Prof. dr. ing. MIRANDA NAFORNITA Coordonator SIEMENS VDO , Absolventa, Ing. LASZLO GYULAI GRADINARU ANDRA -ROXANA 2 2007 UNIVERSITATEA POLITEHNICA… [621151]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA
FACULTATEA DE ELECTRONICA SI TELECOMUNICATII
DEPARTAMENTUL DE COMUNICATII

GENERATOR DE FUNC TII MULTIPLE
PROIECT DE DIPLOMA

Coordonator stiintific,
Prof. dr. ing. MIRANDA NAFORNITA

Coordonator SIEMENS VDO , Absolventa,
Ing. LASZLO GYULAI GRADINARU ANDRA -ROXANA

2 2007
UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA
FACULTAREA DE ELECTRONICA si TELECOMUNICATII
DEPARTAMENTUL COMUNICATII

Titlul temei : GENERATOR DE FUNCTII MULTIPLE
Enuntul proiectului de diploma:

Sa se realizeze un generator de functii multiple cu scopul de a simula toate semnalele
necesare testarii unitatii de control electronice ( mai departe numita ECU). Generatorul de functii
multiple e destinat a fi introdus în tr-un echipament complex de testare si validare software si
hardware.
Trebuie generate urmatoarele semnale:
• 2 semnale sinusoidale cu frecventa, amplitudine si offset ajustabile
• 1 semnal dreptunghiular cu frecventa si factor de umplere ajustabile (semnal P WM)
• 1 semnal dreptunghiular cu frecventa ajustabila
Tensiunea de alimentare va fi furnizata de o baterie cu valori cuprinse între 8V -36V.
Cele trei semnale trebuie sa întruneasca caracteristicile:
• Semnalul sinusoidal:

Nr. Descriere Simbol Min. Nom. Max. Unitate
1 Amplitudine VAMPL 0 – 10 V
2 Frecvent a fSINE 0 – 10 KHz
3 Offset VOFF_SINE 1 – 5 V

Generatorul de semnal sinusoidal va contine o cale diferentiala folosind un transformator
1:1, si o cale simpla careia ii vom aplica si ajustarea de offset

• Semnal PWM

Nr. Descriere Simbol Min. Nom. Max. Unitate
1 Amplitudine VAMPL_TOSS 0 – 10 V
2 Frecvent a fSINE 0 – 2 KHz
3 Durata impulsului tHIGH 0.4 – 5 ms

3
• Semnal dreptunghiular

Nr. Descriere Simbol Min. Nom. Max. Unitate
1 Amplitudine VAMPL_TW 8 – 34 V
2 Frecvent a fSINE 0 – 2 KHz

Pentru implementarea generatorului se pot folosi circuite integrate sau circuite dedicate
pentru sinteza digitala directa, ambele variante fiind acceptate.
Se doreste realizarea unui PCB pentru generatorul de semnal sinusoidal si un PCB pentru cele doua
semnale dreptunghiulare.
La proiectarea PCB se va folosi EAGLE, pentru simulari PSpice, iar pentru diverse calcule
MathCad.
În final, lucrarea de diploma trebuie sa contina documentatia detaliata referitoare la
conceptul de realizare a generatorului de functii multiple, explicatii referitoare la schemele realizate,
calcule si simulari, software -ul realizat, foile de catalog folosite si placile electronice realizate.

Locul de executie:
Siemens VDO Timisoara, C alea Martirilor 1989 Nr.1

Data emiterii temei: 01.11.2006

Termen de predare: 26.06.2007

Sef de catedra , Absolventa,
Prof.dr.ing. Ioan Nafornita Gradinaru Andra -Roxana

Conducato r,
Prof.dr.ing. Miranda Nafornita

Coordonator Siemens VDO
Ing. Laszlo Gyulai

4

CUPRINS

Cap.1 Introducere……………………………………………………………………………………pag. 6
1.1 Generalitati despre generatoare de fu nctii…………………………………….pag. 6
1.2 Utilitatea generatorului de functii multiple……………………………………pag. 7

Cap.2 Generarea semnalului sinusoidal……………………………………………………….pag. 8
2.1 Cerinte……………………………………………………………………………………..pag. 8
2.2 Concept…………………………………………………………………………………….pag. 9
2.3 Functionare elect ronica………………………………………………………………pag. 12
2.3.1 Microcontrollerul…………………………………………………………..pag. 12
2.3.2 Modulul DDS………………………………………….. ……………………pag.18
2.3.3 Blocul de amplificare si reglare a nivelului……………………….pag. 22
2.3.4 Blocul de alimentare………………………………………………………pag. 24
2.3.5 Schema electronica a generator ului de semnal sinusoidal……pag. 25
2.3.6 PCB -ul circuitului proiectat…………………………………………….pag. 25
2.4 Realizarea software -ului pentru generarea semnalului sinusoidal…….pag. 26
2.4.1 Schema logica a programului… ………………………………………..pag. 27
2.4.2 Programul pentru generarea semnalului sinusoidal realizat
pentru PIC16F876……………………………………………………………………………………pag. 30

Cap.3 Generarea semnalului dreptunghiular si PWM……………………………………pag. 42
3.1 Cerinte……………………………………………………………………………………..pag. 42
3.2 Concept…………………………….. ……………………………………………………..pag. 43
3.3 Functionare electronica………………………………………………………………pag. 44
3.3.1 Blocul de alimentare……………………………………………. ………..pag. 44
3.3.2 Microcontrollerul…………………………………………………………..pag. 44
3.3.3 Schema electronica a generatorului de semnal dreptunghiular
si PWM………………………………………….. ………………………………………………………pag. 48
3.3.4 PCB -ul circuitului proiectat…………………………………………….pag. 48
3.4 Realizarea software -ului pentru generarea semnalelor dreptunghiular si
PWM………. …………………………………………………………………………………………….pag. 49
3.4.1 Schema logica a programului………………………………………….pag. 52
3.4.2 Programul pentru generarea semnalului drep tunghiular si PWM
realizat pentru PIC16F876………………………………………………………………………..pag. 56

Cap.4 Simulare si testare……………………………………………………………………………

5

6
Capitolul 1
Introducere

1.1 Generalitati despre generatoarele de functii

Un generator de functii este un echipament electronic de testare care genereaza forme de
unda. Aceste forme de unda pot fi repetitive sau singulare, caz în care generatorul necesita o sursa
de trigger. Formele de unda rezultante sunt aplicâte dispozitivului testat si analizate asa cum
parcurg dispozitivul confirmand operabilitatea acestuia, sau din contra, indicând defectele.
Generatoar ele de functii au în componenta lor un oscilator electronic, adica un circuit care e
capabil sa creeze forme de unda repetitive. Generatoarele moderne folosesc procesarea digitala de
semnal, pentru a sintetiza forma de unda , urmata de un convertor numeri c-analogic (CNA), pentru a
produce o iesire analogica.
Cele mai des folosite forme de unda sunt: semnalul sinusoidal, rampa, dinte de fierastrau,
dreptunghiular, PWM (Pulse Width Modulation). În cazul în care se genereaza semnale cu frecvente
mai mari de frecventa audio ( >20kHz) generatorul de semnal trebuie sa includa si circuite pentru
modularea semnalului, modulatie care poate sa fie de amplitudine, de frecventa si de faza.
Generatoarele analogice de functii genereaza un semnal triunghiular ce sta la baza celorlalte
forme de unda pe care le poate genera. Semnalul triunghiular se obtine prin încarcarea si
descarcarea pe un condensator a unei surse de curent constant. Marea majoritate a generatoarelor
analogice contÎn un circuit non -liniar cu o carac teristi ca asemanatoare cu cea a unei diode care
poate converti semnalul triunghiular într -un sinus.
O alta câtegorie de generatoare de functii sunt generatoarele de unde arbitrare AWG
(Arbitrary Waveform Generators ), mai sofisti câte, care permit utiliza torului sa genereze forme de
unda arbitrare intr -o anumita gama de frecvente, de nivel de iesire si de acuratete. Spre deosebire de
generatoarele de functii obisnuite, care sunt limitate la un anumit numar de forme de unda , aceste
generatoare de unde arb itrare permit utilizatorului sa foloseasca un tip de unda în moduri diferite.
Aceste generatoare sunt mai scumpe si sunt limitate ca banda.
Generatoarele de functii mai avansate folosesc sinteza digitala directa DDS (Direct Digital
Syntesis) pentru a gen era forme de unda , prin care se pot crea forme de unda de frecvente arbitrare
pornind de la o singura frecventa fixa. Un circuit de baza pentru implementarea metodei DDS
contine : un controller electronic, o memorie RAM, un oscilator (cu cuart de obicei ) care genereaza
frecventa fixa, un numarator/timer, si un convertor numeric -analogic, CNA.
Pentru a face acest dispozitiv sa functioneze trebuie urmati doi: programarea si rularea .
Etapa de programare consta în încarcarea datelor în memorie de catre co ntroler. Datele sunt
cuvinte binare care reprezinta o caracteristi ca a semnalului pe care vrem sa -l generam:
amplitudine, faza, la un moment dat.
În etapa de rulare, numaratorul sau acumulatorul de faza se incrementeaza, cu o valoare
programata, la fi ecare nou impuls al semnalului de referinta. Iesirea acumulatorului de faza e
folosita pentru a selecta datele din tabela inscrisa în memorie, iar în cele din urma se face conversia
cuvântului binar în semnal analogic prin intermediul CNA. Sistemul poate genera frecvente mai
mari la iesire prin marirea incrementului de faza, astfel încât numaratorul sa parcurga mai repede
tabela.
Formula pentru calculul frecventei semnalului generat este:

