外文翻译译文-微处理器控制的内存调谐系统

中北大学 2013届毕业设计说明书微处理器控制的内存调谐系统D. A.哈维Magnavox 消费电子产品公司Magnavox 路 1700 号韦恩堡，印第安纳州中北大学 2013届毕业设计说明书摘 要微处理器不同于电子学领域中的任何其它组件的引进，它的应用已经开始引发电子领域的改变。微处理器的优秀的控制和决策能力已经创造出了无法用先前的技术创造的应用。单片机使得微处理器技术的应用具有更大的优势，一些特殊的地区需要专用控制器。电视调谐系统就是这样的一个系统。本文阐述了一个以微处理器为基础的记忆调谐系统的实现。讨论的是一些硬件和软件的设计，它充分论证了利用微处理器的环境特性以生产具有成本效益的调谐系统。中北大学 2013届毕业设计说明书引 言变容调谐器的到来带来了控制系统的对电视频率的轻松访问的新的要求。 早期系统通常涉及使用电位器的控制系统。这些系统缓解了与机械调谐器的设计有关的切换问题, 但同时也带来了自己的不足。直到数字 LSI 电路的使用,电子系统才有了与机械系统竞争的能力。许多定制 LSI 标准的方法已经在行业范围内广泛应用并取得了很大成功。然而,自定义的方法会带来加工成本高、不确定交货日期，单一的采购和许多其他的问题,在这些问题下，任何伴随着一个定制的大规模集成电路设计方案的人是痛苦的。一旦一个定制的程序完成,通常需要修改特点并重新设计至少一部分的功能，重新开始整个周期是不可避免的。微处理器已经引起了极大的关注，已作为可替代的定制的 LSI 电路。这些设备可以让极其复杂的系统建立在一个相对较小的硬件电路板上。微机单片机的应用不断深化地渗透到以前认为微处理器定制 LSI 被认为是唯一的解决办法的领域。微处理器允许产品设计控制产品性能、快速设计变更,且易仿真的最终产品。产品特征的变化通常实现大规模集成电路设计比在自定义为基础更容易,并大大节省成本。由于大规模集成电路已成功地取代了在许多应用场合的习俗,并解决了许多有关的问题,实施基于系统的最小二乘法。微处理器不直接完成仿真一个随机的逻辑设计。微处理器内在的性质要求在一个时间只有一个操作发生。这一特点提出三个主要的局限性:第一,过程被限速;第二,在同一时间只能进行一种操作;第三,利用基于软件的确切时间表很难精确地控制计数。大多数应用程序并非很大程度上受到了这些限制,特别是那些需要用户接口的;然而，在这些条件下要求精心的设计，在某些情况下，还要求比在随机逻辑的平行世界中使用的完全不同的方法。电视调谐系统,因为他们是高度特征为导向,需要一个设计方法,允许灵活的特征变化,使人的理想应用于处理器。但是,由于成本的高度敏感性和少数关键电气参数、系统需要小心的微处理器设计实施的周边电路。以微处理器为基础的系统的调整进行了以微处理器为模范基础的系统综述,在那里,因为时间,速度和成本要求放在系统,使用的微处理器,其控制软件,然后小心翼翼地实现电路允许的相关成本及有效解决成熟市中北大学 2013届毕业设计说明书场的需求。本文中所描述的调谐系统的设计，用来取代现有的电台记忆式调谐系统。这个新系统的基本系统要求是：（1）该系统能够用系统中所使用的调谐器调整所有广播频道和有线中波段的可用频率。（2）控制在以前的系统中使用的类似;这些随机信道接入，通道访问顺序，音量，同比下降，静音，微调等。（3）随机和顺序的通道存取，音量控制来进行系统的远程控制，静音，开/关控制。这总共需要 16 种功能。（4）为了加快程序，并尽量减少成本，唯一的标准组件（微机异常）和现有的极好的装备部分：如键盘和 LED 显示屏。（5）就像其它任何新产品，功能的变化，改进和增加，用来标明产品。本文介绍调整系统如何实现，以满足这些要求。本文的目的是为了给在此调整系统的运作和技术的概述。消除无关的细节，这将实现变通，采取了一定的自由。原理图和图表只用于说明目的，并不一定反映实际的实施。中北大学 2013届毕业设计说明书系统讨论站内存优化系统需要三个基本功能：控制调谐器，调谐信息的数据存储，并为客户选择哪个数据是控制调谐器的一种手段。