【正文】 .................. 23 參考文獻 ................................................................. 24 致 謝 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。在濾波器制造上具有很大的應(yīng)用潛力。 2 系統(tǒng)設(shè)計概述 系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能可以概括為 LCD 顯示、按鍵輸入、 掉電保護、程控濾波、模塊通信以及系統(tǒng)供電 ， 整個設(shè)計過程即是為實現(xiàn)上述功能的軟硬件設(shè)計過程 。 12VDC 轉(zhuǎn)177。 5 VL C D 顯 示電 源 模 塊人 機 交 互 模 塊 濾 波 電 路 模 塊C P U濾 波器程 控 放大輸 出 通道 選 擇串 口 圖 1 系統(tǒng)框圖 3 硬件 電路 設(shè)計 系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分根據(jù)圖 1 的三大模塊 來進行 說明。 模塊 之間使用 串口 進行通信 ， 在模塊調(diào)試的時候 也會用到 RS232 接口來實現(xiàn)單片機 與電腦的通信。該部分的 DC 轉(zhuǎn)化是通過 7812(7805)， 7912（ 7905）實現(xiàn)的。 24V 直流電壓經(jīng)過 7812 和 7912 轉(zhuǎn)化得到。 結(jié)合 題目要求 進行分析 ， 只 使用 芯片 任意 1 個 二階開關(guān)電容有源濾波器 即可滿足需求，故電路設(shè)計如 圖 4 所示，該電路使用了 MAX262 濾波器 A，信號由 INA 端口輸入，經(jīng) 過濾波器后分別從端口 LPA， HPA 輸出低通信號，和高通信號。即 10 倍， 100 倍和 1000 倍 3 個檔位，電路采用 2 級放大， 電路放大公式為 Vo=Vi*(Rx/1K)其中 Rx 為接入開關(guān)的電阻。 C16， 第 7 頁 共 30 頁 R3， R4， S2， 共同構(gòu)成了單片機上電復位電路 ， 當上電瞬間 C16 導通， RST處的瞬時電壓約為 VCC，然后 經(jīng)過 R4 慢慢 放電， RST 處的電壓在上電后一段時間保 持高電平， 最 終 RST 處電壓一直保持 約 為 0V，直到下次斷電后再上電。 液晶接口電路 系統(tǒng)采用 FYD128640402B 字庫液晶， 其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面， 很好的完成顯示功能。采用 I2C 總線方式，與微控制器的接口僅需兩根信號線。模塊間的通信是靠串口實現(xiàn)的。在數(shù)據(jù)分類并對應(yīng)賦值后。//模擬開關(guān)控制腳 設(shè)置 數(shù)據(jù) 寫 入 設(shè)置數(shù)據(jù)（ Q， Fc，濾波方式）儲存在程序存儲器中，程序地址單元如表 2所示，數(shù)據(jù)的寫入即是將對應(yīng)地址的值更新掉。0x0c)。 MAX262外部晶振采用的是 2M 的晶振。 第 15 頁 共 30 頁 表 6 濾波模式設(shè)置表 MODE M1， M0 Filter Functions F0 Q Fn Holp Hobp Hon1 Hon2 OTHER 1 0,0 LP,BP,N 表 3 表 4 F0 1 Q 1 1 2 0,1 LP,BP,N 20F Q 2/ 1 3 1,0 LP,BP,HP LHRR0f 1 Q +LGRR +HGRR Hohp=1 3A 1,0 LP,BP,HP,N 1 Q Hohp=1 4 1,1 LP,BP,AP 2 2Q Hoap=1 Fz=F0,Qz=Q 這 4 種方式的特點如下： 方式 1 在實現(xiàn)全極點低通和帶通濾波器，如巴特沃思、切比雪夫等時很有用，同時能 用于二階的限波濾波器。單片機與 ZLG7290 之間的通信是采用的 I2C 通信協(xié)議。 該系統(tǒng)中， 按鍵鍵值判斷是通過 ZLG7290 芯片實現(xiàn)的，因此，本文只對ZLG7290 的鍵值判斷所涉及到的內(nèi)容作介紹。 確定 鍵值 按鍵的確定是通過 ZLG7290 的鍵值寄存器來確定的。就能對會這個鍵值，完成后續(xù)操作。 液晶與單片機的數(shù)據(jù)傳輸有兩種方式，并行和串行。 //游標開啟函數(shù) void lcd_coursorOff(void)。 GUI 界面設(shè)計，本系統(tǒng)的 GUI 界面設(shè)計如圖 21 所示，開機后顯示歡迎界面，之后通過判斷界面標志位覺得進入的界面，共有 3 個界面分別是，主界面、設(shè)置界面和運行狀態(tài)界面。但同步傳輸方式也有其缺點，即它必須要用一個時鐘來協(xié)調(diào)收發(fā)器的工作，所以它的設(shè)備也較復雜。 式中的 SMOD 是電源管理寄存器 PCON 的最高位。 TMOD |= 0x21。串口發(fā)送數(shù)據(jù)的程序?qū)崿F(xiàn) : void SendChar(uchar send_char) { SBUF=send_char。amp。 case end : begin_flag = 0。 數(shù)據(jù)標號：確定后續(xù)數(shù)據(jù)是用于什么的標志。 將 DDS 輸出峰峰值為 2V的交流信號，頻率由 15K 到 50K 變化，觀察輸出波形在截止頻率處 是否 衰減 到 倍 。 系統(tǒng)測試結(jié)果： 低通模式設(shè)置后輸出呈現(xiàn)低通特性，高通模式設(shè)置后輸出呈現(xiàn)高通特性，測試 輸入交流峰峰值為 2V 記錄的輸出值如下： 表 9 低通 測試數(shù)據(jù) 設(shè)置值 15K 20K 25K 30K 35K 40K 45K 50K 輸出 值 表 10 高通 測試數(shù)據(jù) 設(shè)置值 15K 20K 25K 30K 35K 40K 45K 50K 輸出 值 系統(tǒng)經(jīng)過測試后表明，該濾波器能設(shè)置低通，高通模式，截止頻率在15khz～ 50khz 范圍可調(diào)，步進為 1khz。 該 濾波器操作方便， 具有工作穩(wěn)定、安全性高、系統(tǒng)升級容易等優(yōu)點，具有良好的應(yīng)用價值。很好的完成了設(shè)計要求 。 3. 將 DDS 輸出峰峰值為 2V的交流信號，頻率由 15K 到 50K 變化，觀察 第 23 頁 共 30 頁 輸出波形在截止頻率處的衰減是否是 1/。 結(jié)束位：一幀數(shù)據(jù)結(jié)束標志，用 0Xcc 作為結(jié)束標志位。 break。 } if(begin_flag==1) { switch(re) { case di_gao_flag : q=di_gao_tong。 根 據(jù) 數(shù) 據(jù) 標 號將 數(shù) 據(jù) 賦 入 相應(yīng) 的 數(shù) 組c h a n g _ f l a g = 1b e g i n _ f l a g = 1b e g i n _ f l a g = 0數(shù) 據(jù) 傳 入 觸 發(fā) 串口 中 斷不 是 開 始位 ， 并 且b e g i n _ f l a g = 0？是 數(shù) 據(jù) 開 始位 ？b e g i n _ f l a g = 1？是 否 是 結(jié)束 位 ？NNN返 回YYYYN串 口 中 斷 服 務(wù)函 數(shù) 圖 22 串口中斷服務(wù)程序 相關(guān)函數(shù)如下 //定義標志位 define ready 0xaa //地址位 數(shù)據(jù)開始位 define end 0xcc //結(jié)束位 define di_gao_flag 0x22 //濾波器模式 define fc_flag 0x33 //截止頻率 //下位機接受數(shù)據(jù)， void receive(void) interrupt 4 { unsigned char data re。 //啟動 T1 ES=1。 該系統(tǒng)中 SMOD 為 0， 則定時器 的高位，低位值 TH1=( fosc /384)/B 。 在異步通信中，兩個通信器之間必須具有相同的波特率。 界面共有 2 頁，操作簡單，返 回其他界面是即可將設(shè)置好的參數(shù)賦值到濾波芯片 MAX262 去。 //顯示漢字或字符串 void write_number(unsigned char *p)。 //檢驗忙位是否忙 void write_lcd(unsigned char dat,bit rs)。各種被控制電路均并聯(lián)在這條總線上，每個電路和模塊都有唯一的地址，在信 第 18 頁 共 30 頁 息的傳輸 過程中， I2C 總線上并接的每一模塊電路既是主控器（或被控器），又是發(fā)送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能。 對本系 統(tǒng)而言前面的普通按鍵即可滿足按鍵需求了。正常情況下，微控制器只需要判斷 INT 引腳就可以了。取回鍵值。 方式 4 是實現(xiàn)全通輸出的唯一方式。由于 fc 的設(shè)置參數(shù)多達 6 個，所以需要送 3 次數(shù)據(jù)才行。實現(xiàn)截止頻率的設(shè)置。 來實現(xiàn)。 從 該系統(tǒng)要實現(xiàn)的 任務(wù)出發(fā) ，主要針對 Fc，濾波模式進行更改。 第 10 頁 共 30 頁 ZLG7290 按鍵功能的實現(xiàn)主要依靠 I2C 協(xié)議驅(qū)動的編寫，以及外部中斷的應(yīng)用。本系統(tǒng)用到的最終行列式按鍵電路如圖 12 所示。 s e gcs e ghs e gas e gbD i g0D i g1D i g2D i g3P 3. 3S C LS D AY3C 15C 14C 13+ C7R4 R 11P 2. 7S D AS C LP 2. 6P 2. 1V C CV C CV C CK C 06S B A23K C 15S B B24K C 24S B C1K C 33S B D2K C 422S B E7K C 521S B F8K C 612S B G9K C 713DP10S C L19V C C16S D A20I N T14R S T15G N D11OSC117OSC218U1 圖 11 ZLG7290接口電路 ZLG7290B 是廣州周立功單片機發(fā)展有限公司自行設(shè)計的數(shù)碼管顯示驅(qū)動及鍵盤掃描管理芯片。 PZ是一支 8 個 1K 電阻的排阻， 1 腳是公共端 。 其基本的 外圍電路包括 電源 電路、時鐘電路和復位電路 都 與傳統(tǒng) 51 電路兼容 。 第 5 頁 共 30 頁 OC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q12U67 4 H C 5 7 3A 0 *A 1 *A 2 *A 3 *D 1 *D 0 *WRA0A1A2A3D1D0 圖 5 74HC573鎖存輸出 輸出通道選擇 由于輸出低通，高通的端口不同 ，在不 同 濾波 模式 被設(shè)置時， 需要選擇不同 的端口作為輸出口， 系統(tǒng) 通過模擬開關(guān) CD4052 來進行端口選擇， 在通道 X0和 X1 之間切換，輸入前端加上兩個跟隨器，起到信號隔離的作用， 具體電路如圖 6 所示 。 12V 經(jīng)過 7805 和 7905 轉(zhuǎn)化得到。 C 250. 1uf+ C 2447 0u+ 1 2V +5D 22D I O D E1 23 45 67 89 10J P 3H E A D E R 5 X 2IN1GND2O U T378**R 1178 05V i n2GND1 5V3U2L M 7 905 C TC 2310 4+ C 2647 0u 12 V 1 23 45 67 89 10J P 6H E A D E R 5 X 2D 26 D I O D E1 2 3 4 5J7C O N 55 圖 3 177。 24V 供電。 24V 經(jīng)過 DCDC 轉(zhuǎn)換電路得到要求的電壓。兩個模塊通過串口的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。 5VDC 的工作電壓。 有完整的控制電路，和參數(shù)設(shè)置功能，有 友好的人機界面，指導 操作。