FOUT =(M*F CLK )/2N

7 Deoarece DDS este digital iar frecventa s i faza sunt determinate numeric, nu apar erori de la
variatiile de temperatura sau de la îmbatrânirea componentelor.
1.2 Utilitatea generatorului de functii multiple

Generatorul despre care discutam în acest caz trebuie sa realizeze 3 tipuri de sem nale:
• Semnal sinusoidal cu frecventa, amplitudinea si offset -ul ajustabile între limite date
• Semnal dreptunghiular cu frecventa variabila
• Semnal dreptunghiular cu frecventa si factor de umplere ajustabile (semnal PWM).

Ne referim în realitate la 2 gene ratoare de functii, întrucât pe o placa electronica vom realiza
un generator de sinus, cu doua iesiri independente, care la rândul lor vor genera alte 2 iesiri: una
diferentiala realizata cu un transformator 1:1 si o iesire simpla, si o a doua placa elect ronica ce va
consti tui un generator de semnal dreptunghiular, cu doua iesiri: una cu factor de umplere de 1/2 si
alta cu factor de umplere variabil.
Scopul realizarii acestor doua generatoare este testarea unitatilor de control electronice
(ECU) a autovehiculelor dar si pentru simularea tahografelor folosite de masinile comerciale.
Pentru testarea unitatii de control a autovehiculului folosim semnalul sinusoidal, cu frecvente
cuprinse între 0 si 10kHz si amplitudine variabila. În realitate testare a consta în transmiterea
semnalului sinusoidal catre un microcontroller care detecteaza semiperioada de amplitudine pozitiva
si semiperioada de amplitudine negativa a semnalului sinusoidal (adica high time si low time),
comportându -se ca un senzor de vitez a. De fapt prin transmiterea semnalului sinusoidal simulam
deplasarea autovehiculului, si testam raspuns ul unitatii de control la acest sti mul.
Semnalul dreptunghiular este folosit pentru simularea alternatorului care are rolul de a
transforma energia m ecanica primita de la motor în energie electrica. La pornirea autovehiculului
bateria genereaza învartirea motorului care determina alternatorul sa produca curent electric. Pentru
a genera curent, alternatorul primeste energie mecanica de la motor si pe ba za fenomenului de
inductie magnetica, genereaza la bornele sale o tensiune electrica. Alternatorul propriu -zis se
compune în esenta dintr -un rotor si un stator. Rotorul se numeste inductor si are rolul unui magnet
permanent iar statorul se numeste indus, este bobinajul în care se induce curent electric prin variatia
fluxului magnetic generat de rotor, variatie ce se realizeaza prin rotirea acestuia în vecinatatea
statorului. Asadar pentru simularea alternatorului folosim semnalul dreptunghiular cu frecven ta
variabila între valorile 0 si 2 kHz.
Semnalul PWM simuleaza tahograful si se comporta ca si un senzor de viteza. Tahograful
este un aparat de masura care combina functionarea unui timer cu cea a unui vitezometru. Conectat
la motorul unui autovehicul, t ahograful nu va înregistra doar viteza de deplasare a acestuia, ci si
durata în timp a deplasarilor sau stationarilor. Tahografele sunt folosite la masinile comerciale, gen
camioane, tiruri, autobuze pentru a monitoriza activitatiile soferilor, pentru a ve rifica daca pauzele
sunt luate la timp si daca se respecta legislatia în vigoare. Tahografele au fost initial analogice si
înregistrau datele despre deplasarea autovehiculului pe un disc de hartie. Acum s -au introdus
tahografele digitale, care înregistreaz a datele pe carduri personalizate, câte un card pentru fiecare
sofer.Datele sunt digitale si codate. Semnalul nostru PWM va consti tui de fapt iesirea tahografului,
si va functiona ca si un senzor de viteza.
În concluzie generatorul de functii multiple v a fi utilizat pentru testarea unitatii de control a
autovehiculului, iar semnalele generate de acesta vor simula deplasarea automobilului: semnalul
sinusoidal va simula un senzor de viteza (deplasare), semnalul dreptunghiular va simula alternatorul
(pornir ea automobilului), iar semnalul PWM va simula un tahograf, deci tot un senzor de viteza.
Pentru a respecta valorile pe care unitatea de control le primeste, trebuie ca semnalele generate sa
respecte valorile mai sus mentionate.

8

Capitolul 2
Generarea se mnalului sinusoidal

2.1 Cerinte

Sa se genereze un semnal sinusoidal cu frecventa, amplitudine si offset variabil, care sa se
încadreze între valorile:

Nr. Descriere Simbol Min. Nom. Max. Unitate
1 Amplitudine VAMPL 0 – 10 V
2 Frecventa fSINE 0 – 10 KHz
3 Offset VOFF_SINE 1 – 5 V

Se vor genera 2 semnale sinusoidale independente, fiecare dintre ele având 2 cai:
• O cale diferentiala, care se va realiza cu un transformator 1:1
• O cale simpla, careia i se va putea modifica si offset -ul
Semnalul sinusoida l se va genera pe o singura placa, diferita de placa pe care vom genera
semnalele dreptunghiulare si PWM.
Se doreste ca utilizatorul sa aiba o interfata care sa -i permita sa modifice frecventa,
amplitudinea si offset -ul. Pentru aceeasta se pot folosi pote ntiometre la care utilizatorul sa aibe
acces.
Se pot folosi circuite integrate sau circuite dedicâte care folosesc metoda DDS pentru
obtinerea semnalului sinusoidal, ambele variante sunt acceptate. Se va avea în vedere faptul ca
amplitudine semnalului tre buie sa varieze între 0 si 10 V, având o alimentare care porneste de la 8V.
Se recomanda folosirea de stabilizatoare de tensiune.

