Программирование микроконтроллера

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА - ЮГРЫ

Сургутский государственный университет (СурГУ)

Кафедра радиоэлектроники и электроэнергетики

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЭС И РПУ

Пояснительная записка к проекту

Студенты гр. 604-41

Исмагилов С. Г.

Руководитель проекта

Доцент кафедры радиоэлектроники

и электроэнергетики

Демко А.И.

2017



Содержание

1. Цель и задачи проекта

2. Обоснование структуры передатчика

3. Создание и обоснование структурной схемы радиопередатчика

3.1 Дискретная амплитудная модуляция (ДАМ)

3.2 Дискретная частотная модуляция (ДЧМ)

3.3 Дискретная фазовая модуляция (ДФМ)

3.4 Амплитудно-фазовая модуляция (АФМ)

3.5 Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ)

4. Расчет принципиальной схемы передатчика и обоснование решений

4.1 Расчет цифроаналоговых преобразователей

4.2 Расчет аналоговых ключей

4.3 Расчет аналоговых перемножителей

4.4 Расчет интеграторов

4.5 Расчет сумматоров

4.6 Расчет аттенюатора

5. Расчет выходного каскада передатчика

6. Программирование микроконтроллера

Заключение

Список литературных источников

передатчик дискретный квадратурный частотный



Цель и задачи проекта

Цель проекта: обоснование перспектив применения микропроцессорной техники в рамках изучения таких дисциплин как теория электрической связи и радиопередающие устройства.

Задачи проекта:

создание и обоснование структурной схемы радиопередатчика на основе микроконтроллера с изменяемым типом модуляции;

применение конкретных схемотехнических решений для отдельных узлов передатчика.



2. Обоснование структуры передатчика

Основой проектируемого радиопередатчика является микроконтроллер семейства MSP432 фирмы Texas Instruments.

Применение микроконтроллера позволит:

уменьшить энергопотребление устройства;

использовать цифровые методы модуляции сигнала;

существенно упростить принципиальную схему передатчика.



3. Создание и обоснование структурной схемы радиопередатчика

В проектируемой схеме будут применяться следующие типы модуляции:

дискретная амплитудная модуляция (ДАМ): двухпозиционная, четырехпозиционная и шестнадцатипозиционная;

дискретная частотная модуляция (ДЧМ): двухпозиционная, четырехпозиционная и шестнадцатипозиционная;

дискретная фазовая модуляция (ДФМ): двухпозиционная и четырехпозиционная;

амплитудно-фазовая модуляция (АФМ): шестнадцатипозиционная;

квадратурная амплитудная модуляция (КАМ): шестнадцатипозиционная.

Все виды модуляции, за исключением частотной, будут реализованы методом сложения квадратурных составляющих поскольку данный метод получения модулированных колебаний является универсальным практически для всех перечисленных видов модуляции. Данный подход позволит минимизировать количество используемых аппаратных узлов в конечном устройстве. Часть узлов, представленных на структурной схеме, будет реализована программным образом.

Структурная схема радиопередатчика представлена на листе № 29.

Структурные схемы модуляторов, реализованные в проектируемом устройстве.



3.1 Дискретная амплитудная модуляция (ДАМ)

Рисунок 1. Структурная схема модулятора ДАМ - 2.

Рисунок 2. Структурная схема модулятора ДАМ - 4.

Рисунок 3. Структурная схема модулятора ДАМ - 16.



3.2 Дискретная частотная модуляция (ДЧМ)

Рисунок 4. Структурная схема модулятора ДЧМ - 2.

Рисунок 5. Структурная схема модулятора ДЧМ - 4.

Рисунок 5. Структурная схема модулятора ДЧМ - 16.

3.3 Дискретная фазовая модуляция (ДФМ)

Ввиду того, что структурная схема модулятора ДФМ-2 фактически совпадает со структурной схемой модулятора ДАМ-2, не имеет смысла представлять ее в данной работе второй раз.

