Это полностью удовлетворяет нашим требованиям, для обеспечения требуемой модуляции и реализации метода кодирования NBDP. А также фирма Analog Devices поставляет со своими процессорами мощные программные продукты для отладки и записи программ в DSP, что делает данный цифровой сигнальный процессор еще более приемлемым для нас.

3.2 Выбор кодека

Как было видно из пункта 3.1 , цифровой сигнальный процессор не занимается преобразованием аналогового сигнала в цифровой и наоборот, это делают АЦП и ЦАП. Вот таким комбинированным АЦП/ЦАП являются микросхемы CODEC.

Их как и DSP существует большое количество, но мы также остановимся на микросхемах фирмы Analog Devices. Т.к. в роли цифрового сигнального процессора нами выбран ADSP 2181, то выбираем звуковой кодек AD1847 с последовательным цифровым интерфейсом совместимым с ADSP 21xx.

Рисунок 3.4 - Графическое изображение Codec AD1847

Параметры AD1847:

Тип сигнала - моно/стерео

Преобразование- АЦП / ЦАП

Напряжение питания- + 5 V

Диапазон выходных частот- 20 Hz ... 20 kHz

Наличие фильтров: цифровой фильтр;

аналоговый фильтр НЧ;

Максимальная тактовая частота- 27 MHz

Аналоговый вход- 2

Вспомагательный аналоговый вход - 1

Аналоговый выход - 1

Рассмотрим назначение выводов и принцип работы кодека:

VCC - питание + 5 V. Источник питания тот же, что и ADSP - 2181.

GND - земля.

GNA - земля аналогового сигнала

SCLK - тактовый генератор последовательной передачи данных. (значение зависит от XTAL1,XTAL2 ) при установленном XTAL1 значение будет 12,288 MHz, при XTAL2 11,2896 MHz.

SDFS - синхронизация последовательных данных.

SDI, SDO - прием и передача данных из последовательного порта DSP. ( Serial Data Input и Serial Data Output ). Обмен данными может осуществляться как с DSP, так и любым HOST - процессором. Размер даных - 16 бит.

RST - при установке низкого уровня , происходит инициализация всех регистров начальными значениями. (RESET)

PWD - также установке низкого уровня , происходит инициализация всех регистров начальными значениями и перевод чипа в режим пониженного энергопотребления, при котором Vref и аналоговые выводы земли - отключены.

BM - при наличии на этот выводе высокого уровня сигнала , на шине устанавливается сигнал MASTER, и происходит передача данных в DSP по порту RXD0. В случае низкого уровня сигнала на шине устанавливается сигнал SLAVE, и происходит прием данных от DSP по порту TXD0.

CLKO - (clock output) выход тактового генератора. Значение зависит от XTAL1, XTAL2: при установленном XTAL1 значение будет 12,288 MHz, при XTAL2 16,9344 MHz.

Аналоговые выводы приема/передачи

LI1L - линейный вход 1 для левого канала

LI1R - линейный вход 1 для правого канала

LI2L - линейный вход 2 для левого канала

LI2R - линейный вход 2 для правого канала

AI1L - вспомагательный вход 1 для левого канала

AI1R - вспомагательный вход 1 для правого канала

AI2L - вспомагательный вход 2 для левого канала

AI2R - вспомагательный вход 2 для правого канала

LOL - линейный выход для левого канала

LOR - линейный выход для правого канала

X2O, X2I - от кварцевого резонатора 16,9344 MHz.

X1O, X1I - от кварцевого резонатора 24,576 MHz.

Исходя из этого выбираем кварцевый резонатор X2 с частатой 16, 9344 MHz, а X3 с частатой 24, 576 MHz.

Выбранные кварцевые резонаторы включаются по стандартной схеме с двумя параллельными конденсаторами по 18 pF.

Конденсаторы C31, C32, C36, C37 выбираем емкостью 18 pF.

FLTL - левый канал фильтра. Используется для подключения стандартного конденсатора 1 мкФ.

FLTR - правый канал фильтра. Используется для подключения стандартного конденсатора 1 мкФ.

Исходя из этого выбираем конденсаторы C40 и C41 емкостью 1 мкФ.

VRO - внешнее опорное напряжение. Величина 2,25 V. Запрещается подключение к данному выводу какой - либо нагрузки

VRI - внутренее опорное напряжение.

Рисунок 3.5 - Схема включения опорного напряжения

Из схемы включения видно, что выходное опорное напряжение используется для аналоговых сигналов. Исходя из данной стандартной схемы включения конденсаторы C46 и C47 выбираем емкостью 10 мкФ, а конденсатор C45 = 0.1 мкФ.

Рисунок 3.6 - Функциональная блок - схема кодека AD1847

В данном разделе были рассмотрены функции кодека ADSP 2181 , назначения выводов и принцип работы. Также были выбраны все необходимые элементы для стандартной схемы включения.

Выбраный кодек поностью совместим с ADSP 2181 , имеет 16-ти разрядный последовательный порт, чего вполне достаточно для реализации нашего устройства кодирования - декодирования информации.

Практически все рассмотренные функции данного кодека необходимы для реализации нашего устройства и будут задействованы.