9

2.2 Concept

Generatorul de semnal sinusoidal va trebui sa realizeze forme de unda cu frecvente variabile
primind de la intrare niste date furnizate de utilizator, în speta ceea ce citeste generatorul de la
potentiometrele care reprezinta interfata cu utilizatorul. Astfel ca, generatorul având o frecventa
interna, va aplica acesteia diverse operatii determinat e de ceea ce citeste de la potentiometrele de la
intrare si va trece semnalul propriu prin diverse blocuri de circuite pentru a furniza la iesire semnalul
sinusoidal variabil.
Alegem ca si principiu de realizare metoda DDS, de sinteza digitala directa, c are consta în
crearea unor forme de unda de frecvente arbitrare pornind de la o singura frecventa fixa. Este o
metoda electronica, digitala care se realizeaza folosind un circuit ce are la baza un controller
electronic, o memorie RAM, un oscilator (cu cu art de obicei) care genereaza frecventa fixa, un
numarator/timer, si un convertor numeric -analogic (CNA).
Asa cum am mai spus, acest dispozitiv trebuie sa urmeze doi pasi pt a functiona:
programarea si rularea.
Etapa de programare consta în încarcarea d atelor în memorie de catre controller. Datele sunt
în forma unor cuvinte binare care reprezinta o caracteristi ca a semnalului pe care vrem sa -l
generam: amplitudine, faza, frecventa la un moment dat.
În etapa de rulare, numaratorul sau acumulatorul d e faza se incrementeaza cu o valoare
programata la fiecare nou impuls al semnalului de referinta. Iesirea acumulatorului de faza e folosita
pentru a selecta datele din tabela inscrisa în memorie, iar în cele din urma se face conversia
cuvântului binar în semnal analogic prin intermediul CNA. Sistemul poate genera frecvente mai
mari la iesire prin marirea incrementului de faza, astfel încât numaratorul sa parcurga mai repede
tabela.
Un astfel de principiu e simplu, iar paleta de integrate dedicâte care sa îndeplineasca aceasta
functie e variata. Între urmatoarele integrate: XR -2206, AD5932, AD9833 disponibile în cadrul
firmei în care s -a realizat proiectul, am ales ultimul circuit dedicat de la firma Analog Devices.
AD9833 este un circuit programabil c are poate genera la iesirea sa diverse forme de unda :
sinusoidale, dreptunghiulare, triunghiulare. Functionarea acestuia se bazeaza pe transpunerea
caracteristi cii amplitudinii semnalului sinusoidal în caracteristi ca de faza, deoarece variatiile de
ampl itudine nu sunt liniare, pe când variatiile de faaa cu timpul sunt liniare, si periodice (la fiecare
perioada a semnalului sinusoidal faza oscileaza între 0 si 2 p). Astfel ca, AD9833 va lucra cu variatii
de faza, având scris în memoria sa interna o tabela cu valori de faza. În acest circuit scriem folosind
o interfata seriala pe 3 fire, aceste fire reprezentând: SCLK (slave clock), SDATA( datele transmise
propriu -zis pe 16 biti), FSYNC (semnalul de sincronizare între receptionarea datelor si procesarea
lor).
AD9833 are în structura sa un oscilator controlat numeric, un modulator de faza si frecventa,
un SIN ROM (o memorie în care se afla datele legate de faza) si un convertor numeric -analogic
CNA. Iesirea oscilatorului controlat numeric reprezinta intrare a pentru citirea din tabela de sinus,
unde vom transforma informatia de faza a semnalului sinusoidal (în continuare digitala), care prin
CNA se transforma în semnal analogic sinusoidal.
Faptul ca AD9833 e comandat atat printr -un cuvânt binar, SDATA, cat si prin semnalele de
sincronizare FSYNC si SCLK, sugereaza folosirea unui circuit inteligent care sa transforme
semnalul de la intrare, adica ceea ce citim de la potentiometre, în cuvinte binare speciale care sa
comande circuitul integrat dedicat. În aces t sens optam pentru un microcontroller din gama foarte
mare de microcontrollere prezenta pe piata alegem un PIC, produs de Microchip, care e un RISC

10 (Reduce Instruction Set Computer) si care poate fi programat cu usurinta. Pentru proiectul de fata
alegem microcontrollerul PIC16F876.

.
PIC16F876 este un microcontroller cu 28 de pini, 3 porturi de intrare/iesire, cu 5 canale
pentru conversie analog -digitala, memorie Flash de program, memorie EEPROM, cu comunicare
seriala, si multe altele. în cadrul acestu i proiect ne intereseaza ca PIC -ul sa fie interfata dintre
utilizator (potentiometre) si modulul DDS. În acest sens, PIC -ul trebuie sa converteasca semnalul
analogic receptionat la unul din porturile sale de intrare în semnal digital, sa îl prelucreze a stfel
încât sa comande AD9833. Modulul DDS trebuie comandat serial, ceea ce putem realiza cu
PIC16F876, care are un modul SPI (Serial Peripheral Interface bus), cu 3 pini: Serial Data In, Serial
Data Out, si Serial Clock. Astfel ca, pentru a realiza sincr onicarea între cele doua integrate folosim
Serial Clock, iar pentru transmiterea datelor necesare programarii modulului DDS folosim Serial
Data Out.
Observam ca atât AD9833 cat si PIC16F876 se alimenteaza de la 5V, ceea ce inseamna ca
trebuie sa folosim un stabilizator de tensiune pentru a realiza 5V de la sursa noastra de alimentare,
care e bateria.
De asemenea, citind cu atentie foile de câta log ale AD9833 constatam ca nu putem
modifica prin intermediul acestuia decat frecventa semnalului sinusoidal, întrucât integratul
furnizeaza la exterior un semnal sinusoidal cu valoare vârf la vârf de 0,6V. Asta inseamna ca la
iesirea AD9833 va trebui sa punem un bloc care amplifica si care face reglarea de nivel.
În acest punct, pentru semnalul sinusoidal am avea nevoie de amplificatoare operationale, si
binenteles, pentru iesirea diferentiala vom folosi un transformator 1:1. Iar pentru a obtine 2 iesiri
sinusoidale, vom folosi 2 circuite AD9833, însa un singur PIC, cu care sa le comandam pe
amandoua.
În con cluzie, generatorul de semnal sinusoidal va fi realizat din urmatoarele blocuri:
• Alimentarea, cu stabilizator de tensiune
• Microcontrollerul care comanda AD9833
• Blocul DDS, compus din 2 circuite AD9833
• Amplificatorul si regulatorul de nivel, unde vom fa ce amplificare semnalului sinusoidal,
ajustarea amplitudinii si vom regla offset -ul .

Fig.1 Schema bloc

În ceea ce priveste microcontrollerul utilizarea sa trebuie inteleasa în urmatoarea maniera:
primind date la intrare de la potentiometre, el trebuie sa asocieze fiecarei valori de la intrare o alta
frecventa pentru semnalul sinusoidal, pe care sa spunem ca o citeste dintr -o tabela definita în
memoria sa EEPROM, apoi prelucreaza acel cuvânt binar, pentru al transforma în cuvânt de
comanda pentru modulul DDS.
Etapele firesti pe care ar trebui sa le urmam în cadrul microcontrollerului sunt: citire de la
intrarile analogice (corespunzatoare pentru cele 2 semnale sinus pe care vrem sa le generam ),

11 conversia analog -nume rica, poate si o filtrare a datelor, cu un filtru digital (de tip IIR sau FIR),
citirea din tabela a cuvântului digital pe care trebuie sa -l transmitem catre AD9833, si binenteles
transmisia prin SPI a cuvântului. De la microcontroller catre modulul DD S trebuie sa porneasca
toate cele 3 semnale: FSYNC, SDATA, SCLK. Daca în ceea ce priveste semnalele SDATA si
SCLK avem pini dedicati, în ceea ce priveste FSYNC acest lucru nu se mai întampla. Însa, cum
FSYNK e un semnal activ pe zero câta vreme transmite m SDATA, si activ pe 1 când AD9833 nu
receptioneaza nimic, ci doar proceseaza, asta inseamna ca putem folosi orice pin care poate fi iesire
digitala în acest sens.
Cum am mai spus, iesirea DDS este un semnal sinusoidal cu amplitudine vârf la v ârf de 0,6V
care trebuie amplificat si la care trebuie reglat nivelul.
Amplificarea sa corespunde cu ajustarea amplitudinii, ceea ce inseamna ca în cadrul acestui
bloc ar trebui sa avem potentiometrul pentru modificarea amplitudinii situat unde va în circuitul de
reactie al amplificatorului operational, dar tot aici ar trebui sa realizam si ajustarea de offset. Înainte
de a ajusta offsetul trebuie sa reglam nivelul semnalului si sa verificam daca e axat pe 0, pentru a
modifica corect offset -ul.
În concluzie, semnalul sinusoidal cu frecventa, amplitudine si offset variabile îl obtinem
folosind metoda de sinteza digitala directa, folosind un circuit integrat dedicat, AD9833, care e
comandat de un microcontroller, PIC16F876, care interpr eteaza datele de la un potentiometru, iar la
iesire, semnalul sinusoidal e prelucrat si ii aplicam variatia de amplitudine si de offset.