Рисунок 7. Структурная схема модулятора ДФМ - 4.

3.4 Амплитудно-фазовая модуляция (АФМ)

Рисунок 8. Структурная схема модулятора АФМ - 16.



3.5 Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ)

Рисунок 9. Структурная схема модулятора КАМ - 16.



4. Расчет принципиальной схемы передатчика и обоснование решений

Из соображений упрощения схемы устройства и более рационального использования ресурсов микроконтроллера было принято решение реализовать часть функциональных блоков радиопередатчика на микроконтроллере.

На микроконтроллере будут реализованы следующие функциональные блоки:

ключи: К1, К2, К4, К5, К6;

генератор синусоидальных колебаний (Г);

преобразователи кода: ПрК1, ПрК2, ПрК3;

преобразователь последовательного кода в параллельный (S/P);

фазовращатель на /2;

Остальные функциональные блоки являются аналоговыми, либо аналогово-цифровыми.

4.1 Расчет цифроаналоговых преобразователей

Из соображений упрощения схемы передающего устройства было принято решение использовать готовые микросхемы цифроаналоговых преобразователей.

По результатам поиска было установлено, что данные комплектующие можно приобрести у компании-изготовителя микроконтроллера, что может значительно упростить массовое производство, т.к. снимает необходимость закупать комплектующие у нескольких компаний.

Было принято решение производить выбор ЦАП среди микросхем серии DAC08XX. Помимо данного семейства, фирма Texas Instruments производит микросхемы ЦАП серии TLCXXXX. Однако микросхемы данного семейства не рассматриваются в качестве альтернативы серии DAC08XX по следующим причинам:

помимо TLC7524 , все остальные схемы имеют более одного выходного канала, что не требуется в данном устройстве;

все микросхемы данной серии способны подавать на выход напряжение обеих полярностей, что не требуется в данном устройстве.

Прочие серии микросхем ЦАП фирмы Texas Instruments не были рассмотрены ввиду того, что они либо имели чрезмерно высокую разрядность (более 8 бит), либо имели последовательный входной интерфейс, а не параллельного.

Таблица 1 - Типы ЦАП.

Наименование	DAC0808	DAC0800	DAC0802	DAC0832	DAC0830
Размерность, бит	8	8	8	8	8
Кол-во каналов	1	1	1	1	1
Архитектура	Перемнож. ЦАП	Перемнож. ЦАП	Перемнож. ЦАП	Перемнож. ЦАП	Перемнож. ЦАП
Интерфейс	Параллел.	Параллел.	Параллел.	Параллел.	Параллел.
Тип выхода	Ток	Ток	Ток	Ток	Ток
Мин. вых. Значение, мА (В)	0	0	0	0	0
Макс. вых. Значение, мА (В)	4,2	2	2	1	1
Время установления уровня, мкс	0,15	0,1	0,1	1	1
Опорное напряжение	Внешний источник	Внешний источник	Внешний источник	Внешний источник	Внешний источник
Диапазон раб. температур, С	0 - 70	0 - 70	0 - 70	0 - 70	0 - 70

В качестве функционального блока АЦП была выбрана схема DAC0808.

Причины выбора:

наиболее широкий динамический диапазон выходных значений тока схемы;

сравнительно малое время установления уровня.

Недостатки схемы:

высокая размерность ЦАП (8 бит) приводит к нерациональности его использования: половина входов не используется;

диапазон рабочих температур уже, чем у микроконтроллера, что уменьшает температурный диапазон устройства в целом.

Рисунок 10. Структурная схема микросхемы ЦАП DAC0808.

Рисунок 11. Цоколевка микросхемы ЦАП DAC0808.

