснительной записки, выполненной на бумаге формата А4 и вюночающей в себя: 1. Титульный лист.

2. Техническое задание (переписывается из настояших методических указаний). 3. Промежуточные вычисленил. 4. Структурную схему программы, 5. Текст программы на ассемблере семейства МК М68НС11. 6 Расчдт времени выполнения программы (фрагмента программы). Залппв курсовой работы может проводиться с помошью отладочного модуля НС11ЕУВ, на котором проверяется 3 пРавильность написания программы Прн зтсы саму программу необходимо перевести на язык кодовых комбинаций. Для выполнения необходимых промежуточных вычислений требуется знать основы алгоритмов цифровой фильтрации и кодирования-декодирования блочньос кодов.

ОПИСЛНИЕ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ Известно, что процесс фильтрации относится к линейным преобркюваниям сигналов. Сипжл на выходе аналогового линейного фильтра с постоянными параметрами описываегсв выражением у(1) ~х(С- т))з(т)г(т . (1) Ф где х(г)- вхцлной сигнал, п(г)-импульсная рвищна фильтра, Если входной сшнал х(1) н имцульснвя реакция й($) дискреппнрованы по времени, то интеграл выроложется в сумму н соответственно Отсчет выходного сипела определится . выражением и у; = ~х,- ВЬВ (2) Таким обрдпом, цифровой фильтр (ЦФ), описывмвгый вырвкением (2), преобразует входную последовательность (х;1 в выходную послеловвтельность (у,). Такой фильтр называется трансверсальным фильтром (ТФ).

Его струят)рива схема (рнс. 1) состоит нз липин задержки на Х элементов н сумматора, в котсдОИ складывакпся сигналы, посзупаюшие с ОтВОдОВ линии задержки, умноженные на агатовые коэффициенты и, . При программной рсалнзации ТФ структура, показанная на риаЛ, соответствует только алгоритму, а не схемной реализации В Выражении (2) выходные Отсчсты (у,) вычислюотся с использованием только посделовкгедвности счсчетов входных сигналов, Такие ЦФ называотся нерекурсиаиыми. Вил импульсной характеристики 4 1О Ь!!) = А, ехр!-е!)соз!ет), 15 а=О.1,5! я ч, 20 б иерекурсивиый 7 нерекурсивный 8 . иерекурсивный 7 Ь1!)-" Ав ехр1-ся)з!а!ая), ! 5 а = О. 3, я ! ь *с.

25 15 14 !5 !б 17 18 нерекурсивиый 10 6 В ! !Ф более обшего вида злемент выходной носзеловагсльиости !у,! формируется ие только из входных отсчетов ! х, ), но и нз ранее Вычисленных выхолиых величин н М У, =. ~~ х,- ьЬь + ~',Уьчйг !5» ь в Ь 1 При вычислении величии у происходит циклическое сбрашжнне к раисе вычисленным величинам. Эта процедура называется рекурсией. Соответствукяннй фильтр называется рекурсивным. Структурная схема рекурсивного цифрового фильтра изображена на рнс.2. Для представления фильтра в рекурсивном виде можно выполнить Е-преобразование послеловательности отсчбтов импульсной характеристики Ь ! !). Выражение для прямого Х- преобразования имеет вил Н(х)=~~~ Ь„к ' Ов) Варианты 'млений по теме "Про~рамчи!х ганне цифровых фильтров" представлены в табл.

1, рекурсивный нерекурсивный 10 Ь(!) = А„! ехр1-ся), иерекурсианый 15 а=. О.!25,0~ ! я~с, нерекурсивный 20 рекурсивный нерскурсивиый нерекурсивный нерекурснвный иерекурсивный 7 нерекурсивный ' 15 Ь1$) = А !3 ехр1-ая), нерекурсивный 25 о = О. 4, ь ! ь о. нерекурсивный 2 Ь!!) = 4!), нерекурсивный 7 йь) =1, О ь ь ~ Т нерекурсивный 16 0,1>т в 20 нерекурснвный 16 п(с) = — т-, А 1+а' 21 нерекурсивный 25 а>0,0~1<с 1О 16 перекуре ивный нерекурснвный Ыс) = -~ —, А« 1 +а в>0,061~ 24 нерекурсивный 25 рекурсивный нерекурсивный 10 Ыс) = Асехр(-ас)соя'(ат), нерекурсивный ' 20 а = 0.2„пят < о нерекурсивный 30 25 26 )й 28 29 30 31 32 рекурсивный нерекурсивный нерекурснвный нерекурсивный 7 Ыг) = А«ехр( — ас)я(п'(ая), 15 а = О.

3с 0 я с < с, 25 ' Отсчеты входного сипшла пред ставшпотся в виде полоиопельных или отрищпельных чисел длины 6 бит, Козффнциенты представляются в виде положительных или отрицательных дробных чисел, меньших единицы. Результат должен быть прелставлен в виде духбайтовых отсчетов на выходе цифрового фильсрв, у которых младший байт - дробная часть отсчета. а сирший байт - целая часть отсчета. При выполнении операции сложессия (особенно большого числа слагясмьсх) удобно п)ждссввлять слагаемые в лополнптезьиом коде.