12 2.3 Functionarea electronica

În cele ce urmeaza vom explica fun ctionarea circuitului pe blocuri. asa cum am mai spus,
avem în vedere 4 blocuri:
• Alimentarea
• Microcontroller
• DDS
• Amplificare si reglare de nivel
Întrucât pentru a realiza schema blocului de alimentare trebuie sa alegem toate circuitele
integra te pentru a stii cu exactitate la ce tensiuni trebuie alimentate, vom lasa blocul de alimentare
ultimul. În acest caz vom incepe prin a descrie celelalte blocuri.

2.3.1 Microcontrollerul

Am ales pentru realizarea generatorului de semnal sinusoidal PIC16F876, pentru
comandarea blocului DDS. Un astfel de microcontroller are ca si avantaj modulul de SPI (Serial
Peripheral Interface bus), de care avem nevoie pentru AD9833, dar si faptul ca are incorporat un
convertor analog -numeric care sa transforme în cuvinte binare semnalele receptionate de la intrare.
Vom conecta la 2 pini care pot fi folositi ca si intrari analogice 2 potentiometre pe care le
vom folosi ca sa variem frecvent ele celor doua semnale sinusoidale pe care vrem sa le obtinem.

Alimentarea microcontrollerului
Tensiunea de alimentare pentru un astfel de microcontroller trebuie sa fie cuprinsa între 2V
si 5,5V. Noi alegem o tensiune standard de 5 V cu care sa alimentam microcontrollerul.
Tot în cadrul alimentarii vorb im si despre pinii de V DD (pinul 20)si V SS (pinii 8 si 19) care se pot
folosi si ca tensiuni de referinta în cadrul operatiilor pe care le face integratul. V DD se leaga la
alimentarea de 5V, conectand la acest pin si un condensator pentru protectia PIC -ului la variatii de
tensiune, iar V SS se va conecta la masa, fiind referinta pentru 0V.

Fig.2 Mod de conectare a V DD si V SS
Pentru conectarea V DD alegem un condensator de val oare 100nF, recomandat de producator.
De asemenea mai avem un pin MCLK/Vpp pe care îl folosim ca si intrare de tensiune de
programare si care va fi conectat la tensiunea de alimentare V DD de 5V, însa care necesita un circuit
de protectie, re alizat din doua rezistente si un condensator, asa cum este el recomandat de
producator. Pentru rezistente sunt recomandate valorile:
R1< 40k ?, noi alegem R1=10k?
R2 = 1k?, noi alegem chiar valoarea de 1k?
Iar pentru C alegem o valoare standard de 100nF, asa cum recomanda producatorul la celelalte
condensatoare pentru protectie .

13

Fig.3 Mod de conectare a pinului MCLK/Vpp la alimentare

Bloc oscilator pentru PIC16F876
Pentru ca cele 3 timere ale microcontrolerului sa functioneze trebuie sa conectam PIC -ul la
un timer extern sau la un oscilator cu cristal. Citind foile de catalog ale PIC16F8 76 referitoare la
frecventa cu care merg timerele raportat la oscilatorul (adica frecventa interna a
microcontrollerului), care e Fosc/4, respectiv durata unui ciclu masina 4/Fosc, alegem un oscilator
cu o frecvent a de oscilatie de 4MHz, care va determina o durata a ciclului masina de 1us.
În acest sens alegem un rezonator de 4MHz , QMIM004, pe care îl vom conecta asa cum ne
recomanda producatorii:

Fig.4 Conectarea oscilatorului la PIC

OSC1 si OSC2 sunt pinii 9 si 10 ai microcontrollerului la care conectam oscilatorul.

Porturile microcontrollerului
PIC16F876 are 3 porturi: PORTA, PORTB, PORTC. Vom folosi toate cele trei porturi
pentru a comanda modulul DDS, deoarece avem nevoie de intrari ana logice, iesiri digitale si SPI.
PORTA este portul în cadrul caruia putem seta pana la 5 pini pentru intrari analogice din 6
pini disponibili. Noi avem nevoie doar de doua intrari analogice, care vin de la potentiometrele
asupra carora actioneaza utiliza torul. În acest sens vom seta pinii RA0/AN0 si RA1/AN1, adica pinii
1 si 2 ai PIC -ului. PORTA are ca si corespundent un registru TRISA, prin intermediul caruia putem
seta pinii corespunzatori acestui port ca si intrari sau ca si iesiri punând bitul corespu nzator pinului
pe care vrem sa -l setam pe 1 pentru intrare si pe 0 pentru iesire.
În cazul nostru, pentru a seta pinii RA0 si RA1 ca si intrari analogice vom seta bitii 0 si 1
din cadrul registrului TRISA pe 1 si restul bitilor pe 0.

14 Pentru iesirea de S PI folosim PORTC,care are un modul dedicat pentru SPI, adica are
disponibili urmatorii pini: SDI (Serial Data Input), SDO (Serial Data Output), SCK (Serial Clock),
corespunzatori pinilor: RC4, RC5, respectiv RC3.
Lucram în modul MASTER, adica SCK este furn izat de PIC, tot el transmite si SDO, iar
AD9833 functioneaza în modul SLAVE, deci se sincronizeaza cu PIC -ul, folosind ca si clock extern
SCK. Asta inseamna ca pinul de SDI nu îl folosim si ca SDO si SCK sunt iesiri digitale. Adica,
setam bitii 3 si 5 ai TRISC pe 0 logic.
De asemenea pentru a comanda modulul DDS mai avem nevoie de doua semnale de
FSYNC, câte unul pentru fiecare AD9833, care în realitate sunt cuvinte binare, 0 logic câta vreme
facem transmisia de date de la PIC la AD9833 si 1 logic când modulul DDS facem procesarea de
date. În realitate vom transmite date pe la pinul de SDO în permanenta, însa în functie de cum
comandam FSYNC1 si FSYNC2 selectam circuitul AD9833 care vrem sa faca procesarea de date.
În felul acesta interpretarea datelor d e la cele 2 potentiometre se va face intermitent, si transmiterea
datelor la modulele DDS se va face tot pe rând, caci vom avea grija ca prin program, când FSYNC1
este pe 0, FSYNC2 sa fie pe 1 si invers, asa încât modulul DDS 1 sa prelucreze doar datele
provenite de la potentiometrul 1 si nu si de la potentiometrul 2.
Înseamna ca avem nevoie de doua iesiri digitale pentru FSYNC1, 2 si alegem pentru aceasta
PORTB, care are 8 pini ce se pot folosi în acest scop. Noi alegem pinii RB0 si RB1 ca si iesiri
digita le si ii setam punând pe 0 bitii 0 si 1 ai registrului corespondent TRISB.

Convertorul analog -numeric
PIC16F876 beneficiaza de un convertor analog -numeric (CAN) cu 5 intrari analogice, a
carui valoare numerica corespondenta semnalului analogic de la intr are este un numar binar pe 10
biti, ce se scrie în 2 registre ADRESL si ADRESH, 8 biti într -un registru si 2 în altul, selectabil din
software.
CAN face conversia având ca referinta doua tensiuni care pot fi V DD (high) V SS(low), sau
tensiuni citite de la pinii RA3 si RA4, în orice fel de combinatii. Pentru circuitul de fata alegem ca
referinta tensiuniile de 5V high si 0V low, adica V DD si V SS .
Pentru selectia canalelor 0 si 1 analogice trebuie sa programam registrele ce control ai CAN:
ADCON0 si ADCO N1, asa cum se va vedea în cadrul programului aplicat PIC -ului.
Timpul de achizitie pentru convertorul analog -numeric în cadrul acestui integrat este de aproximativ
20us, asa cum ne informeaza producatorul ( nota bibliografica Anexa 4*)

Cum CAN -ul est e pe 10 biti, inseamna ca la iesirea sa vom avea de fapt maxim 210 valori,
adica 1024 valori diferite pentru ceea ce citim de la intrarile analogice, de la potentiometre. Putem
spune, pentru usurarea calculelor, ca acest CAN lucreaza cu o frecventa de e santionare de 1kHz,
deci ca avem de fapt doar 1000 de valori corespunzatoare variatiilor de tensiune de la intrare si ca la
fiecare 1ms avem o conversie analog -numerica, deci la fiecare 1ms avem o alta valoare în registrele
ADRESL si ADRESH.