Пояснения к рисункам 10 и 11:

MSB (Most Significant Bite) - старший значащий бит;

LSB (Least Significant Bite) - младший значащий бит;

RANGE CONTROL (NC) - выходное значение тока;

I0 - входной ток;

GND - земля;

VREF(+) - положительная полярность опорного напряжения;

VREF(-) - отрицательная полярность опорного напряжения;

VCC - положительная полярность напряжения питания;

VEE - отрицательная полярность напряжения питания;

COMPENSATION - вывод компенсации смещения нуля.

Поскольку выходной величиной микросхемы ЦАП является ток, необходима схема преобразования тока в напряжения. Для этого необходим операционный усилитель. Т.к. компания Texas Instruments выпускает широкий ассортимент ОУ, разумно рассматривать именно его.

Таблица 2 - Типы ОУ.

Наименование	Суммарное напряжение питания	Полоса частот, MHz	Скорость нарастания, V/us	Напряжение смещения нуля макс., mV
LMV751	2.7 - 5,5	5	2.3	1
LMV831	2.7 - 5,5	3.3	2	1
LPV521	1.6 - 5,5	0.0062	0.0024	1
OPA344	2.5 - 5,5	1	0.8	1
OPA345	2.5 - 5,5	3	2	1
OPA379	1.8 - 5,5	0.09	0.03	1.5
TLV2450	2.7 - 6	0.22	0.11	1.5
TLV2450A	2.7 - 6	0.22	0.11	1
TLV2451	2.7 - 6	0.22	0.11	1.5
TLV2451A	2.7 - 6	0.22	0.11	1
TLV2470A	2.7 - 6	2.8	1.5	1.6
TLV2471A	2.7 - 6	2.8	1.5	1.6
TLV2471A-Q1	2.7 - 6	2.8	1.5	1.6
TLV341A	1.5 - 5,5	2.2	0.9	1.25

В качестве операционного усилителя был выбран ОУ серии LMV751, поскольку он обладает наименьшим напряжением смещения нуля, имеет лучшие частотные и временные свойства.

Рисунок 12. Принципиальная схема функционального элемента ЦАП1.

Рисунок 13. Принципиальная схема функционального элемента ЦАП2.

Напряжение на выходе ЦАП1 определяется по формуле:



Напряжение на выходе ЦАП2 определяется по формуле:

За основу схемы, представленной выше, взята типовая схема включения микросхемы ЦАП DAC0808 с параметрами источников напряжения и пассивных элементов. Ее можно найти в техническом руководстве к микросхеме.

4.2 Расчет аналоговых ключей

Из соображений упрощения схемы передающего устройства было принято решение использовать готовые микросхемы аналоговых ключей.

По результатам поиска было установлено, что данные комплектующие можно приобрести у компании-изготовителя микроконтроллера, что может значительно упростить массовое производство, т.к. снимает необходимость закупать комплектующие у нескольких компаний.

В качестве аналоговых ключей К3, К8, К9, К10 разумно использовать аналоговые мультиплексоры конфигурации 1 вход 2 выхода. В качестве аналогового ключа К7 решено использовать два обычных аналоговых ключа.

В результате поиска подходящих комплектующих было выявлен ряд семейств микросхем аналоговых ключей и мультиплексоров, подходящих под предъявляемые требования.

Остальные семейства мультиплексоров не попали в таблицы по причине того, что они не обладали требуемой конфигурацией, т.е. имели более двух выходных выводов.



Таблица 3 - Типы аналоговых ключей.

