TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Khoa Điện – Điện tử
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN EE33! – "#P TR$NH H% TH&NG NH'NG Nhóm 8: Lập trình máy phân tích phổ hiện thị máy tính dùng Kit TM4C!"
G(H) N*+, -.o /.o Th+nh 0i1n
: Th#$ %ùi &'(c %)* : +,-,!./ : $ 0*1ng Minh Nh23ng Nh23ng !$ Tr25ng Tr25ng Th6nh Th6nh 7hng 7hng "$ Lâm T1i 7h29c 4$ ; Tùng ùng Minh Minh &'ân &'ân -$ Ng'y=n Ng'y=n >ình T1i
4!//. 4!//. 4!+++ 4!+++ 4".4/ 4" 4"< <" " 4""<8 4""<8
1
Mục lục
1. Giới thiệu thiệu ………… ………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………. …….33 1.1 Mục tiêu đề tài ……………………………… …………………………………………… ………………3 …3 1.2 Các công việc cần phải làm………………………… làm………………………………….3 ……….3 1.3 h!n công công việc t"#ng nh$m…………………………….% nh$m…………………………….% 2. &hi't &hi't ('…………… ('…………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………. …….)) 2.1 &*ng +u,n hệ th-ng 2.2&hi't 2.2 &hi't (' phần cng cng 2.3&hi't 2.3 &hi't (' phần phần mềm 3. /ánh giá hệ th-ng ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………. ……..10 .10 3.1 /ánh giá h#t đng c, hệ th-ng 3.2 Các đi4m l5u 6 3.3 75ớng phát t"i4n %. &ài liệu th,m (hả# ……………………………………………….18
2
1. Giới Thiệu Đề Tài 9 h!n t:ch ph* t:n hiệu t"#ng miền tần ;- th
ng phần c? @ản và +u,n t"Ang c, các ng Bụng D l6 ;- t:n hiệu "E,l9timE hiện n,F. /ề tài phần t:ch ph* 1.1
Mục tiêu đề tài /ề tài ph!n t:ch ph* tần ;- hiện th @Hng máF t:nh c, nh$m I gJm nh>ng mục tiêu ;,uK 9 h!n t:ch đ5Lc đng tần ;- đ5, và# hệ th-ng BNng OP& &PQR C c, &P 9 S#i @T các F'u t- ảnh h5Ung tới h#t đng c, hệ th-ng Vnền nhiWuX chJng ph*Y 9 &h
1.2
Các công việc cần phải làm /4 h#àn thành các mục tiêu đề ",X các công việc cần phải làm làK 9 [n li l6 thuF't D l6 ;- t:n hiệuK •
S6 thuF't l\F m]u
•
h5?ng pháp @i'n đ*i ^#u"iE" "
•
Giải thu`t t:nh nh,nh @i'n đ*i ^#u"iE" "
9 &hi't (' và thi công mch lAc thông th\p ch-ng chJng ph* và mch (hu'ch đi t:n hiệu nh`n đ5Lc 9 Qi't ch5?ng t"anh C ch# &M%C t:nh t#án ^^& b đi4m 9 Qi't ch5?ng t"anh C ch# &M%C đ4 l\F m]u @Hng R_C với tần ;- l\F m]u ^; cđnh 9 Qi't ch5?ng t"anh C ch# &M%C gDi các ;- liệu đ t:nh t#án đ5Lc đ'n máF t:nh đ4 hiện th 9 Qi't ch5?ng t"anh hi4n th GdP t"ên máF t:nh c$ nhiệm vụ nh`n các m]u ^^& te &PQR và hiện th lên màn hanh với đng tần ;1.3
h!n công công việc t"#ng nh$m 7#àng Minh bh5
S!m &ài h5ớc
K &hi't (' và vi't ch5?ng t"anh ch:nh