15 Formula du pa care se face conversia este:

U IN= [(U REF+ +UREF- )/1000]*N – UREF-

unde U REF+ =VDD=5V
UREF- =Vss =0V
N= numar ul returnat de CAN însa în baza zece
În cele ce urmeaza vom folosi acest numar ret urnat de CAN ca un pointer la o adresa în
memoria program unde vom stoca datele pe care trebuie sa le trimitem prin SPI la AD9833 astfel
încât sa generam semnalul sinusoidal cu frecventa impusa de pozitia potentiometrului. Datele care
trebuie trimise la modulul DDS le vom determina atunci când vom discuta despre AD9833.
Dupa ce citim aceste date din memoria program EEPROM a PIC -ului, si înainte de a le
transmite spre AD9833 trebuie sa filtram digital datele, pentru a fi siguri ca nu transmitem si
compo nente nedorite, care sa ne distorsioneze semnalul sinusoidal.

Filtrarea IIR
Asa cum am spus anterior, datele preluate din memoria de program trebuie filtrate înainte de
a le transmite la modulul DDS. Fiind vorba despre procesare de semnal digital, pute m utiliza, la
alegere, filtru IIR (Infinit Impulse Response) sau filtru FIR (Finit Impulse Response). Filtrul IIR are
o functie de raspuns la impuls diferita de zero pe o durata în timp infinit de lunga. Spre deosebire de
acesta, filtru FIR are functie de raspuns la impuls diferita de zero pe o perioada finita. Filtrele IIR
pot fi atât analogice -cel mai simplu filtru este un circuit RC – sau digitale.De mentionat faptul ca în
cadrul filtreler IIR digitale, iesirea anterioara a filtrului influenteaza în mod direct valoarea viitoare a
iesirii acestuia. Spre deosebire de filtrele FIR, la IIR e necesar sa definim momentul t=0 pentru care
valoarea iesirii nu e clar definita.
Pentru cazul de fata, implementam un filtru IIR de ordinul 1, care ar trebui sa se
implem enteze cu o formula de forma:

Yn= (1 -a1) Yn-1+ ( b 0Xn+ b1Xn-1 )

Pentru calcularea coeficientiilor filtrului folosim programul MathCad, în care ca si date
introducem frecventa de esantionare si frecventa de taiere, iar tipul fi ltrului e Cebîsev.
Deoarece datele pe care le filtram sunt de la iesirea CAN -ului atunci consideram frecventa
de esantionare de 1kHz, atât cât e frecventa de esantionare a CAN -ului. În ceea ce priveste
frecventa de taiere consideram o frecventa de 10Hz, de aici rezultând o perioada de 100ms.

16

17

Caracteristi ca de transfer a filtrului, pe care din program l -am ales Cebîsev este:

Fig.5 Caracteristi ca de transfer a filtrului IIR Cebîsev

Dupa ce am calculat coeficientii putem sa scriem ecuatia filtrului IIR de ordinul 1,
corespunzator unui filtru analogic trece jos:

Yn=(1- 2-4)Yn-1+ 2-5(Xn+Xn-1)

Implementarea filtrului se va face din program, tinând însa cont sa definim timpul zero: t=0
si sa initializam valorile initiale ale fil trului.
Asa cum am calculat mai sus, timpul de raspuns al filtrului IIR este de 80ms. Asta
inseamna ca, daca de la CAN se citesc valori la fiecare 1ms, doar a 80 -a valoare va fi filtrata, ceea
ce inseamna ca la SPI o sa transmitem datele filtrate la fiec are 80ms.

Modulul SPI
Modulul de SPI îl folosim ca sa comandam AD9833, asta înseamna ca o sa folosim modulul
SPI din cadrul PIC16F876 în modul MASTER, adica clock -ul provenit de la PIC este cel care va
comanda modulul DDS. Asa cum am discutat anterior, modulul SPI este în cadrul PORTC, pe care
am decis anterior cum sa -l programam. Pentru a stii cu exactitate ce sa transmitem prin modulul SPI
trebuie sa citim înainte cu atentie foile de catalog ale AD9833. Important de retinut în acest punct

18 este faptu l ca transmitem datele prin SDO, iar selectia unuia dintre circuitele AD9833 pe care le
folosim o facem prin iesirile FSYNC1 si FSYNC2.

Schema electronica
Schema bloc a partii de microcontroller, daca respectam toate cerintele impuse pe tema
proiectului si de recomandarile producatorului este:

Fig. 6 Schema blocului de microcontroller

2.3.2 Modulul DDS
Modulul DDS este realizat din 2 circuite AD9833, câte unul pentru fiecare semnal
sinusoidal pe care vrem sa -l generam si alte circuite pentru pr otectia celor 2 integrate, care ne sunt
recomandate de producator, Analog Devices.
AD9833 este un circuit specializat care poate genera semnale sinusoidale, dreptunghiulare si
triunghiulare, pe noi interesându -ne numai semnalul sinusoidal. Functionarea ac estuia se bazeaza pe
transpunerea caracteristicii amplitudinii semnalului sinusoidal în caracteristica de faza, deoarece
variatiile de amplitudine nu sunt liniare, pe când variatiile de faza cu timpul sunt liniare, si
periodice.

Alimentarea
Circuitul AD9 833 se alimenteaza cu tensiune între 2,3V si 5,5V. Pentru a folosi aceeasi
alimentare cu microcontrollerul, vom alimenta si acest circuit de la 5V. Pentru a întelege mai bine
cum trebuie conectati pinii unui astfel de circuit pornim de la configuratia pini lor:

19

Fig.7 Configuratia pinilor la AD9833

Asadar V DD îl conectam la 5V, si între V DD si AGND legam o retea de capacitati de
decuplare cu valorile 0.1uF si 10uF.
CAP/2.5V îl legam la DGND printr -o capacitate de 100nF, daca V DD e mai mare decat
2,7V, dupa cum recomanda producatorul, iar COMP (punct de decuplare a tensiunii BIAS a
convertorului numeric -analogic) îl legam printr -o capacitate de 100nF la V DD.

Blocul oscilator
Daca ne uitam la configuratia pinilor circuitului AD9833 observam un pin MCLK, adica
Master Clock pe care producatorul ne recomanda sa -l conectam la un oscilator cu cuart de 25MHz,
care determina acuratetea frecventei semnalului generat, dar si zgomotu l de faza al acestuia.
Alegem oscilatorul de 25 MHz SG -51/P , pe care îl vom conecta la 5V printr -un condensator de
100nF ca în figura:

Fig.8 Bloc oscilator pentru AD9833

Principiu de functionare
Circuitul intern al AD9833 este realizat din câteva blocuri importante: osc ilatorul controlat
numeric, modulator de faza si frecventa, SIN -ROM (o memorie în care e stocata informatia de
sinus), convertor numeric -analogic. Cea mai importanta componenta a oscilatorului comandat
numeric e acumulatorul de faza, un registru pe 28 de biti. Semnalul sinusoidal are un domeniu de
faza de la 0 la 2 p , asta inseamn a ca, folosind acumulatorul de faza pe 28 de biti, avem 2 p= 228 .
Formula prin care calculam frecventa semnalului sinusoidal generat este :

f = P * f MCLK /228
unde P= va loare din acumulatorul de faza care determina frecventa, si care are valori cuprinse între
0 si 228-1, fMCLK are valoarea de 25 MHz iar f este frecventa semnalului sinusoidal.
Ideea de functionare a acestui circuit dedicat este de a transmite prin SPI de la
microcontroller la acumulatorul de faza numarul potrivit care sa genereze semnalele sinusoidale la

