МИНОБРНАУКИ РОССИИ
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Д. В. Гайворонский, Т. Я. Новосельцева
Имитатор сигналов, отраженных от движущейся цели,
на БИС Altera
Учебное пособие
Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
2011
- 1 -
УДК 51-7:621.37(07) ББК В171.7
Гайворонский Д. В., Новосельцева Т. Я.
Г34 Имитатор сигналов, отраженных от движущейся цели, на БИС Altera: Учебн. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011, 44 с.
ISBN 978-5-7629-1137-5
Рассматриваются варианты построения аппаратной части имитатора на БИС Altera, обеспечивающие заданные параметры и работающие на граничной частоте. Разработано программное обеспечение для ввода данных с квитированием и по прерыванию.
Предназначено для студентов дневного отделения факультета радиотехники и телекоммуникаций.
УДК 621.396.9
ББК В171я7
Рецензенты: кафедра технической кибернетики Военно-космической академии А. Ф. Можайского; д-р. техн. наук, проф. Л. А. Рассветалов.
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
ISBN 978-5-7629-1137-5 |
©СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011 |
- 2 -
Техническое задание
Спроектировать на микропроцессоре (МП) 1821ВМ85 имитатор сигналов, отраженных от движущейся цели. Параметры имитатора:
–периоды следования зондирующих импульсов Ti (мс), i = 1, 2, 3, 4;
–скорости движения цели vj (км/ч), j = 0, 1, , 7;
–частота тактового сигнала f0 (МГц).
Имитатор реализовать в виде микроконтроллера, структурная схема которого изображена на рисунке: CPU (central processing unit) – центральный процессор, GN (generator) – генератор тактовых сигналов, TR/RC (transmitter/receiver) – приемопередатчик, BD (bus driver) – шинный драйвер, EPROM (erasable programmable read only memory) – постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) со стиранием ультрафиолетовыми лучами, RAM (random access memory) – оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), I/O (input/output) – устройства ввода-вывода, внешние устройства. Выбрать ПЛИС фирмы Altera для аппаратной части имитатора, построить схему и разработать программное обеспечение.
Пульт управления (ПУ) состоит из клавиатуры и дисплея. Значения параметров Ti и vj задаются с клавиатуры. Дисплей выполняется на 5-раз- рядном 7-сегментном светодиодном индикаторе АЛС328В.
Управление дисплеем осуществляется при помощи специализированной микросхемы ICM7218C.
- 3 -
1.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1.Имитатор подвижного сигнала
Имитатор радиолокационного сигнала предназначен для проверки работоспособности и настройки устройств обработки сигналов в радиолокационных системах. На рис. 1.1, a изображена структурная схема имитатора радиолокационных сигналов: G – сигнал, из которого формируется зондирующий
импульс dG; Gv – сигнал, из которого формируется импульс dGv отраженный от движущейся цели. Эти сигналы имеют период повторения T = MT0, где M = M0M1, T0 = 1
f0 – период тактового сигнала (рис. 1.1, б).
а |
б |
Рис. 1.1. Схема имитатора радиолокационного сигнала
Задачей имитатора является сдвиг временнóго положения импульсов dGv относительно импульсов dG на время T0 при воздействии каждого пере-
хода сигнала x1 с 1 на 0 (сдвиг производится по команде dx1 = 1, где d – оператор логического дифференцирования [1]). Направление сдвига определяется значением сигнала x2. Если сигнал x1 имеет постоянную частоту Fj = = F
M j , то сигнал dGv будет перемещаться по отношению к сигналу dG с
постоянной скоростью, что соответствует имитации цели, движущейся с фиксированной радиальной скоростью.
Основным узлом такого имитатора является счетчик с программируемым модулем пересчета Mv = M0, M0 – 1, M0 + 1 [2]. Действительно, если при dx1 = 0 модуль пересчета Mv = M0, то частоты сигналов G и Gv равны, разность их фаз (разность T временных положений сигналов dG и dGv) опре-
- 4 -
деляет задержку отраженного сигнала по отношению к зондирующему, т. е. эта разность содержит информацию о дальности до цели. При подаче управ-
ляющего сигнала dx1 = 1 счетчик переключается с модуля M0 на M0 – 1 или M0 + 1 в зависимости от значения другого управляющего сигнала x2, что приводит к появлению переноса P4 на один такт раньше или позже, чем при мо-
дуле пересчета M0. Чем выше частота f0 тактового сигнала, тем меньше дискретность квантования фазы (дальности до цели) и тем выше качество имитатора. Задачей курсовой работы является проектирование имитатора сигналов, параметры которых задаются нажатием клавиш клавиатуры имитатора. Код нажатой клавиши вводится в микроЭВМ программным методом с квитированием или по прерыванию. По коду клавиши идентифицируется ее назначение и производится соответствующее управление работой счетчиков,
обеспечивающих заданные параметры сигналов G и Gv.
1.2. Микропроцессор 1821ВМ85
Схема процессорного блока изображена на рис. 1.2 и выполнена с использованием макроэлементов (отдельно макроэлементы представлены на рис. 1.3):
74373b – регистр младшего байта адреса, 74244b – буфер старшего байта адреса, lpm_bustri – приемопередатчик системной шины данных, 74157 – де-
шифратор системных сигналов управления, вырабатывающий из сигнала RD (read) чтения внешнего устройства I/O или памяти сигналы MEMR (memory
read) – чтение данных из памяти или I /OR (I/O read) – чтение внешнего устройства, а из сигнала WR (write) записи данных в память или I/O сигналы
MEMW (memory write) – запись данных в память или I /OW (I/O write) – за-
пись во внешнее устройство в |
зависимости от |
значения сигнала IO / |
M |
|
|||
(IO/memory), указывающего на |
обращение CPU |
к внешнему устройству |
|||||
( IO / |
|
= 1) или к памяти ( IO / |
|
= 0); |
|
|
|
M |
M |
|
|
|
|||
A15–8 (address bus) – старший байт адреса памяти;
(multiplexed address/data bus) – мультиплексная шина адреса-
данных (в первом такте машинного цикла выдается младший байт адреса A7–0 памяти или адрес внешнего устройства, а в течение второго и третьего тактов машинного цикла – байт данных D7–0);
- 5 -