3.3 Выбор драйвера интерфейса RS - 232

Драйверы интерфейса RS - 232 служат для согласования с host - компьютером использующим уровни сигнала RS - 232 и асинхронный последовательный порт.

Выбираем драйвер интерфейса RS - 232 фирмы Analog Devices ADM232A.

Рисунок 3.7 - Графическое изображение драйвера RS - 232 ADM232A

Основные параметры:

Скорость передачи - 200 kB/s.

Напряжение питания - 5 V.

2 TTL/CMOS входа (выхода) ( от DSP )

2 RS - 232 входа (выхода) ( от ЭВМ )

Выходной уровень сигнала - + 9 V ( на ЭВМ )

Входной уровень сигнала - + 30 V (от ЭВМ )

Корпус DIP 16.

Совпадение по выводам с MAX232A.

Диапазон рабочих температур: -40 0C ... +85 0C

Назначение выводов AD232A:

V+ - внутренняя генерация позитивного напряжения ( +10 V )

V- - внутренняя генерация негативного напряжения ( -10 V )

С1+ - подключение внешнего конденсатора 1 номиналом 0.1 мкФ ( плюсом к этому выводу)

С1- - подключение внешнего конденсатора 1 номиналом 0.1 мкФ ( минусом к этому выводу)

С2+ - подключение внешнего конденсатора 2 номиналом 0.1 мкФ ( плюсом к этому выводу)

С2- - подключение внешнего конденсатора 2 номиналом 0.1 мкФ ( минусом к этому выводу)

TR1IN - первый вход сигнала с TTL/CMOS уровнем от DSP. Внутри микросхемы находится резистор номиналом 400 кОм подключаемый к данному выводу и соединенный с Ucc = + 5 V.

TR2IN - второй вход сигнала с TTL/CMOS уровнем от DSP. Внутри микросхемы находится резистор номиналом 400 кОм подключаемый к данному выводу и соединенный с Ucc = + 5 V.

TR1OUT - первый выход сигнала с уровнем для интерфейса RS - 232. (уровень + 9 V).

TR2OUT - второй выход сигнала с уровнем для интерфейса RS - 232. (уровень + 9 V).

RC1IN - первый вход сигнала с уровнем от интерфейса RS - 232 из host - компьютера (ЭВМ). Внутри микросхемы находится резистор номиналом 5 кОм подключаемый к данному выводу и соединенный с землей.

RC2IN - второй вход сигнала с уровнем от интерфейса RS - 232 из host - компьютера (ЭВМ). Внутри микросхемы находится резистор номиналом 5 кОм подключаемый к данному выводу и соединенный с землей.

RC1OUT - первый выход сигнала с уровнем TTL/CMOS образованным из сигнала поступившего по интерфейсу RS - 232 из host - компьютера (ЭВМ).

RC2OUT - второй выход сигнала с уровнем TTL/CMOS образованным из сигнала поступившего по интерфейсу RS - 232 из host - компьютера (ЭВМ).

Рисунок 3.8 Функциональная блок - схема драйвера ADM232A

Рисунок 3.9 - Схема включения драйвера интерфейса RS - 232 AD232A

Исходя из данной стандартной схемы включения выбираем конденсаторы C25,C26,C27,C28 номиналом 0.1 мкФ.

Рассмотренный драйвер интерфейса RS-232 способен обеспечивать высокое быстродействие при работе с последовательным портом, что в нашем устройстве, которое оснащено скоростным DSP, очень важно, а также способен работать с сигналами ТТЛ-уровня, которые используются нашим DSP. Следовательно данный драйвер полностью подходит для обеспечения связи по последовательному порту с ЭВМ.

3.4 Выбор памяти с ультрафиолетовым стиранием (EPROM)

Микросхема памяти с ультрафиолетовым стиранием необходима в нашем устройстве для хранения в ней программы под цифровой сигнальный процессор, которая и будет реализовывать алгоритм кодирования - декодирования.

ADSP -2181 способен работать не более, чем с 4 Мб внешней памяти.

Рассмотрим микросхемы памяти серии AM27Cxxx:

Таблица 3.1 - Объем памяти EPROM серии AM27Cxxx.

Т.к. выбранный нами цифровой сигнальный процессор

ADSP-2181 имеет расширенную систему команду, по сравнению со своими предшественниками, и хранит в памяти большое количество оперативной информации (стек, регистры, указатели и т.п.), то только для его нормальной работы необходим большой объем памяти.

А так как кроме того, мы проектируем большую программу по кодированию-декодированию информации, инициализации DSP и кодека, а также организации способа частотной модуляции, то дополнительно к этому нам еще требуется не менее 500 Kb.

Итого вобщем необходимо не менее 600 Kb.

Выбираем микросхему с максимальным объёмом памяти 1 Мб AM27C080.

Рисунок 3.10 - Графическое изображение EPROM AM27C080.

3.5 Выбор вспомагательных элементов схемы

Схема питания устройства:

На наше устройство должно подаваться питание от 8 до 10 вольт ( берется из набора стандартных питаний на судах дальнего плавания).

Микросхемы нашего устройства питаются от +5 V. Для этого выбираем

регулятор напряжения LM7805, на вход которого подается напряжение от 8 до 10 V, а на выходе получается +5V. Ниже представлена схема подачи питания и стандартная схема включения микросхемы LM7805.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13