20 frecventele dorite. PIC -ul trebuie sa aibe în memoria sa de program inscrisa o tabela cu valori
corespunzatoare fiecarei variatii de frecventa înregistra ta de la potentiometru, si cum CAN -ul
transforma datele de la intrarea analogica în date digitale, numarul de la iesirea CAN -ului va
contitui un pointer la adresa din memorie unde avem memorata tabela.
Pentru aceasta incercam sa determinam un algoritm c u care sa calculam numarul care trebuie
transmis de SPI catre registrul acumulator de faza, adica numarul P.
Calculam numarul care trebuie transmis pentru generarea semnalului de frecventa 10kHz (maximul
de frecventa care ni se cere la semnalul sinusoidal ):
P = (10*103*228) / 25*106
P= 107.374= 1A36E hexa
Iar pentru o frecventa de 10hz:
P = (10*228) / 25*106
P= 107= 6B hexa
Deoarece am stabilit la paragraful anterior, referitor la microcontroller ca în cadrul PIC16F876
convertorul ana log-numeric transforma semnalul analogic în semnal digital cu frecventa de
esantionare de 1kHz, si asta inseamna o valoare noua în binar la fiecare 10Hz, atunci facem calculul
pentru numarul pe care trebuie sa -l transmitem prin SPI la frecvente multiplu d e 10Hz.
Mai facem un calcul si pentru o frecventa de 20Hz:
P = (2*10*228) / 25*106
P= 214= 107*2
De aici putem deduce urmatoarea regula :
P= 107*N
unde N este valoarea în zecimal de la iesirea CAN -ului, care ia valori între 0 si 1000.
Trebuie sa fim atenti la respectarea numarului de biti pentru fiecare dintre registrele
PIC16F876. Cum noi memoram aceste date în cadrul memoriei Flash de program, si aici putem
retine date pe maxim 14 biti, iar pentru valoarea maxima a unui numar de comanda pentru AD9833
este de 17 biti, atunci suntem nevoiti sa scriem datele pe care vrem sa le transmitem prin modulul
SPI la 2 locatii diferite, la una Least Significant Word (cei mai putin semnificativi 14 biti) si la alta
locatie Most Significant Word (Cei m ai semnificativi 3 biti). Alegem ca si locatii pentru memorarea
datelor adresele incepând cu 1800h pentru Least Significant Word si 1C00H, Most Significant
Word.
Revenind la functionarea modulului DDS, pâna acum am stabilit ca acesta primeste de la
PIC pr in SPI cuvinte de comanda care determina valoarea frecventei semnalului sinusoidal.
Determinarea frecventei se stabileste printr -o serie de operatii pe care le faceAD9833, care includ:
citirea valorii primite de la SPI, transmiterea numarului asociat la SI N-ROM,care e o tabela interna
circuitului si la care nu avem acces ca si utilizatori si unde se face asocierea între numarul
corespunzator fazei si valoarea sinusoidala digitala, conversia numeric analogica si transmiterea
semnalului sinusoidal la iesirea sa, V OUT .
Un fapt important de retinut este transmisia corecta a semnalului de selectie a circuitului care
genereaza semnalul sinusoidal, si anume FSYNC1 si 2. FSYNC se transmite de la PIC16F876 catre
AD9833, si câta vreme acesta are valoarea 0 logica, AD9833 receptioneaza date, iar cât timp
FSYNC are valoarea 1 logic, AD9833 proceseaza datele. Trebuie sa tinem cont de acest fapt si sa
facem transmisia de date catre modulul DDS intermitent, când catre un AD9833, când catre
celalalt, punând când un FS YNC pe 0 când pe celalalt.
Verificând cu atentie foile de catalog de la AD9833 observam ca trebuie ca la fiecare
transmisie catre AD9833 sa transmitem o secventa de 16 biti de control, alta secventa de 16 biti, din
care primii 2 MSB (most significant b it) sunt 01, urmati de cei 14 biti ai Most Significant Word si
înca o secventa de 16 biti, primii 2 MSB fiind 01 si ultimii 14 sunt Least Significant Word din
memoria Flash a PIC16F876. Asta insemna ca la fiecare 80ms, când facem filtrarea datelor si citi rea

21 lor din tabelele din memoria Flash trebuie sa transmitem catre AD9833 o structura de date mai
complexe decat ceea ce citim din tabela si anume:

0010 0000 0000 0000 cuvânt de control al scrierii
01 Most Significant Word
01 Least S ignificant Word

Schema electronica a modulului DDS
Blocul de sinteza digitala directa este cel mai important bloc functional din cadrul acestui
generator de semnal, deoarece în cadrul acestui bloc se realizeaza propriu -zis semnalul sinusoidal.
Acest bloc este realizat din 2 circuite AD9833, pentru cele 2 semnale sinusoidale independente pe
care trebuie sa le generam , un bloc oscilator care genereaza o frecventa de 25MHz necesara pentru
determinarea acuratetii frecventei semnalului, si binenteles ci rcuitele de protectie pentru AD9833
recomandate de producator. Schema acestui bloc este:

Fig.9 Modulul DDS

22
2.3.3 Blocul de amplificare si reglare a nivelului

La iesirea modulului DDS avem un semnal sinusoidal cu amplitudine vârf la vârf de 0,6V.
De aceea avem nevoie de un bloc unde sa realizam si amplificarea semnalului, dar si variatia
amplificarii si a offset -ului, si totodata un etaj final unde sa stabilizam semnalul.
Pentru amplificare folosim amplificatoar e operationale, LM2904, care sunt de fapt 2
amplificatoare intr -o capsula, si care integrat se alimenteaza de la o tensiune de 15V.
Amplificarea se determina din raportul rezistentelor din circuitul de reactie al
amplificatorului, si cum noi trebuie sa as iguram o amplitudine maxima de 10V vârf la vârf dintr -un
semnal de 0,6V vârf la vârf, inseamna ca trebuie sa asiguram o amplificare de :

10/0,6 ˜ 16

ceea ce insemna ca în circuitul de reactie trebuie ca folosim rezistente care sa prezinte un asemenea
raport între ele ca sa poata asigura o amplificare de 16 ori a semnalului de la iesirea blocului DDS.
daca punem în circuitul de reactie o rezistenta R r si la intrarea negativa punem o rezistenta R,
atunci amplificarea va avea valoarea:

A= 1+R r /R
ceea ce inseamna ca pentru a obtine o amplificare de 16, trebuie ca raportul celor 2 rezistente sa fie
15. Alegem în acest mod rezistenta de reactie de 15k O si cealalta rezistenta de 1k O.
Schema pentru partea de amplificare si modificare a amplitudinii si a offset -ului este:

Fig. 10 Schema de amplificare a semnalului si modificare a amplitudinii si offset -ului

Functionarea blocului de amplificare
În primul rând, semnalului care vine de la AD9833 trebuie sa -i eliminam componenta
continua, si pentru a sta folosim un condensator tantalum de valoare 10uF.
Încercam o structura prin care sa scadem valoarea tensiunii de alimentare care e de 15V si de
aceea vom folosi 2 amplificatoare operationale, al doilea doar ca repetor, iar la intrarea sa pozitiva

23 vom pune o retea de rezistente care au aceeasi valoare si pe care le folosim cu scopul de a
injumatatii valoarea medie a semnalului. Alegem pentru aceste rezistente valoarea de 10k O. Folosim
o retea similara de rezistente pentru intrarea pozitiva a amplificat orului operational ce realizeaza
amplificarea, iar pe intrarea sa negativa si pe circuitul de reactie punem cele doua rezistente a caror
valoare am calculat -o deja: 1kO, respectiv 15kO.
La iesirea acestui bloc de amplificare suntem nevoiti din nou sa elimi nam componenta
continua, prin pozitionarea în circuit a unui condensator identic cu cel de la intrarea în bloc.
Semnalul sinusoidal pe care l -am obtinut astfel ar trebui sa fie axat pe 0 si sa aibe valoarea vârf la
vârf de maxim 10V. La acest semnal legam un potentiometru cu care vom varia amplitudinea
semnalului. Valoarea potentiometrului se alege de 4,7k O astfel încât sa putem obtine variatia
amplitudinii de la 0 la 10V vârf la vârf.
Mai facem o eliminare a componentei continue, tot cu un condensator de aceeasi valoare ca
si precedentele. Iar pentru a obtine o variatie a offset -ului conectam un potentiometru la sursa de
alimentare, punându -l într -un nod comun cu semnalul la care am variat amplitudinea, iesirea din
nod fiind semnalul sinusoidal la care mo dificam atat amplitudinea cat si offset -ul. Alegem pentru
acesta o valoare de 47kO, astfel încât sa variem offset -ul cu valori cuprinse între 1 si 5V.

