\
М И К Р О К О Н Т Р О Л Л Е Р Ы
l
частота сигнала. Рекомендуется, что-
бы частота ШИМ была, по меньшей
мере, в четыре раза выше (в зависи-
мости от выходного фильтра).
Это может быть достигнуто или сни-
жением частоты сигнала, или увеличе-
нием частоты тактовых импульсов, или
снижением разрешения сигнала.
В этом примере частота отсечки
выходного фильтра установлена рав-
ной®Ю0 Гц, что составляет прибли-
зительно одну четверть частоты
ШИМ (15686 Гц).
Частота системного таймера и
разрешение ШИМ определяют час-
тоту ШИМ.
При частоте системного таймера
8
МГц, частота 10-битной ШИМ рав-
на 3922 Гц
(8
МГц/2 • 210 = 3922 Гц),
7843 Гц для 9-битного разрешения, и
15686 Гц для
8
-битного разрешения.
Только высокое значение часто-
ты (15686 Гц) достаточно, чтобы слу-
жить в качестве несущей частоты для
4000 Гц сигнала. Поэтому, первона-
чальная
10
-битная цифровая выбор-
ка преобразуется в
8
-битную.
Выходной фильтр сглаживает вы-
ходной сигнал и удаляет высокочас-
тотную несущую ШИМ сигнала. Ре-
зультирующий выходной сигнал для
сигнала из примера похож на тот, что
изображен на
рис. 8.
Если исключить
ошибку квантования (она очень боль-
шая в данном примере, т.к. исполь-
зуется только
8
цифровых значений)
и отсутствующее усиление, то сигнал
полностью похож на входной анало-
говый сигнал
(рис. 1).
Пользователь может управлять зву-
ковой системой через три кнопки
S1.
..S3
(рис. 9),
которые называют-
ся: “Очистка”, “Запись” и “Воспроиз-
ведение”. Если кнопки не нажаты, то
внутренний нагрузочный резистор
обеспечивает Vcc на PD0.
..PD2. На-
жатие кнопки переключает входную
линию на GND.
В качестве обратной связи для
пользователя выступает LED, ото-
бражающий состояние системы.
DataFlash напрямую подключается
к AVR микроконтроллеру через шину
SPI. В случае использования опции ISP
перепрограммирования AVR, нагру-
зочный резистор R4 на линии Chip
Select (#CS) предотвращает DataFlash
от перехода в активное состояние.
Если опция ISP не используется, то
этот резистор может отсутствовать.
Аналоговое напряжение, AVCC,
подключается к Vcc через RC-фильтр
нижних частот. Опорное напряжение
устанавливается равным AVCC
Кварцевый резонатор с двумя
развязывающими конденсаторами
(22 пФ) генерирует системные такто-
вые импульсы.
Микрофонный усилитель
(рис. 10)
является простым инвертирующим
усилителем. Коэффициент усиления
устанавливается через R1 и R9 (коэф-
фициент усиления K=R1/R9). R4 пред-
назначен для питания микрофона, а С
1
блокирует любые DC составляющие
на входе усилителя. R2 и R3 устанав-
ливают смещение. R5 и С
8
формиру-
ют простой фильтр нижних частот пер-
вого порядка. Также R5 защищает уси-
литель от любых повреждений, если
выходная цепь закорочена.
Цепь динамика состоит из фильтра
нижних частот Чебышева пятого по-
рядка и усилителя с единичным ко-
эффициентом усиления.
Фильтр состоит из двух фильтров
Чебышева второго порядка с расстро-
енными контурами (R
6
, R7, R
8
, С2, С7
и R7, R10, R11, С9, С5) и пассивного
фильтра первого порядка (R11, С4).
Частоты отсечки этих трех фильтров не-
много сдвинуты относительно друг дру-
га (“расстроены”) для ограничения не-
равномерности в полосе пропускания
всей цепи фильтра. Суммарная часто-
та отсечки установлена равной 4000 Гц,
что приблизительно равно одной чет-
верти частоты ШИМ(15686 Гц).
Усилитель с единичным коэффици-
ентом усиления защищает цепь от воз-
никновения обратной связи с выхода.
СЗ блокирует любую DC состав-
ляющую на входе динамика.
Настройка
Когда программа запущена, порты
должны быть настроены. Это делается-
в подпрограмме “setup” (установка).
Протокол SPI определяет одно ус-
тройство как “ведущее”, а другие уст-
ройства, подключенные к “ведущему”,
как “ведомые”. В данном примере, мик-
роконтроллер AVR выступает в роли
“ведущего”, a DataFlash в роли “ведо-
мого”. Так как AT90S8535, в данном
примере, является только “ведущим”,
то в этом примере вывод SS может
быть использован как вывод I/O.
SPI интерфейс AT90S8535 опреде-
лен как альтернативная функция PortB
(РВ5.
.. РВ7). В данном примере, управ-
ляющие сигналы для DataFlash являют-
ся также настроечными на PortB
x(t)
9t
8
Рис. 7.
Фильтрованный выходной
ШИМ сигнал
x(t)
I I ни
D D 1 A T 90S S S 3S
о т м и к р о ф о н н о й
<
ц е п и
S1 “О ч и с т к а “
S 2 “З а п и с ь "
S 3 “В о сп р о и з ве д е н и е ’
Vcc
РВО
Р В 1
Р В 2
Р В З
РВА
M O S I
M IS O
A D C 0
S C K
О С 1 В
P D 0
P D 1
P D 2
A G N D
A Vcc
G N D
A R E F
X T A L 1
X T A L 2
Z Q 1
8 М Гц
С1
22
со О
О
42
5 €
qTSTcS
СО
со со
о
—^
к ф и л ь т р у и
у с и л и т е л ю
R 2
100
.СЗ
0,1 м к
С 2
'22
Д Ё З Е Т
___
Vcc
R E A D Y /B S Y
W P
SI
S O
S C K
G N D
D D 2 A T 4 5 0 D B 1 6 1
- 1-
Рис.
8
.
Выходной ШИМ сигнал
Радиолюбитель - 10/2004 |
Рис. 9.
Схема соединения микроконтроллера и памяти
---------------------------------------------------- 1 35
предыдущая страница 34 Радиолюбитель 2004-10 читать онлайн следующая страница 36 Радиолюбитель 2004-10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст