【正文】 ............................ 24 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................................ 26 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) .......................................................................................... 26 主程序功能 ............................................................................................ 26 主程序流程圖 ........................................................................................ 27 主程序清單 ............................................................................................ 27 MAX262 模塊程序設(shè)計(jì) ............................................................................... 28 快速設(shè)計(jì)過(guò)程 ........................................................................................ 28 0f 和 Q 的編程 ...................................................................................... 29 參數(shù)設(shè)置及程序地址 ............................................................................ 31 程序設(shè)計(jì)例子 ........................................................................................ 33 擦除 FLASH 模塊設(shè)計(jì) ................................................................................ 34 位操作模塊設(shè)計(jì) .......................................................................................... 36 語(yǔ)音播放程序的設(shè)計(jì) .................................................................................. 37 語(yǔ)音播放程序的功能 ............................................................................ 37 語(yǔ)音播放程序流程圖 ............................................................................ 37 語(yǔ)音播放程序設(shè)計(jì) ................................................................................ 38 語(yǔ)音播放中斷服 務(wù)程序的設(shè)計(jì) .................................................................. 39 語(yǔ)音播放中斷服務(wù)程序的功能 ............................................................ 39 語(yǔ)音播放中斷服務(wù)程序流程圖 ............................................................ 40 語(yǔ)音 播放中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) ................................................................ 40 第五章 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)和整機(jī)調(diào)試 ........................................................ 42 硬件系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì) .................................................................................. 42 主機(jī)系統(tǒng)的抗干 擾設(shè)計(jì) ........................................................................ 42 目錄 V 輸入信號(hào)的抗干擾設(shè)計(jì) ........................................................................ 43 軟件抗干擾設(shè)計(jì) .......................................................................................... 43 第六章 結(jié)論及展望 ............................................................................... 45 參考文獻(xiàn) .............................................................................................. 46 致 謝 ................................................................................................... 47 附 錄 ................................................................................................... 48 第一章 緒論 1 第 一 章 緒論 課題的背景和 意義 在近代電信設(shè)備和各類控制系統(tǒng)中，濾波器應(yīng)用極為廣泛，從某種意義上來(lái)說(shuō)濾波器的發(fā)展進(jìn)程就代表了電子業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，在所有的電子部件中，使用最多、技術(shù)最為復(fù)雜的要算濾波器了。整個(gè)系統(tǒng)的控制和操作全部 由凌陽(yáng)單片機(jī)通過(guò)控制電路完成，如各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)量、各種信號(hào)之間的切換、 LCD 顯示、實(shí)時(shí)語(yǔ)音播報(bào)等。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：基于 AD603 增益可控放大器電路、基于 MAX262 的程控濾波器電路、單片機(jī)控制電路、語(yǔ)音電路、電源電路、程序下載區(qū)電路和理論分析計(jì)算以及軟件實(shí)現(xiàn)等。 XXXXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 程控濾波器 的 設(shè)計(jì) 申請(qǐng) XXXX 大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 學(xué) 院： 電氣與電子工程學(xué)院 專 業(yè)： XXXXXXX 學(xué)生姓名： XXX 指導(dǎo)教師： XXX 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：二 XXX年二月二十三日～六月 十 二 日 共 16周 中文摘要 I 摘要 本文設(shè)計(jì) 了 一個(gè)程控濾波器系統(tǒng)。