Functionarea etajului final
Etajul final are un rol important deoarece face eliminarea zgomotelor si ad uce la un anumit
nivel semnalul generat. Pentru etajul final alegem o structura care e folosita si la alte generatoare de
functii si care are rolul de a regla nivelul semanlului generat.
Pentru etajul final folosit la generatorul nostru de functii alegem o structura cu
amplificatoare operationale în structura repetoare si binenteles o structura de tranzistoare, cu o retea
de rezistente de valoare mica, de 100 O, fiind vorba despre un etaj final.

Fig.11 Schema blocului final

24 Amplificatoarele op erationale alese sunt CA3130 care se alimenteaza de la o tensiune de
15V, la fel ca amplificatoarele folosite la blocul de amplificare.
Alegem o structura de tranzistori npn si pnp, si condensatori care sa elimine componenta
continua (C 30 =220uF) si conde nsatori care sa protejeze circuitul (C 28=100nF). Binenteles vom pune
la iesirea circuitului, dupa stabilizarea semnalului, si transformatorul care sa realizeze iesirea
diferentiala. Punem la iesirea transformatorului 1:1 si doua rezistente de valoare mica pentru
protectie .

2.3.4 Blocul de alimentare
Parcurgând subcapitolele anterioare stim ca trebuie sa alimentam mai multe integrate cu
tensiuni de 5 si 15V. Pentru aceasta e nevoie de stabilizatoare de tensiune, care sa obtina tensiune de
5, respectiv 15V de la baterie.
Alegem stabilizatoarele LM7805 pentru 5V si LM7815 pentru 15V. Producatorul
recomanda o structura cu stabilizatorul încadrat de doua condensatoare de valoare 100nF pentru
protectie . De asemenea mai folosim si o dioda de la baterie pan a la stabilizator, care sa ofere
protectie stabilizatorului la variatii mari de curent. La iesirea blocului de alimentare punem un
condensator electrolitic tantalum (metal tranzistiv foarte usor) pentru a stoca sarcini si a modera
tensiunea la iesirea si pentru a se opune la fluctuatii mari de curent si tensiune, si pentru a asigura o
tensiune stabilizata. Alegem pentru acesta o valoare standard de 10uF
Structura va fi aceeasi si pentru stabilizatorul de 5V si pentru cel de 15V. Schema pentru
blocul de al imentare este:

Fig.12 Blocul de alimentare

Cu CON2 notam conectorii de pe placa electronica unde vom conecta bateria. În ceea ce
priveste dioda, alegem o dioda S1G, care poate face fata la variatii de curent de 1A.
VCC5 si VCC15 sunt iesirile acest ui bloc care sunt de 5, respectiv 15V si care merg la alimentarea
microcontrollerului si a modulului DDS, respectiv la alimentarea amplificatoarelor operationale.

25 2.3.5 Schema electronica a generatorului de semnal sinusoidal

Schema electronica a generatoru lui de semnal sinusoidal cuprinde toate blocurile pe care le –
am amintit anterior, si anume: blocul de alimentare, microcontrollerul, modulul de sinteza digitala
directa, si blocul de amplificare si reglare a nivelului.
Schema elctronica sa poate gasi la ru brica Anexe, ca si Anexa1 .

2.3.6 PCB -ul circuitului proiectat

PCB -ul ( Printed Circuit Board) este designul propriu -zis al circuitului electronic, si se refera
la asezarea componentelor pe placa, astfel încât diversele componente din circuit sa nu se
interinfluenteze. Pentru asezarea componentelor pe placa folosim doua straturi si doua tipuri de
tehnologii: SMT (surface mount technology) si THT (through -hole mount technology). SDT consta
în lipirea componentelor cu o pasta speciala pe suprafata placii, ia r în felul acesta pot fi folosite
ambele fete ale unei placi, pe când THT consta în pozitionarea pinilor componentelor prin orificii
destinate special acestei actiuni. Designul PCB -ului consta în trasarea linilor de conectivitate între
componente, linii c are se pot trasa pe mai multe straturi, nu doar pe cele 2 pe care le putem fizic
vedea pe placa (fata -verso), ci si în interiorul placii, prin suprapunerea propriu -zisa a mai multor
placi. Acest din urma mod de a trasa linile de conexiune se foloseste în c azul unui numar mare de
componente, care trebuie pozitionate pe o placa de mici dimensiuni.
Pentru acest generator de semnal, întrucât nu are multe componente, si nu necesita o placa
de dimensiune redusa, vom trasa liniile de conexiune doar pe 2 straturi, fata-verso, ale placii.
Designul PCB -ului se realizeaza folosind programul EAGLE. Iar designul generatorului de
semnal sinusoidal se poate vedea la Anexe, ca si Anexa 2 .

26 2.4 Realizarea software -ului pentru generarea semnalului sinusoidal

Modulul DDS este cel mai important în realizarea semnalului sinusoidal, însa pentru a fi
comandat corect trebuie sa programam corespunzator microcontrollerul. Pentru aceeasta vom realiza
un program în limbaj de asamblare, si vom folosi pentru simularea sa MPLAB IDE v 7.50, realizat
de firma Microchip, cea care realizeaza si PIC16F876.
În mod normal un program pentru un microcontroller trebuie sa cuprinda o subrutina de
întreruperi, o subrutina de initializare a registrelor folosite, si binenteles programu l principal.
Respectând ceea ce am discutat la subcapitolul 2.3.1 "Microcontrollerul" trebuie sa activam intrarile
analogice, iesirile digitale de SPI si FSYNC, si binenteles trebuie sa avem grija considerabila la
folosirea corecta a timerului.
În primul rând, considerând frecventa de esantionare a convertorului analog -numeric de
1kHz, asta inseamna ca la fiecare 1ms trebuie sa facem operatia de conversie în care folosim
registrele: ADCON0, ADCON1, ADRESL, ADRESH pe care trebuie sa le initializam în subr utina
de initializare.
Pentru a numara corect 1ms adica 1000us (durata unui ciclu masina), setam prescalerul
timerului 0 la 1:4, întrucât timerul 0 este pe 8 biti, deci poate atinge o valoare maxima de 28 -1=255;
timer0 are 256 valori, si pentru a numara pana la 1000, initializam timerul la valoarea 6,
ramânându -i 250 de valori pe care le poate parcurge, deci 250 de us, si setând prescalerul la 1:4,
astfel încât timerul sa poata atinge o valoare de (256 -6)*4= 1000us. Pentru a detecta momentul când
timeru l a ajuns la 1ms, folosim un flag,OSF, pe care îl initializam la inceputul programului.
Am decis ca este nevoie sa filtram datele înainte de a le trimite spre SPI, însa timpul de
raspuns al filtrului este de 80ms. Pentru aceasta va trebui sa initializam un contor cu valoarea de 80,
pe care sa îl decrementam dupa fiecare conversie analog -numerica (care se face la fiecare 1ms), si
în clipa în care contorul ajunge la valoarea 0 atunci sa facem o filtrare.
În urma filtrarii obtinem un numar hexazecimal ca re reprezinta un poiter la o adresa unde se
afla datele care trebuie de fapt transmise prin SPI la AD9833. Astfel ca dupa filtrare trebuie sa
facem o citire dintr -o tabela aflata la o anumita adresa indi câta de numar ul rezultat prin filtrare. în
subcapi tolul 2.3.2 "Modulul DDS" am stabilit deja ce fel de date trebuie introduse în tabela, unde
anume în memorie si în ce fel, si anume:
• Datele care se trec în memorie se vor calcula respectand ecuatia:
P= N*107,
unde N este numar ul returnat de convertorul a nalog numeric si care reprezinta si
pointerul la adresa unde se afla tabela si ia valori cuprinse între 0 si 1000
P este valoare care trebuie transmisa la acumulatorul de faza din cadrul AD9833
• Datele se vor scrie în memorie incepand cu adresele 1800h si 1C00h, dupa cum
urmeaza: cei mai putÎn semnificativi 14 biti (Least Significant Word) la adresa
1800h si cei mai semnificativi 3 biti (Most Significant Word) ai aceluiasi cuvânt pe
17 biti incepand cu adresa 1C00h
Dupa citirea valorii din tabela transmit em cuvintele de comanda catre AD9833, care trebuie
sa fie de forma:

