掃頻接收機中數字掃描控制器設計

掃描控制基本流程如下：
1)程序首先計算各控制量的分段數目及段內各控制量的起始值、步進(jìn)值、步進(jìn)個(gè)數。
2)通過(guò)系統總線(xiàn)，程序將上述計算好的數據依次送入掃描控制器內的RAM中保存。
3)程序控制觸發(fā)單元產(chǎn)生全局中斷信號，由中斷處理單元通知運算單元讀取各控制量首段的初始值。
4)程序控制觸發(fā)單元產(chǎn)生使能信號，控制步進(jìn)脈沖發(fā)生單元產(chǎn)生計數脈沖。這時(shí)運算單元開(kāi)始進(jìn)行累加／減計算并且計數器記錄已產(chǎn)生的脈沖個(gè)數。累加／減運算器的輸出值通過(guò)D／A變換器轉換為電壓值控制相關(guān)硬件電路。
5)當運算單元內計數器的計數值達到本段設定的步進(jìn)個(gè)數時(shí)，運算單元產(chǎn)生中斷信號通過(guò)中斷處理單元進(jìn)行中斷識別并通知運算單元內已產(chǎn)生中斷的模塊自動(dòng)從RAM內讀取下一段的初始值。運算單元內四個(gè)模塊產(chǎn)生中斷的中斷級別各不相同，如果多個(gè)中斷同時(shí)產(chǎn)生，那么中斷處理單元會(huì )對各中斷進(jìn)行緩存、排序并且首先處理中斷級別高的中斷。
6)當下一個(gè)計數脈沖到來(lái)時(shí)，運算單元內產(chǎn)生中斷的模塊又會(huì )重新開(kāi)始累加／減運算并計數，重復4、5步。
7)觸發(fā)單元記錄掃描時(shí)間。當掃描時(shí)間達到預設值時(shí)，觸發(fā)單元控制使能信號為低電平，各寄存器復位，掃描過(guò)程結束。

3 模塊內部實(shí)現
1)地址譯碼／數據緩存單元地址譯碼／數據緩存單元連接外部總線(xiàn)，通過(guò)譯碼接收屬于本掃描控制器的數據和控制字，包括：復位控制字、掃描使能控制字、觸發(fā)單元內計數器的計數值(用于計算掃描時(shí)間)、步進(jìn)脈沖發(fā)生單元內計數器的計數值(用于產(chǎn)生步進(jìn)脈沖)以及RAM內需存儲的控制量DAC值。
2)RAM存儲單元
存儲控制量DAC值。如果接收機內地址資源足夠豐富，軟件可以通過(guò)地址譯碼／數據緩存單元直接訪(fǎng)問(wèn)RAM。如果接收機內地址資源有限，可以將整個(gè)RAM劃分為若干個(gè)區域(段地址)，每個(gè)區域對應于一種控制量。每種控制量的各分段數據依次排列，可通過(guò)段內偏移地址訪(fǎng)問(wèn)。
3)運算單元
運算單元包括RAM數據回讀模塊、計數器及累加／減運算器模塊。RAM數據回讀模塊的回讀方式取決與RAM內數據的存儲格式；計數器通過(guò)將讀取的步進(jìn)個(gè)數值與當前的計數值進(jìn)行比較決定是否產(chǎn)生中斷。在實(shí)際應用中，累加／減運算器位數有限，而計算的步進(jìn)DAC值位數有可能大大超過(guò)運算器位數，這就要求設計人員必須認真選取步進(jìn)DAC的有效長(cháng)度，對DAC值進(jìn)行適當截取，使控制誤差能夠在可接受的范圍內。累加／減運算器模塊在步進(jìn)脈沖的觸發(fā)下，對初始值進(jìn)行累加／減運算，其DAC值輸出位數等于選甩的DAC器件位數。
4)D／A輸出單元
D／A輸出單元負責將已累加／減數據轉換為模擬信號輸出。D／A輸出單元時(shí)序同步于控制脈沖。如果掃描控制器硬件資源不多，可以給每一個(gè)控制量單獨配置一個(gè)D／A轉換器；否則，可以將這些控制量先緩存起來(lái)再通過(guò)一個(gè)D／A轉換器輸出以減少硬件成本。
5)觸發(fā)單元
觸發(fā)單元接收到掃描使能控制字后控制步進(jìn)脈沖發(fā)生單元使能端有效，步進(jìn)脈沖發(fā)生單元開(kāi)始工作，進(jìn)而使得整個(gè)掃描控制器運轉起來(lái)。當觸發(fā)單元內計數器的計數值與接收到的用于計算掃描時(shí)間的計數量相同時(shí)表明掃描過(guò)程已經(jīng)完成，這時(shí)觸發(fā)單元控制步進(jìn)脈沖發(fā)生單元使能端失效，步進(jìn)脈沖發(fā)生單元停止工作，掃描過(guò)程結束。另外，在掃描開(kāi)始前觸發(fā)單元接收控制字產(chǎn)生全局中斷信號，通過(guò)中斷處理單元通知運算單元調用各硬件控制量的初始DAC值。
6)中斷處理單元
中斷處理單元根據預先設定的中斷優(yōu)先級別決定控制運算單元內各模塊的先后順序。中斷處理單元由中斷寄存器、中斷識別模塊、復位處理模塊三部分組成。組成框圖見(jiàn)圖2所示。