Наименование	Тип источника питания	Vss, В	Vdd, В	Rвкл, Ом	F, MHz	T, С
MAX4594	Одиночный	-	от 2.7 до 5,2	6.5	300	от -40 до 85
MAX4595	Одиночный	-	от 2.7 до 5,2	6.5	300	от -40 до 85
MAX4596	Одиночный	-	от 2.7 до 5,2	6.5	300	от -40 до 85
MAX4597	Одиночный	-	от 2.7 до 5,2	6.5	300	от -40 до 85
SN74AUC1G66	Одиночный	-	от 0.8 до 2,7	10	500	от -40 до 85
SN74CB3T1G125-Q1	Одиночный	-	от 2.3 до 3,6	5	100	от -40 до 125
SN74CBTLV1G125	Одиночный	-	от 2.3 до 3,6	5	200	от -40 до 85
SN74CBTLV1G125-Q1	Одиночный	-	от 2.3 до 3,6	5	200	от -40 до 125
SN74LVC1G66	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	7.5	300	от -40 до 85
SN74LVC1G66-Q1	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	7.5	300	от -40 до 125
TS12A4514	Одиночный	-	от 3 до 12,6	6.5	475	от -40 до 85
TS12A4515	Одиночный	-	от 3 до 12,6	6.5	475	от -40 до 85
TS12A4516	Один, два	от -5.5 до -1.65	от 1.65 до 5,5	12	464	от -40 до 85
TS12A4517	Один, два	от -5.5 до -1.65	от 1.65 до 5,5	12	464	от -40 до 85
TS5A1066	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	7.5	400	от -40 до 85
TS5A3166	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.7	200	от -40 до 85
TS5A3166-Q1	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.7	200	от -40 до 125
TS5A3167	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.75	200	от -40 до 85
TS5A4594	Одиночный	-	от 2.7 до 5,5	5	450	от -40 до 85
TS5A4595	Одиночный	-	от 2.7 до 5,5	5	450	от -40 до 85
TS5A4596	Одиночный	-	от 2.7 до 5,5	5	450	от -40 до 85
TS5A4597	Одиночный	-	от 2.7 до 5,5	5	450	от -40 до 85

На основании данных таблицы 2 можно сделать вывод, что наиболее подходящим для выполнения функций аналогового ключа К7 является аналоговый ключ семейства TS5A3166.

Причины:

минимальное сопротивление открытого ключа (0,7 Ом);

низкое минимальное напряжение питания (1,65 В) - низкое энергопотребление.



Рисунок 14. Цоколевка микросхемы аналогового ключа TS5A3166.

Таблица 4 - Конфигурация выводов.

№ вывода	Наименование	Описание
1	NO	Аналоговый вход (может быть входным или выходным)
2	COM	Аналоговый вход (может быть входным или выходным)
3	GND	Земля
4	IN	Вывод управления ключом (0 - ключ замкнут, 1 - ключ разомкнут).
5	V+	Напряжение питания

Таблица 5 - Типы аналоговых мультиплексоров типа 1:2.

Наименование	Тип источника питания	Vss, В	Vdd, В	Rвкл, Ом	F, MHz	T, С
LMH6570	Два	от 6 до 12	от 5 до 30	6	110	от -40 до 85
SN74AUC2G53	Одиночный	-	от 0.8 до 2,7	6	500	от -40 до 85
SN74LVC1G3157	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	6	340	от -40 до 125, от -40 до 85
SN74LVC1G3157-Q1	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	6	300	от -40 до 125
SN74LVC2G53	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	6.5	300	от -40 до 85
TS12A12511	Два	от -6 до 0	от 0 до 12	5	152	от -40 до 85
TS5A12301E	Одиночный	-	от 2.25 до 5,5	0.5	55	от -40 до 85
TS5A2053	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	7.5	330	от -40 до 85
TS5A3153	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.8	100	от -40 до 85
TS5A3154	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.8	100	от -40 до 85
TS5A3157	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	5.5	300	от -40 до 85
TS5A3159	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.75	100	от -40 до 85
TS5A3159A	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.7	100	от -40 до 85
TS5A3159-EP	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.75	100	от -55 до 125
TS5A3159-Q1	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.7	100	от -40 до 125
TS5A3160	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.7	105	от -40 до 85
TS5A4624	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	0.5	90	от -40 до 85
TS5A63157	Одиночный	-	от 1.65 до 5,5	4	371	от -40 до 85
TS5A6542	Одиночный	-	от 2.25 до 5,5	0.5	43	от -40 до 85
TS5A9411	Одиночный	-	от 2.25 до 5,5	5.3	100	от -40 до 85

В результате анализа было установлено, что мультиплексор семейства TS12A12511 обладает характеристиками, приемлемыми для его использования в качестве аналоговых ключей К3, К8, К9, К10:

сравнительно малое сопротивление (5 Ом);

сравнительно широкая полоса пропускания (152 МГц);

сравнительно широкий диапазон напряжений аналогового сигнала ( от -Vdd - 0,5 В до Vdd + 0,5 В ).