图 1 是简化调谐系统框图。调谐系统的三个基本要素进一步细分，以显示与微处理器的相互作用必须控制各系统的这些元素的功能。图 1 系统原理图选择 3870 型微电脑来控制系统，它是 F8 微处理器家族的一部分。几个特点使它成为一个有吸引力的设备。由于该系统是相当 I/O 密集型，3870 提供了许多通用 I/O功能。有中断系统也具有重大意义。随着我们的进展，这一点变得更加明显，F8 系列非常支持良好的发展体系。随着微处理器的选择，系统电路可进一步明确。显示和键盘接口的微处理器是比较适合的功能。预计实现这些功能没有什么特别的关注。很明显，虽然微处理器在遥控信号的接收和验证，以及 D / A 转换为更困难的职能。使用微处理器控制调谐系统要求它控制的程序能够被注微处理器的偶尔关注。显示统计复用,键盘扫描操作,乐队开关控制,以及类似的很容易融入这样的系统,因为他们只需要偶尔操控。这对放置后的 D/A 转换器，遥控解码的要求更加严格。D/A转换器使用在大多数内存优化系统的 D/A 转换器是时间加权转换。它们集成了一个脉冲，其占空比是可变的。这种类型的系统有几个吸引人的特点：它本身以及数字技术在 LSI 电路，它要求只有一个引脚上的集成电路，它需要最少的外部数字逻辑电路并对电路的价值变化相对不敏感。然而，这种技术不适合使用微处理器，因为调谐电中北大学 2013届毕业设计说明书压稳定的需要非常精确的时序不能轻易实现。这一特点是由于在其他例程变量的程序路径的微型处理器必须执行过程中的 D / A 脉冲是稳定的时代。其他可用的技术，选择一个最符合最低的成本和使用的唯一标准组件的要求。它也有能力，很容易产生的数量几乎没有增加的成本控制电压。这个数字到模拟转换技术属于串行 D/A 转换的转换范围。而不是使用时间加权系统，它使用两个电阻器的重量结果。图 2 是电路的简化表示。转换完成，通过硅加入到先前的转换数据存储在电容 C2 上的数据。在每个周期开始时，电容 C2 的电压设置为零。一个明显的脉冲将短的 C2，从而初始化以下转换电路。最低有效位的数据并将其应用到数据交换第一,以传递的闹钟开关关闭了,所以只 S3 打开,电压随后电容 Cl 是储存在一个规模化的总和电压对 C2 和电压选择数据。在一般情况下,电压电容 Cl 是储存在:where R1 = R2 公式 1当数据是逻辑 1Where R1 = R2 公式 2图 2 转换原理在图 3 所示的例子中，二进制 001101 是要转换的数据。最不显着的位是一，适用（使用公式 1）1/2 的参考电压输入电容器 Cl。经过适当的处理时间，传送时钟打开开关 2 并关闭开关 3 把这个电压输入电容 C2。下一个数据位是零，这将申请，使用到电容器 Cl2，1/4 的参考电压方程。持续这个周期适当数量的数据转移到电路的过程中会产生成比例的电压应用代码。转换周期结束时，最终电压存储到相应的输出电容。使用标准目录组件可以很容易地实现这个电路。图 4 是实际电路的原理图。交换机是标准 4016 的 CMOS 传输门。这些门是连接使用集电极开路 TTL 逆变器，从传输门的运作需要更高的电压微处理器使用的 5v TTL 水平转移的逻辑电平。电阻 R1 和 R2 需RefC2C12V=+21中北大学 2013届毕业设计说明书要是非常稳定的温度系数的精密金属膜的种类，原因很明显。电容不必精确，因为该值是不是在这条支路的重要指标，然而，人们发现，某些类型的电容器存储介质造成严重的电压漂移问题。作为这些似乎表现出这种影响小于其他类型的聚碳酸酯电容。图 3 转换实例图 4 实际电路原理图这些串行性质使得该电路微处理器系统接口的理想。时间可以控制，以及微处理器和整个系统的需求的能力范围之内。简洁的转换存储在输出电容上的电压之间，微处理器有充裕的时间来完成其他任务，没有担心的确切时间。该技术还允许任何使用组件的有限限度的长度转换。此外，任何产出数量可能会增加与其他功能在本系统中使用的音量控制电压。远程控制远程控制系统是一个超声波类型。发射器利用一个标准的发射机 IC 在此应用程序生成的 16 个频率间隔相距约 347 赫兹。