單片機控制的雙路有源濾波器設計

2 單片機硬件設計

MAX262芯片的編程輸入總線(xiàn)比較簡(jiǎn)單，它包括2條數據線(xiàn)D0D1，4條地址線(xiàn)A0～A3，另外還有一條寫(xiě)允許控制線(xiàn)WR。單片機采用內部有4KB程序存儲器的89C51。它與MAX262芯片構成的雙路程序控制濾波器系統硬件配置原理框圖如圖1所示。

本系統采用6264芯片擴展數據存儲器。由于74LS138譯碼器使用89C51 P2口的高三位進(jìn)行地址譯碼，則6264的地址范圍為0000H～1FFFH。

74LS138 譯碼器的輸出Y2作為8279芯片的片選信號CS，其地址范圍為4000H～5FFFH。經(jīng)74LS373鎖存后的地址線(xiàn)A0送到8279的A0地址輸入端，所以選擇5FFFH作為8279的命令口地址，5FFEH作為8279的數據口地址。89C51的晶振選用12MHz，其ALE信號經(jīng)4分頻后，得到頻率為500kHz的信號送到8279的CLK輸入端和為時(shí)鐘信號。8279采用中斷方式，占用89C51的外中斷0。8279采用8個(gè)七段LED顯示器，其ALE信號經(jīng)4分頻后，得到頻率為500kHz的信號送到8279的CLK輸入端作為時(shí)鐘信號。8279采用中斷方式，占用89C51的外中斷0。 8279采用8個(gè)七段LED顯示器，其鍵盤(pán)按照如下：10個(gè)數字鍵0～9，1個(gè)小數點(diǎn)鍵，5個(gè)功能鍵（即用于選擇濾波器的類(lèi)型，低通、帶通、高通、全通和帶阻濾波），1個(gè)回車(chē)鍵，其17個(gè)按鍵。

89C51的WR 控制信號和74LS138譯碼器的Y1輸出信號相與后送到MAX262的WR寫(xiě)允許控制端，則MAX262的地址范圍為 2000H～3FFFH.MAX262的地址線(xiàn)Ax（即A0～A3）和數據線(xiàn)Dx(即D0D1)連接到89C51的P0口低六位，即A0～A3、D0D1 分別連接到P0.0～P0.5。89C51的ALE信號送到MAX262的CLKA和CLKB引腳作為時(shí)鐘信號，即MAX262的外部時(shí)鐘頻率為 2MHz，所以程控濾波器能處理的輸入信號頻率范圍為15kHz～50kHz，通過(guò)改變編程數據F0～F5實(shí)現64級中心頻率調節。

本系統選用模式1實(shí)現低通、帶通和帶阻濾波，模式3實(shí)現高通濾波，模式4實(shí)現全通濾波。其中，濾波器 A和B的高通、帶阻和全通濾波輸出端分別共用 MAX262的HPA、HPB引腳。需要處理的低頻輸入信號分別由MAX262的INA和INB引腳輸入，濾波器A和濾波器B的三個(gè)輸出端分別連接到模擬開(kāi)關(guān)4052的輸入端，然后由4052的輸出端輸出濾波處理后的信號，即圖1中的OUTA和OUTB兩路輸出信號。4052的地址A1、A0由89C51 的P1.1、P1.0控制，實(shí)現對濾波器類(lèi)型的選擇。

3 系統軟件實(shí)現方法

（1）編程數據獲得方法

MAX262的地址A0～A3與數據D0D1的關(guān)系見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)每個(gè)濾波器的工作模式、中心頻率、Q值所需編程數據均需要分8次寫(xiě)入MAX262的內部寄存器才能完成設置。

表1 MAX262的址A0～A3與數據D0D1的關(guān)系

通過(guò)文獻[1]給出的fCLK/f0與F0～F5的關(guān)系表格，得到本文根據fCLK/f0計算編程數據F0～F5的公式，即fCLK/f0與F0～F5的關(guān)系為：

fCLK/f0=40.84+1.57N1 (1)

或，N1為二進(jìn)制數據F0～F5對應的十進(jìn)制整數，范圍為0～63共64級。