Аналоговый мультиплексор семейства LMH6570 не подходит по причине несоответствия конфигурации выводов (2 входных и 1 выходной), а остальные мультиплексоры, представленные в таблице, имеют ассиметричный диапазон напряжений аналогового сигнала, что приводит к необходимости введения постоянной составляющей в спектры сигналов.

Рисунок 15. Цоколевка аналогового мультиплексора TS12A12511.

Таблица 6 - Конфигурация выводов.

№ вывода	Наименование	Описание
1	COM	Аналоговый вход (может быть входным или выходным)
2	NC	Аналоговый вход (может быть входным или выходным)
3	GND	Земля
4	V+	Напряжение питания положительной полярности
5	N.C.	Данный вывод ни к чему внутри не подключен
6	IN	Вывод управления ключом (0 - ключ замкнут на NO, 1 - ключ разомкнут на NС)
7	V-	Напряжение питания отрицательной полярности
8	NO	Аналоговый вход (может быть входным или выходным)

4.3 Расчет аналоговых перемножителей

Из соображений упрощения схемы передающего устройства было принято решение использовать готовые микросхемы аналоговых ключей.

По результатам поиска было установлено, что данные комплектующие нельзя приобрести у компании-изготовителя микроконтроллера. В качестве альтернативы была выбрана фирма Analog Devices.

Таблица 7 - Типы аналоговых перемножителей.

Наименование	Реализуемая функция	Uвх, В	Uвых, В / Iвых, мА	Uпит, В
AD835	[(X1-X2)(Y1-Y2)/U] + Z	±1	±2.5 В	9 - 11
AD633	[(X1-X2)(Y1-Y2)/10] + Z	±10	±11 В	16 - 36
AD734	[(X1-X2)(Y1-Y2)/(U1-U2)] + (Z1-Z2)	±12.5	12 В	16 - 33
AD834	(4 mA)(XY)	±1	±4.04 мA	8 - 18
AD538	[y(z/x)]^m	±10	±11 В	9 - 36
AD539	-(vx*vy)/vu	±4.2	±2.8 мA	9 - 30
AD632	[(X1-X2)(Y1-Y2)/10] + Z	±12	±11 В	16 - 44
AD534	[(X1-X2)(Y1-Y2)/10 ] + Z	±10	±11 В	16 - 36
AD532	(X1-X2)(Y1-Y2)/10 V	±10	±10 В	20 - 36

В качестве перемножителя выбрана схема AD835 ввиду ее лучших частотных свойств (полоса пропускания 250 МГц), а также отсутствия необходимости схеме преобразования тока в напряжение.

Существенным недостатком схемы является малый динамический диапазон: необходимо внесение ослабления во входные сигналы с помощью пассивной резистивной цепи.



Рисунок 16. Структурная схема перемножителя AD835.

Рисунок 17. Цоколевка перемножителя AD835.

Таблица 8 - Конфигурация выводов.

№ вывода	Обозначение.	Описание.
1	Y1	Не инвертирующий вход для аналогового сигнала
2	Y2	Инвертирующий вход для аналогового сигнала
3	VN	Напряжение питания отрицательной полярности
4	Z	Не инвертирующий вход для аналогового сигнала
5	W	Выходной аналоговый сигнал
6	VP	Напряжение питания положительной полярности
7	X2	Не инвертирующий вход для аналогового сигнала
8	X1	Инвертирующий вход для аналогового сигнала

Все сигналы, поступающие на входы перемножителей, двухполярные и имеют максимальную амплитуду 2,5 В (половина от максимальной амплитуды импульсов на выходе микроконтроллера).