为了适应平等间距，频率计数器的技术需要在中北大学 2013届毕业设计说明书接收期间计算技术产生增加带宽。由于 40KHz 频率太高难以被一个微处理器的 I / O端口识别到，3870 的中断程序的逻辑使用了一个事件计数模式。当事件计数器被激活，它从计数预设号码计数。当它到达一,那么它将产生一个中断和重新载入到计数器的初始值。如果它是由软件命令停止，留在计数器的值还能被检索到。加载到计数器的适当数量，并允许它依靠一个传入的远程信号期间确定由软件定时循环，有定时器可以用来直接表示正在接收的功能。此外，如果收到一个中断，信号可能是以上的有效带标记。计数参数的选择对远程控制程序融合到整个系统时序是很重要的。然而，这些理论和参数的计算，超出了本文的范围。采样时间约为 2.8 毫秒，这使发射机设置功能带间距为 347 赫兹。采样时间非常适合于对整个系统的时序要求。远程信号的计数对调谐系统的定时系统是非常重要的。而且,验证远程信号是至关重要的,适当的接收遥控信号。遥控信号的验证必须得不够快,可接受客户和对外来噪音或造成不利影响的一个有效的信号接收存在的噪音。第一标准是一个有效的信号，它是在所需信号的带通。使用的远程控制系统有三个检查。首先执行双重功能：计数器计时需要同步输入信号，以确保正确计算。在 50 微秒发现，如果没有信号，信号被宣告所需的频率低于无效被拒绝。第二个是一个低通检查，如果比带通内会有什么更多的脉冲计数，定时器下溢产生中断，这标志着无效信号。第三次检查是一个高通的检查，测试，由此产生的代码，其余时间椽地看到，它是下限以上所需的频段。在图 5 所示的流程图显示了一个示例用于远程控制程序的逻辑。如上所述计数和带通检查后，开始验证程序。检查到一个有效的信号，一旦被发现是在带通，比较之间的计数代码和计数在前面的示例代码。一系列相同的比较表明一个连贯的信号和代码进行解码，以实现所选的功能。F8键的寄存器之一用于计算相同的样本数量，另一个是用来记录无效样本。另一个寄存器是用来存储参考代码中使用的比较下面的示例代码。流程图之后，如果目前的样本作为参考样品相同，无效计数设置为零。然后看到如果有足够的相同的样品已作出声明的信号是有效的;如果没有有效的计数递增和监督程序例程返回。如果信号是有效的，它的译码和标志设置相应的功能在目前样本不匹配以前样本的情况下，一系列的测试和决定是在控制和计算无效样本的情况下进行的。如果样品被判定为无效，可能存在的三个基本条件。第一,就是没有有效信号的情况。在这种情况下，无效的计数器计数达到最大，并设置有效样本计数器为零后程序退出。第二种中北大学 2013届毕业设计说明书情况是在有效的样本后出现无效的样本。在这种情况下,如果出现连续有效的样本，信号被认为是潜在有效的。如果有效样本数超过一个给定的数字，但尚未完全验证，验证计数递减。这使系统对信号丢失和其他有关的异常噪声样本和速度验证时间有一定的免疫力。如果有效的代码值低于此样品数,参考样本被更新,在每个样品达到最大值有效计数清零后开始计算无效计数。第三种情况是一个信号已经验证和无效的计数发生。每当无效样品出现，无效计数就增加，直到达到最大值，然后信号得到验证。在这个过程中,操作功能一直持续到它被验证。这允许信号差条件下切换函数,比如开/关,不是噪音干扰或者双加强信号中辍生的。这种遥控解码技术已被证明是不仅是一个出色的表演体系，而且非常适用于微处理器的环境。远程控制系统在下一个样品前如果没有进一步处理的处理器或能加强的硬件需要相对较短的样品。这使得它本身纳入最低成本的微处理器系统的远程控制 中北大学 2013届毕业设计说明书图 5 流程图内存控制和连接系统中所用的非易失性内存需要至少 91 个字的频道信息存储能力和扩展数据在断电后保留。当使用单芯片微处理器时大多数可用的寄存器被用于总线结构的系统，可以创建相当复杂的 I/O 要求。MNOSER ER1400 内存有轻松适合本系统的要求的功能。它有一百个字的 14 位内存，能被连续控制。