&"5?ng &h,nh hụngK &hi't (' phần cng Qf &Nng Minh u!n K &am hi4u ng#i vi bguFền /anh &ài
K &am hi4u cách ;D Bụng ng#i vi
4
2. &hi't (' 2.1
&*ng +u,n /4 c$ th4 ph!n t:ch ph* tần ;- c, t:n hiệu mt cách ch:nh ác
7ệ th-ng nh`n t:nh hiệu te @ên ng#ài và ph!n t:ch D l6 ;,u đ$ hiện th lên máF t:nhK Các thông ;- hệ th-ngK &\n ;- l\F m]uK
^; IZZZ 2ZZZZ(7j
k- đi4m ^^& K
b 12I
&h
5
2.2
Thiết kế phần cứng
7ệ th-ng ph!n t:ch ph* B# nh$m th=c hiện gJm nh>ng m#BulE phần cng ;,uK •
_!F hE,Bph#nE mic"#ph#nE ElEct"Et MCd đ4 t# ;$ng t:n hiệu Rn,l#g
Mt B!F hE,Bph#nE @anh th5
•
Mch lAc thông th\p và mch (hu'ch đi
/4 c$ th4 thu đ5Lc t:n hiệu c$ th4 đ5, và# @ R_C l\F m]u ch:nh ácX nh\t thi't phải c$ @ tiền lAc và (hu'ch đi t:n hiệu n'u t:n hiệu +uá nhT ;# với Q"Ex c, Oit
6
&hE# đnh l6 bF+ui;t (hi l\F m]u đ4 D l6 _kX tần ;- l\F m]u phải lớn h?n 2 lần tần ;- m, c, t:n hiệu đ4 (hi t:n hiệu đ5Lc D l6 ; (hông ảF ", hiệu t5Lng ,li,; F S > 2 f max
_# đ$X mch lAc phải đ5Lc thi't (' c$ tần ;- cot là ^;2 . bh$m chAn ^; 2ZO ;p; nên mch lAc phải c$ tần ;- cot xc 1Z(7j 7?n n>,X B# nh$m c$ ;D Bụng mic"#ph#nE đ4 l\F t:n hiệu c$ mc t:n hiệu và# "\t nhT nên cần phải (hu'ch đi. O't hLp h,i F'u t- nàFX nh$m +uF't đnh chAn #p,mp đ4 thi't ('K
Mạch khuếch đại vài tiền lọc chống chồng phổ Giải th:ch h#t đng c, mchK 9 Mch đ5Lc chi, làm 2 phầnX 1 phần đ4 (hu'ch đi và lAc thông th\p t:n hiệu te mic"#ph#nE đ5, và# và mt phần đ4 lAc thông th\p t:n hiệu te mic"#ph#nE 7
V (hông cần (hu'ch điY. &:n hiệu ;,u (hi đ5Lc lAc và (hu'ch đi ; đ5Lc chAn và đ5, và# ch!n c, Oit &PQR đ4 l\F m]u R_C V Ch!n q3Y. 9 yp ,mp đ5Lc ;D Bụng là #p ,mp te PC SM32%V gJm % #p ,mpY 9 Qa điện áp Q"Ex c, R_C t"ên Oit &PQR là Z93.3Q nên mch phải đ5Lc thi't (' ;,# ch# t:n hiệu B,# đng +u,nh điêm 3.3Q2 . Qiệc nàF đ5Lc th=c hiện @Hng cách ch# điện áp Q"Ex 3.3Q t"ên 2 và# ch!n (hông đả# VY c, #p ,mp 9 Các thông ;- c, mchK •
Mch (hu'ch đi ch# mic"#ph#nEK
&ầng 1K / (hu'ch đi
R 3 22 k = =11 G 1= R 7 2 k
&ầng 2K / (hu'ch đi cng là 11 z 7ệ ;- (hu'ch đi t*ng là 121 •
Mch (hu'ch đi ch# hE,Bph#nE c$ đ lLi là 1
•
Cả 3 #p,mp đều đ5Lc thi't (' với tần ;- cot là fc =
1 2∗ π ∗ R 3∗C 3
=
1 2∗ π ∗ R 4∗C 4
=
1 2∗π ∗ R 13 ∗C 8
=7.2 Khz
2.3 Thiết kế phần mềm 2.3.1 Sơ đồ khối tổng u!t c!c ng"#i $i đ%&c '( )*ng t+"ng phần mềm,
8
hần mềm gJm các (h-i ch:nh nh5 ;,uK •
Oh-i l\F m]uK R_CX &imE" và u_MR R_C ; l\F m]u m{i (hi &imE" t"iggE"X &imE" đ5Lc cài đ|t đ4 t# ", m{i t"iggE" U tần ;- ^;. k,u (hi R_C l\F đ5Lc m]uX n$ ; t"iggE" u_MR đ4 chuF4n B> liệu và# k}RM đ4 D l6