Таким образом, коэффициент деления резистивного делителя на входе перемножения должен быть равен 1/2,5 = 0,4.

Рисунок 18.К расчету делителя напряжения.

Рисунок 19. Схема перемножителя, выполненная на микросхеме AD835.

4.3 Расчет интеграторов

Интегратор в данном устройстве представляет собой активную RC - цепь на операционном усилителе. Единственное ее назначение в схеме - это удаление постоянной составляющей из спектров сигналов.

Поскольку фирма Texas Instruments располагает широким ассортиментом ОУ, предпочтение будет отдано именно им.

В качестве операционного усилителя в схеме интегратора будет выбран ОУ серии LMV751 (см. табл. 2), поскольку он обладает наименьшим напряжением смещения нуля, имеет лучшие частотные и временные свойства.

Рисунок 20. Принципиальная схема интегратора на основе ОУ LMV751.

4.5 Расчет сумматоров

Сумматор в данной схеме также будет реализован на операционном усилителе. ОУ, применяемые в сумматоре должны иметь сравнительно высокую полосу пропускания (свыше 27 МГц). ОУ, представленные в табл. 2, данными свойствами не обладают.



Таблица 9 - Типы высокоскоростных ОУ.

Наименование	Полоса частот, MHz	Скорость нарастания, V/us	напряжение смещения нуля, mV
LM6172	160	3000	1.5
LM7171	220	4100	1
LMH6628	300	550	2
LMH6628QML	300	550	2
LMH6628QML-SP	300	550	2
OPA2614	180	145	1
OPA2810	120	180	0.5
OPA2836	205	560	0.4
OPA2836-Q1	205	560	0.4
OPA836	205	560	0.4
OPA837	105	105	0.13
THS4521	145	490	2
THS4522	145	490	2
THS4524	145	490	2
THS4551	150	220	0.175
THS4552	150	220	0.265

Микросхема операционного усилителя серии LM7171 обладает оптимальными параметрами, позволяющими использовать его в схеме сумматора, а именно самая высокая скорость нарастания уровня сигнала и сравнительно малое напряжение смещения нуля.

Рисунок 21. Принципиальная схема сумматора.



4.6 Расчет аттенюатора

Аттенюатор в данном устройстве представляет собой обычную пассивную схему ослабления сигналов, реализованную на делителе напряжения.

Рисунок 22. К расчету аттенюатора.



5. Расчет выходного каскада передатчика

В качестве выходного каскада передатчика решено использовать микросхему усилителя производства фирмы Texas Instruments. Данное решение позволит упростить схему устройства.

Таблица 10 - Типы высокочастотных усилителей.

Наименование	f, МГц	Кш, дБ	Ку, дБ	Rвых, Ом	Uпит, В	Iпит, мА
TRF37A73	1 - 6000	4.5	12	50	+3.3	55
TRF37B73	1 - 6000	4	15	50	+3.3	52
TRF37C73	1 - 6000	3.5	18	50	+3.3	55
TRF37D73	1 - 6000	3.2	20	50	+3.3	53

Таким образом, самыми лучшими параметрами обладает усилитель серии TRF37D73, поскольку обладает минимальным коэффициентом шума и максимальным коэффициентом усиления.

Рисунок 23. Цоколевка микросхемы усилителя TRF37D73.

Таблица 12 - Конфигурация выводов.

№ вывода	Обозначение.	Описание.
1	VCC	Напряжение питания
2	RFIN	Вход для аналогового сигнала радиочастоты
3	NC	Не задействуется
4	NC	Не задействуется
5	PWND	Вход управления, при нулевом уровне устройство в активном состоянии
6	NC	Не задействуется
7	RFOUT	Выход для усиленного аналогового сигнала радиочастоты
8	NC	Не задействуется

Для осуществления выбора усиливаемого сигнала схеме усилителя требуется широкополосный аналоговый мультиплексор. Поскольку ни один из мультиплексоров, ввиду недостаточного количества каналов, не подходит для использования, поиск подходящей микросхемы следует возобновить.