該系統(tǒng)以凌陽(yáng)單片機(jī) SPCE061A 作為控制中心，用美國(guó) Maxim公司的可編程開(kāi)關(guān)電容型通用濾波器 MAX262 專用程控濾波器芯片來(lái)完成濾波功能，用美國(guó) ADI 公司的增益可程控集成運(yùn)算放大器AD603 來(lái)完成信號(hào)放大功能。在該系統(tǒng)采用 AD603與 MAX262 相結(jié)合的方式，通過(guò)濾波器的軟件設(shè)計(jì)可以用鍵盤(pán)設(shè)置不同的工作模式 ， 分別完成巴特沃茲低通濾波器、巴特沃茲高通濾波器和四階橢圓型低通濾波器功能，濾波器的通帶、截止頻率等參數(shù) 也 可通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能很好地實(shí)現(xiàn)濾波器的程控，使用方便，具有較高的性價(jià)比、實(shí)用性和使用價(jià)值。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對(duì)濾波器的研究和生產(chǎn)歷來(lái)為各國(guó)所重視。因此就有必要采用多種截止頻率的濾波器，用程控方法對(duì)頻率動(dòng)態(tài)范圍寬的信號(hào)進(jìn)行濾波。 在我國(guó)程控濾波器還處于發(fā)展階段，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家我們還有不小的差距，所以我們必須投入更大的努力改變這一現(xiàn)狀，從而做到不求人，只求己。 20 世 紀(jì) 50 年代無(wú)源濾波器日趨成熟。導(dǎo)致 RC 有源濾波器 、數(shù)字濾波器、開(kāi)關(guān)電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展，到 70 年代后期，上述幾種濾波器的單片集成已被研制出來(lái)并得到應(yīng)用。 90 年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應(yīng)用于各類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā) 和研制。 濾波器的分類 濾波器有各種不同的分類，一般有如下幾種 ： （ 1）按處理信號(hào)類型分類 按處理信號(hào)類型分類，可分為模擬濾波器和離散濾波器兩大類。當(dāng)然，每個(gè)分類又可繼續(xù)分下去。因此，我們不必苛求這種 “精確 ”分類，只是讓人們了解濾波器的大體類型，有個(gè)總體概 念就行了。 （ 3）按頻率通帶范圍分類 按頻率通帶范圍分類，濾波器可分為低通、高通、帶通、帶阻、全通五個(gè)類別，而梳形濾波器屬于帶通和帶阻濾波器，因?yàn)樗兄芷谛缘耐◣Ш妥鑾?。程控濾波器是目前最為高端的濾波器，對(duì)于 頻率在幾赫茲到幾千赫茲之間不等的信號(hào)很有必要采用多種截止頻率的濾波器，用程控方法對(duì)頻率動(dòng)態(tài)范圍寬的 信號(hào)進(jìn)行濾波。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及指標(biāo) 本系統(tǒng) 以凌陽(yáng)單片機(jī) SPCE061A 作為控制中心，整個(gè)系統(tǒng)的控制和操作全部由單片機(jī)控制電路完成，如各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)量、各種信號(hào)之間的切換、 LCD顯示、實(shí)時(shí)語(yǔ)音播報(bào)等。用兩級(jí) AD603 增益可控放大器完成信號(hào)放大功能。 設(shè)計(jì)任務(wù) 程控濾波器的設(shè)計(jì)包括以下設(shè)計(jì)內(nèi)容： (1) 前級(jí) 放大器部分，要求增益可調(diào) 。 (3) 要求濾波器的 截止頻率、 Q 值和 通帶等參數(shù)可設(shè)置。 (2) 濾波器可設(shè)置為高通濾波器，其 3dB 截止頻率 fc 在 1kHz~20kHz 范圍內(nèi)可調(diào)，調(diào)節(jié)的頻率步進(jìn)為 1kHz， 處的放大器與濾波器的總電壓增益不大于 30dB。 (4) 有設(shè)置參數(shù)功能。 (6) 設(shè)計(jì)一個(gè)四階橢圓低通濾波器，帶內(nèi)起伏 ≤1dB， 3dB 通帶為 50kHz，要求放大器與低通濾波器在 200kHz處的總電壓增益小于 5dB， 3dB 通帶誤差不大于 5%。方案論證部分列舉了各個(gè)可能實(shí)現(xiàn) 本 課題要求的方案 并進(jìn)行比較選取最佳方案。 方案論證 本設(shè)計(jì)方案論證部分分為控制模塊方案設(shè)計(jì)和增益放大控制模塊設(shè)計(jì)兩部分。 控制模塊方案設(shè)計(jì) 方案一 基于 AT89C52 單片機(jī)和 FPGA 主控方案設(shè)計(jì) 如圖 21 所示，為方案一 的 設(shè)計(jì)方框 流程 圖。在本程控濾波器的設(shè)計(jì)中 ,用 AT89C52單片機(jī)控制 MAX262 的傳遞函數(shù)，獨(dú)立編程設(shè)置其中心頻率和品質(zhì)因數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能控制，并且可通過(guò)附帶的濾波器設(shè)計(jì)軟件任意改善濾 波特性 ，利用 FPGA 模塊產(chǎn)生頻率變化范圍較寬的方波頻率信號(hào) ,該信號(hào)可以作為數(shù)字濾波器的參考輸入信號(hào)和待測(cè)單元的信號(hào)源。 本 方案主要由信號(hào)放大模塊 、濾波 模塊 、時(shí)鐘 模塊 、單片機(jī)控制 模塊 和液晶顯示 模塊 等 部分 組成。提出了采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)為開(kāi)關(guān)電容濾波器提供時(shí)鐘脈沖 ,有效地控制高 /低濾波電路的截止頻率。 以凌陽(yáng)單片機(jī) SPCE061A作為控制中心，整個(gè)系統(tǒng)的控制和操作全部由單片機(jī)控制電路完成，如各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)量、各種信號(hào)之間的切換、 LCD 顯示 和 實(shí)時(shí)語(yǔ)音播報(bào)等。 MAX262 是專用程控濾波器芯片， 可以 通過(guò) 軟件 設(shè)置 為 不同的工作模式，完成巴特沃茲低通濾波器、巴特沃茲高通濾波器和四階橢圓型低通濾波器功能。此外， AT89C52 設(shè)有靜態(tài)邏輯，用于運(yùn)行到零頻率，并支持軟件選擇的節(jié)電運(yùn)行第二章 設(shè)計(jì)方案及論證 6 方式和空閑方式，使 CPU停止工作，而允許 RAM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行 VI 和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。由于時(shí)鐘被凍結(jié)，一切功能都停止，只有片內(nèi) RAM 的內(nèi)容被保存，直 到硬件復(fù)位才恢復(fù)正常工作。通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)帶寬為 30～ 50 kHz的帶通濾波。另外對(duì)于要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)數(shù)，液晶顯示， D/A 轉(zhuǎn)換等功能時(shí)，51 單片機(jī)需要 的 外圍擴(kuò)展電路較多。由于選用了開(kāi)關(guān)電容濾波器和直接數(shù)字頻率合成技術(shù) ， 設(shè)計(jì)的程控濾波性能優(yōu)越 ， 電路簡(jiǎn)單 ， 可靠性高。直接數(shù)字頻率合成技術(shù) Direct Digital Synthesis, DDS 是一種把一系列數(shù)字量形式的信號(hào)通過(guò) DAC 轉(zhuǎn)換成模擬量形式的合成技術(shù)。 方案三 采用 了凌陽(yáng) 16 位單片機(jī) SPCE061A 作為控制芯片。該單片機(jī)內(nèi)