•
•
Oh-i D l6 K k,u (hi m]u đ đ5Lc l\F đ 1 x",mE V 12I m]uY u_MR ; t# ", mt R_C ngot. Ohi c$ ngot Cd ; D l6 12I m]u R_C ve, l\F đ5Lc và chuF4n ;,ng miền tần ;- BNng giải thu`t ^^&. /4 h{ t"L t:nh nh,nh các ph~p t#án ;- phc t"#ng giải thu`tX ng#i vi B\u ch\m đng đ5Lc ;D Bụng đ4 twng t-c đ t:nh t#án. Oh-i t"uFền B> liệu và hiện thK k,u (hi các m]u đ đ5Lc chuF4n +u, ^^& thành côngX Cd ; thông @á# đ4 dR}& t"uFền t#àn @ các giá t" lên máF t:nh và hiện th t"ên phần mềm GdP
2.3.2 Gi-i thut ch%ơng t+/nh $à chi tiết t0ng khối
Giải thu`t ch5?ng t"anh ch:nhK
9
9 Gi-i thchK /ầu tiên (hi mới (hUi đng ch5?ng t"anhX Cd ; (hUi t# và cài đ|t các ng#i vi cần thi't V R_CX &imE"X u_MRX dR}&X ^dX GPyY ;,u đ$ ; @ot đầu t:nh t#án các giá t" cần thi't V U đ!F là m, t"`n t•iBBlE BNng đ4 t:nh t#án ^^&Y k,u (hi (hUi t# #ng n$ ; và# v€ng l|p •hilE 1 liên tục (i4m t", Em c$ B> liệu mới và# ch5,. b'u c$ n$ ; ti'n hành D l6 và gDi B> liệu t:nh t#án đ5Lc +u, dR}& 10
/4 thêm th v và chc nwng ch# phần mềmX U phần D l6 t:n hiệuX nh$m chi, ", 2 m#BE. ") 1 4)56u7t8 7à 9( 7: ;;T tn hiệu< ") 2 7à ='ci7ic"p VCh u\t B> liệu R_C đAc đ5LcY. bg5, 2 m#BE nàF @Hng cách nh\n nt k‚1
Giải thuật chương trình phục vụ ngắt ngài khi nh!n "#$
Ch5?ng t"anh u_MR và R_C
"ơ đồ khối ngu%&n tắc hạt đ'ng c() u*M+ và +*,
11
/4 đảm @á# t:nh "E,l9timE cng nh5 t`n Bụng t-i đ, tài nguFên c, MCdX việc l\F m]u đ5Lc th=c hiện @Hng cách ('t hLp R_C &imE" u_MR. u_MR là mt ng#i vi c, MCd nh`n nhiệm vụ chuF4n B> liệu +u, li t"#ng các vNng nhớ c, Cd mà (hông cần đ'n ;= c,n thiệp c, CdX ;,u (hi h#àn t\t việc chuF4n B> liệu u_MR ; t# mt ngot đ4 ch# Cd @i't. &"#ng u_MR c$ nhiều ch' đ ch5 sRkPCX Rd&yX PbGybGX kc,ttE" G,thE". bh$m chAn ch' đ PbGybG là phN hLp nh\t với ch5?ng t"anh đ,ng vi't Ch' đng PbGybG c, u_MR t"#ng ch5?ng t"anh nàF h#t đng (há đ?n giản. Ohi R_C đAc đ5Lc m]uX n$ ; thông @á# ch# u_MR @i'tX u_MR ; c#pF B> liệu mà R_C đAc đ5Lc chuF4n và# mt t"#ng 2 @ đệm đ5Lc BExinE ;ƒn V gAi là @ đệm PbG và @ đệm ybGY . Ohi mt t"#ng 2 @ đệm nàF đầF V12I m]u R_CY u_MR ; t"iggE" đ4 t# ngot R_C thông @á# ch# Cd @i't việc l\F m]u x",mE đ h#àn t\t. &"#ng (hi Cd làm việc với @ đệm đ đ5Lc h#àn thànhX u_MR ; ti'p tục chuF4n B> liệu và# @ đệm c€n li. Qiệc nàF làm ch# việc l\F m]u R_C ch:nh ác và (hông @ m\t các m]u B# phải ch< Cd D l6
12
Giải thu`t ch5?ng t"anh phục vụ ngot R_C Vu_MRY