由于部分电路和动态微处理器不能持续地产生时钟脉冲来保持这样的电路操作、中北大学 2013届毕业设计说明书用作预通电周期由一系列的时钟脉冲之前需要增加内存才可以正常运作。这消除了更复杂的外部电路需要很少的软件开销。在内存预充电调节这一技术下，这部分对微处理器的系统存储通道信息来说成为了一个理想手段。键盘的接口技术矩阵键盘接口键盘控制入口为整个调谐系统。所有的客户和设置控制都由微处理器通过矩阵检测。在这个系统中使用的是一个由 6 乘 5 矩阵，提供了 30 个功能控制，虽然在最终执行中都没有用到。图 6 键盘接口电路外部电路和软件结合微处理器技术来控制它。图 6 是一个键盘接口电路的图表。微处理器一个端口负责键盘功能。为了最大限度地减少端口引脚的要求，一个 1-of-10 TTL 解码器用于扫描键盘。集电极开路 TTL 门是用来缓冲处理器的端口。标准技术是用于控制该电路。当系统的要求时每一个扫描线产生一个简短的样品。经过一系列的这些样本,数据进行了验证，防止开关弹跳错误 ,然后储存在一系列的微处理器的内部寄存器，用来使用他们控制的程序。这种技术适合微处理器环境,是常用的微处理器的应用。显示系统中北大学 2013届毕业设计说明书频道显示是一个两位数的多路复用 LED 输出。它是用来显示频道号码并给出一个频道输入的状态显示。一个标准的七段解码器用于驱动一段显示。微处理器产生并锁存的 ABCD 信号用来驱动解码器。这由图 7 展示。使用纠正的 60Hz 的半波数字驱动，如图 7。该方法简化了数字驱动电路,但需要系统软件由 60 赫兹线频率同步控制。图 7 解码器驱动系统控制应用于该调谐系统的各种外部电路已被证实与微处理器接口很好地链接。为整合所有的功能控制和必要的外围程序，要求系统的定时控制能够控制每个需求的程序不可能反过来,它们中的任何一个不可能与其他的程序在无论是时间还是资源利用上的冲突。中北大学 2013届毕业设计说明书图 8 系统控制由于显示复用需要精确的 60 赫兹同步,整体系统与 60 赫兹同步使系统的定时系统更容易操作。显示在 120 赫兹率变化使 8.3 毫秒在每半个多重周期可用。这是足以处理远程样品,不管调谐 D/A 还是音量 D/A,显示复用器、和键盘扫描。图 8 是一个设置系中北大学 2013届毕业设计说明书统时间与控制的简化系统的流程图。上电复位使该系统开始运行(图 8)。为了正确初始化端口条件和寄存器状态，启动程序初始化微处理器的所有必要的寄存器。为使系统恰当的与 60 赫兹同步,设置了中断电路来响应 60Hz 的过渡。在 60Hz 信号转变的时候，处理器启动主控制程序。为了使适当的复用出现,显示需求单位还是 10 位的数据是取决于哪个 60 赫兹的阶段正在工作。如果数据为零，左零会被空白 10 位数字抑制。因为调谐的 D/A 转换要在 120Hz 的速率进行，它被引用于每个显示的变化后。因为每 60 赫兹半周期期间不执行相同的程序,必须在调整电压 D/A 转换后再次测试阶段，来选择哪个程序将被调用。在第一阶段完成键盘扫描和远程控制样品。在第二阶段,D/A 转换完成,接着又出现了另一个远程采样。接下来的三个程序包含用户控件。调整变容二极管需要复杂的递增的调谐的 D/A 码。这个比例取决于三个参数。第一,当如此精细的功能已被激活时功能调整是如此容易实现，同时可让波段在较短的时间内横向。第二,在波段的地方和整个波段的调谐率是独立的变容曲线。第三,波段本身,纠正频段之间调谐灵敏度的差异。这使得客户较容易在一个容易控制整个电视频谱的速度调谐系统。调谐程序控制这一调整操作并最终把新信息写到内存中。下一个顾客控制程序，也就是信道访问的程序,允许访问使用随机的键盘输入或顺序访问的存储数据。为了抓住剩余的相对简单的函数,常规通道访问控制开/关功能、静音和音量控制。每个程序半结尾都设置中断控制，去等待下一个 60 赫兹的过渡。这确保系统总是保持同步线率和多路复用的正确显示。中北大学 2013届毕业设计说明书结 论微处理器的应用对于控制器类型设计是一种相对较新的方面的技术。这一领域提供了一个相当灵活的控制各种复杂系统和事件的手段。微处理器做出基