Таблица 13 - Типы широкополосных аналоговых мультиплексоров конфигурации 1:8.

Наименование	Vss, В	Vdd, В	Rвкл, Ом	f, МГц
MUX508	от -18 до -5	от 10 до 36	125	500
CD74HC4051	от -6 до	от 2 до 6	40	200
CD74HC4351	от -6 до	от 2 до 6	40	180
CD74HCT4051	от -6 до	от 4.5 до 5,5	40	180
CD74HC4051-Q1	от -6 до	от 2 до 6	40	180
CD74HCT4051-Q1	от -6 до	от 4.5 до 5,5	40	180
CD74HCT4351	от -6 до	от 4.5 до 5,5	40	180
CD4051B-Q1	от -10 до 0	от 5 до 20	125	20
CD4051B	от -10 до 0	от 5 до 20	125	20
MPC508	от -15 до -5	от 5 до 15	1300

Таким образом, в схеме оконечного каскада передатчика будет использоваться аналоговый мультиплексор серии MUX508.

Причины:

высокий диапазон напряжений аналогового сигнала;

сравнительно широкая полоса пропускания.

Недостатки:

высокое сопротивление при включении.

Рисунок 24. Цоколевка аналогового мультиплексора MUX508.

Таблица 14 - Конфигурация выводов.

№ вывода	Обозначение.	Описание.
1	A0	Адресный вход
2	EN	Вход разрешения мультиплексирования
3	VSS	Напряжение питания отрицательной полярности
4	S1	Аналоговый вход (выход)
5	S2	Аналоговый вход (выход)
6	S3	Аналоговый вход (выход)
7	S4	Аналоговый вход (выход)
8	D	Аналоговый вход (выход)
9	S8	Аналоговый вход (выход)
10	S7	Аналоговый вход (выход)
11	S6	Аналоговый вход (выход)
12	S5	Аналоговый вход (выход)
13	VDD	Напряжение питания положительной полярности
14	GND	Земля
15	A1	Адресный вход
16	A2	Адресный вход



6. Программирование микроконтроллера

Программирование микроконтроллера в данной работе не освящается, поскольку данная работа посвящена именно аппаратной части устройства.

Микроконтроллер семейства MSP432 обладает широким спектром аппаратных ресурсов, позволяющих ему выполнять широкий спектр задач, в том числе и задач приема, обработки и генерации сигналов, а также цифровой обработки сигналов.

В данной работе микроконтроллер выполняет функции:

управления аппаратными средствами радиопередатчика;

преобразования аналогового входного сигнала в цифровую форму с последующим хранением перед передачей;

генерация модулирующих сигналов и преобразование их в форму, пригодную для данной схемы модуляции;

генерация гармонических колебаний несущей частоты.

Функции управления сравнительно легко осуществимы ввиду наличия у МК большого количества выводов (100), которые могут быть легко сконфигурированы под определенные нужды.

Функции генерации несущих сигналов возложены на систему тактовых генераторов МК, каждый их которой можно отдельно настраивать на определенную частоту и сигналы которого можно, теоретически, подавать абсолютно на любой вывод МК, за исключением выводов питания.

Функцию аналого-цифрового преобразования в устройстве выполняется встроенным аналогово-цифровым преобразователем последовательного приближения.



Заключение

В данной работе были продемонстрированы перспективы применения микропроцессорной техники в задачах ТЭС и РПУ. Была спроектирована структурная схема радиопередатчика, имеющего в своей основе микроконтроллер семейства MSP432 фирмы Texas Instruments, были спроектированы принципиальные схемы функциональных узлов устройства и обоснованы схемотехнические решения.