13
Gi-i thch, Ohi c$ ngot ảF ",X tc là R_C đ l\F đ ;- m]u cần thi't V12I m]uY. b$ ; t# ngot đ4 thông @á# ch# Cd. Ohi đ$ việc đầu tiên là phải (i4m t", Em U "#cE;;R"",FX Cd c$ đ,ng D l6 B> liệu t"5ớc đ$ ch5, #ng (hôngX n'u (hông tha ; c#pF B> liệu và# "#cE;;R"",F đ4 ti'n hành D l6X n'u c$ tha phải twng @i'n đ'm l{i lên 1 đ4 thông @á# "Hng th liệu t"#ng "#cE;;R"",F là B> liệu mới ;,u đ$ cài đ|t li ch# u_MR và th#át (hTi ch5?ng t"anh ngot. Gi-i thut ch%ơng t+/nh 9( 7: ;;T Qiệc th=c hiện ph!n t:ch ph* BNng giải thu`t ^^& t"ên R}M C#"tE M% đ5Lc h{ t"L @Ui th5 viện CMkPk _kX ng5
•
Giới thiệu ;? +u, về _^& và ^^& _^& là ph~p @i'n đ*i ^#u"iE" ch# ph~p chuF4n các t:n hiệu "
Qiệc t:nh t#án _^& (há m\t th
14
;- 2 li c$ 2 cách đ4 th=c hiện là _P&V BEcim,ti#n in &imEY và _P^ V _Ecim,ti#n in ^"E+uEncFY .
15
C? @ản về ^^& _P& Qề c? @ản ph~p th=c hiện ^^& _P& là chi, các t*ng cần phải t:nh t#án ", phần chƒn và phần l. &e 2 phần nàF li chi, ", ti'p ch# đ'n (hi ch c€n 2 phần tD.
&"#ng đ$ m, t"`n t•iBBlE đ5Lc t:nh @Hng
k,u (hi chi, ", các phần nhT ch gJm 2 m]uX việc t:nh t#án ; BW Bàng h?n và đ5Lc th=c hiện thE# giải thu`t hanh @5ớm ;,uK
16
S\F v: Bụ với b 1r K
k,u (hi t:nh t#án ^^& #ngX ('t +uả ; @ >it?+'+$ V th t= @ đả# @itYX đ4 thu đ5Lc ('t +uả ch:nh ác phải th=c hiện việc đả# @it li. 17
uá t"anh t:nh t#án _P& ^^& ch# b đi4m V với ph~p t:nh cần thi't u-ng c€nK
N =2
v
Y ; giảm ;- l5Lng
&hE# đ$X với b 12I đi4m mà nh$m đ chAn ; Fêu cầu ;- ph~p t:nh là %%I ph~p nh!n ;- phc và I8r ph~p cng ;- phc ;# với r))3r ph~p nh!n và r))2IZ ph~p cng nh5 t:nh t#án _^&
•
Ch5?ng t"anh th=c hiện ^^& _P& /4 h{ t"L th=c hiện ^^&X th5 viện CMkPk _k c, R}MX tuF nhiên đ4 hi4u "f v\n đề và twng t:nh tNF @i'n ch# ch5?ng t"anh nh$m đ vi't li hàm t:nh ^^& thE# ;= h5ớng B]n t"#ng ;ách @igit67 Sign67 A+"c''ing 6n) Bpp7ic6ti"n' Cith th TS32DEF13 6n) TS32DEFH1F @SI /4 t:nh t#án với ;- phc t"#ng giải thu`t ^^&X ch5?ng t"anh C ; BExinE nh5 ;,uK
uá t"anh t:nh t#án ; U t"#ng v€ng l|p và t:nh ;,u đ$ th=c hiện đả# th t= @it và "Etu"n. O't +uả là te mt mảng R_C @,n đầu đ ch# ", mt mảng ('t +uả ^^&
18
dR}& và hần mềm hiện thK
/4 hiện th nh$m BNng Fth#n đ4 vi't phần mềm nh`n B> liệu te dR}& và hiện th lên màn hanh. &-c đ @,uB đ5Lc chAn là 11)2ZZ @,uB /4 hiện th tha nh$m đ vi't mt ch5?ng t"anh nhT @Hng ngôn ng> Fth#nX ch5?ng t"anh ;D Bụng các th5 viện M,tpl#tli@X ;E"i,lX pFt) và bumpF .