Список использованных литературных источников

1. Носов В.И. Сети радиодоступа. Часть 2 [Электронный ресурс] : учебное пособие -- Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2006. -- 247 c. -- 2227-8397. -- Режим доступа: www.iprbookshop.ru.

2. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств [Электронный ресурс] / Г.И. Волович. -- Электрон. текстовые данные. -- Саратов: Профобразование, 2017. -- 528 c. -- 978-5-4488-0123-5. -- Режим доступа: www.iprbookshop.ru.

3. Архипов С.Н. Практикум по аналоговой схемотехнике устройств телекоммуникаций [Электронный ресурс] : учебное пособие / С.Н. Архипов, М.С. Шушнов. -- Электрон. текстовые данные. -- Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2014. -- 154 c. -- 2227-8397. -- Режим доступа: www.iprbookshop.ru.

4. Д. В. Сеньков. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи: Практикум по радиоэлектронике - Новосибирск: Новосибирский государственный университет, 2009. - 24 с. - Режим доступа: www.inp.nsk.su.

5. Важенин, В. Г. Аналоговые устройства на операционных усилителях : учебное пособие / В. Г. Важенин, Ю. В. Марков, Л. Л. Лесная ; под общ. ред. В. Г. Важенина. -- Екатеринбург : Уральский университет, 2014. -- 107 c. - Ружим доступа: www.iprbookshop.ru.

6. MSP432_DriverLib_Users_Guide-MSP432P4xx-3_21_00_05: справочное руководство - Даллас, 2016. - 389 с. - Режим доступа: www.ti.com.

7. msp432p401m.MSP432P401x Mixed-Signal Microcontrollers: справочное руководство - Даллас, 2015. - 157 с. - Режим доступа: www.ti.com.

8. MSP432P401R LaunchPad Development Kit User guide: справочное руководство - Даллас, 2016. - 56 с. - Режим доступа: www.ti.com.

9. slas826f.MSP432P401xx Mixed-Signal Microcontroller data sheet: справочное руководство - Даллас, 2017. - 198 с. - Режим доступа: www.ti.com.

10. slau356f.MSP432P4xx Family Technical Reference Manual: справочное руководство - Даллас, 2017. - 817 с. - Режим доступа: www.ti.com.

11. DAC0808 8-Bit D/A Converter datasheet (Rev. A): справочное руководство - Даллас, 2011. - 14 с. - Режим доступа: www.ti.com.

12. TS5A3166 0.9-Щ SPST Analog Switch datasheet (Rev. D): справочное руководство - Даллас, 2016. - 34 с. - Режим доступа: www.ti.com.

13. TS12A12511 5-? Single-Channel SPDT Analog Switch With Negative Signaling Capability datasheet (Rev. C): справочное руководство - Даллас, 2015. - 29 с. - Режим доступа: www.ti.com.

14. 250 MHz, Voltage Output, 4-Quadrant Multiplier. Data Sheet: справочное руководство - Норвуд, 2017. - 15 с. - Режим доступа: www. analog.com.

15. TRF37D73 1-6000 MHz RF Gain Block datasheet: справочное руководство - Даллас, 2014. - 21 с. - Режим доступа: www.ti.com.

16. MUX50x 36-V, Low-Capacitance, Low-Charge-Injection, Precision, Analog Multiplexers datasheet (Rev. C): справочное руководство - Даллас, 2016. - 41 с. - Режим доступа: www.ti.com.

Электронные ресурсы:

17. www.ti.com - веб-сайт компании Texas Instruments.

18. www.analog.com - веб-сайт компании Analog Devices Inc.

19. www.st.com - веб-сайт компании St Microelectronics.

20. www.maximintegrated.com - веб-сайт компании Maxim Integrated Products.

21. jp.intersil.com - веб-сайт компании Intersil.

22. www.infineon.com - веб-сайт компании Infineon.

Размещено на Allbest.ru

...