Gi) -i.n chương trình hi.n th/ phổ Qa (hi th=c hiện t:nh t#án ch# ", 12I @itX n'u v @i4u đJ thông th5 liệu nh`n đ5Lc
19
2.H Đ!nh gi! 9
Mch tiền lAc và (hu'ch đi h#t đng (hông *n đnhX Bng ;$ng ", @ m~# h#àn t#àn. bguFên nh!n là B# các linh (iện ch\t l5Lng th\pX t:nh t#án thông ;- các linh (iện ch5, ch:nh ác và nhiWu. O't +uả là (hi ;D Bụng mch tiền lAc và (hu'ch điX mch t:nh t#án ph* tần ;- ch5, ch:nh ác
Giải phápK _Nng (it k&M32 ('t n-i th†ng t"=c ti'p đ4 phát ;$ng ;in và# ch!n R_C c, (it &iv, và BNng hE,Bph#nE O't +uả phần mềm đ ph!n tần ;- c, t:n hiệu gần ch:nh ác
9 7ệ th-ng h#t đng *n đnh và đ# tần ;- gần ch:nh ác với tần ;- t"#ng (h#ảng Z IOhj. Ohông gi-ng với l6 thuF't là 1Z(7j. 9 / t:nh t#án đ5Lc các thành phần tần ;- ch:nh ácX tuF nhiên ch5, ác đnh đ5Lc tần ;- và @iên đ ch:nh ác c, t:nh hiệu. 9 uá t"anh BE@ug ch# th\F Cd đ đáp ng đ5Lc U tần ;- l\F m]u 2Z(7j tuF nhiên B# ch5, hi4u "f cách l`p t"anh pFth#n nên ch5?ng t"anh hiện th (hông đá# ng đ5Lc tần ;- nàF
Giải phápK Giảm ^; u-ng c€n I(7j
20
9 Ch' đ y;cilic#pE (há ch:nh ác (hi ch# phát ung t,m giác +u, hE,Bph#nE và +u,n ;át Bng ;$ng t"ên phần mềm thu về
•
75ớng phát t"i4nK
9 ^i t#àn @ l{i và đ5, ", hệ th-ng h#àn chnh c$ th4 ph!n t:ch t:n hiệu th
21
3. Tài 7iệu th6m kh-" ˆ1‰ _igit,l kign,l "#cE;;ing ,nB Rpplic,ti#n; •ith thE &Mk32ZCr013 ,nB &Mk32ZCr%1r _kO 9 Ch,;;ingX }E,F ˆ2‰ _igit,l kign,l "#cE;;ing d;ing thE R}M C#"tE M% ˆ2‰ _i;c"EtE9&imE kign,l "#cE;;ing 9 yppEnBhiEmX kch,xE" ˆ3‰ http;K[email protected]#m,"i+uEj,B,^^&9;pEct"um9,n,lFjE" ˆ%‰ http;KE2E.ti.c#m ˆ)‰ http;Kh,c(,B,F.i#p"#„Ect)33%9;E"i,lpl#t9"E,ltimE9pl#tting9;#xt•,"E
22