0010 0000 0000 0000 cuvânt de control al scrierii
01 Most Significant Word
01 Least Significant Word

27 2.4.1 Schema logica a programului

Fig.13 Schema logic a a programului pentru microcontroller

Pentru a intelege mai bine functionarea programului vom spune ca la subrutina de initial
izare vom initial iza toate registrele folosite pe parcursul programului, dar si variabilele declarate de
noi la inceputul prog ramului.
De asemenea vom scrie si în memoria Flash de program tabela de date pentru AD9833 la
inceputul programului. Pentru a vedea cu exactitate datele inscrise în memorie (la toate cele 2000 de
locatii) gasim la Anexe, Anexa 3 care cuprinde un tabel real izat în programul Excel în care se gasesc
datele ce trebuie scrise în memorie atat în zecimal, cat si în hexazecimal, si în format intreg si în
format Least Significant Word si Most Significant Word.
La iesirea convertorului analog -numeric(CAN) Obtinem un cuvânt pe 10 biti scris în 2
registre ADRESL si ADRESH. Aceste date vor consti tui intrarea pentru filtrul IIR, adica vor
reprezenta Xn din formula:

Yn=(1- 2-4)Yn-1+ 2-5(Xn+Xn-1)

Pentru a implementa corect formula vom avea nevoie de niste variabile în care sa memoram
valoriile anterioare ale filtrarii, adica X n-1 si Yn-1. Cel mai bine ar fi sa vedem programul.

28 Înainte de a scrie programul însa vom discuta despre registrele folosite în cadrul programului, de
configuratia bitilor si de modalitatea în care se programeaza.
Incepem prin definirea bancurilor de lucru. Memoria microcontrollerului este impartita în 4
bancuri, pe care le putem defini ca macrouri la inceputul programului pentru a nu fi nevoiti sa tot
setam biti. Alegerea bancului de lucru se face prin setarea a 2 biti din cadrul registrului STATUS :
bitii 5 si 6, RP0 si RP1:
Pentru banc0: RP0=0, RP1=0
Pentru banc1 : RP0=1, RP1=0
Pentru banc2 : RP0=0, RP1=1
Pentru banc3 : RP0=1, RP1=1
Continuam cu registrele pe care le folosim l a intreruperi:
• INTCON este registrul prin care putem activa intreruperile globale si intreruperile de
la timer0, cel pe care noi îl folosim în acest program.
În acest sens folosim bitii 7, 5, si 2, adica GIE(validarea intreruperilor globale),
TMR0IE(vali darea intreruperilor de la timer0) si TMR0IF (flag de intrerupere de la
timer0, când se produce un overflow).
• OPTION_REG este un registru prin care putem configura timerul0. din cadrul
acestui registru vom folosi bitii: 7, adica NOT_RBPU (daca îl punem p e 1
dezactivam intreruperile de la PORTB), bitul 5, adica TOCS (pus pe 0 activeaza
clock -ul intern al microcontrollerului care vine la oscilatorul conectat la acesta), bitul
4 adica TOSE (pus pe 0 fa face ca incrementarea clock -ului sa se faca la trenzitia
dintre low si high), bitul 3, PSA (pus pe 0 asigneaza prescalerul timerului 0), si
deoarece alegem o valoare a prescalerului de 1:4, atunci ultimii 3 biti ii punem pe
001. Asta insemna ca trebuie sa încarcam OPTION_REG cu valoarea:
1000 0001= 81h
Setare a porturilor A, B si C:
• La PORTA trebuie activati pinii 1 si 2 ca si intrari analogice,dar vom activa toti pinii
ca intrari. Pentru aceasta încarcam în registrul TRISA valoarea:
0011 1111= 3Fh
• La PORTB activam iesirile analogice RB0 si RB1, celelalti pini ii lasam ca si intrari;
asta inseamna ca TRISC îl încarcam cu valoarea:
1111 1100= FCh
• La PORTC trebuie sa activam ieririle SDO si SCLK(bitii 5 si 3 la TRISC), ceea ce
insemna ca punem pe 0 acesti biti în cadrul registrului TRISC, ceilalti lasandu -i pe
1(ca si intrari):
1101 0111= D7h
Pentru configurarea convertorului analog -numeric (CAN), trebuie sa setam urmatoarele
registre:
• ADCON0 prin care setam frecvent a de conversie, canalele de la care se face
conversia, activam convertorul si îl si putem testa daca avem o conversie în progres
sau daca conversia s -a terminat deja. Bitii 7 si 6 ii punem pe 01 pentru a selecta o
frecvent a de conversie de Fosc/8; bitii 5 -3 determina canalul de unde facem
conversia, pe noi ne intereseaza canalul 0 si 1, deci când l ucram cu canalul0 setam
acesti biti pe 000, iar când lucram cu canalul 1, 001; pentru a porni convertorul,
setam bitul ADON(bitul0) pe 1, iar pentru a testa conversia, testam bitul
NOT_DONE (bitul 2)
Pentru o conversie de la canalul 0 vom scrie în registr ul ADCON0 valoarea:
0100 0000=40h, iar pentru a porni conversia 0100 0001=41h

29 Pentru o conversie de la canalul1 :
0100 1000=48h, iar pentru a porni convertorul 0100 1001= 49h
• ADCON1 cu care putem selecta sa asezam numar ul convertit spre dreapta, adica î n
ADRESL 8 biti si în ADRESH 2 biti ( punând bitul 7 pe 1), apoi configuram poate
intrarile de la portul A ca si analogice, astfel ca în acest registru vom încarca
valoarea:
1000 0000= 80h
• Vom mai folosi registrele ADRESL si ADRESH de unde vom citi valori le
convertite.
• Pentru a verifica posibilele intreruperi de la convertor testam bitul ADIF al registrului
PIR1.
În ceea ce priveste modulul SPI, folosim registrele :
• SSPSTAT: fixam bitul 7, SMP, pe 1astfel încât datele sa se trimita la sfarsitul
receptiei lor în modul, bitul 6, CKE îl setam pe 0, astfel încât transmisia sa se
intample la tranzitia dinrte starea idle la starea activa, ceea ce insemna ca în registru
încarcam valoarea:
1000 0000=80h
• SSPCON este registrul cu care configuram modulul SPI, si la care trebuie sa setam
bitul 5 pe 1, SSPEN, cu care activam modulul, punem bitul 4,CKP, pe 0 astfel încât
starea low sa corespunda starii idle, iar ultimii 4 bitii cu care se alege frecvent a de
transmisie ii setam pe 0 asa încât frecvent a sa fie Fosc/4. î n modul acesta trebuie sa
încarcam în SSPCON valoarea
0010 0000= 20h
• Vom mai folosi registrul SSPBUF, care e un buffer în care si din care sosesc/pleaca
datele in/dinspre modulul SPI. prin acest buffer transmitem datele catre AD9833
Pentru citirea din tabela trebuie sa folosim memoria flash de program, vom folosi deci
registrele specifice memoriei EEPROM:
• EECON1 ne permitem sa alegem tipul de memorie cu care lucram: de date sau de
program prinsetarea bitului EEPGD( îl punem pe 1 pentru memoria de progr am) si
de asemenea putem selecta citirea din memorie daca setam pe 1 bitul RD din acelasi
registru.
• În registrele EEADR si EEADRH vom scrie adresele de la care vrem sa citim datele,
iar corespunzator acelor adrese, vom gasi datele în registrele EEDATA s i EEDATAH
Pentru o mai buna intelegere a acestor registre si a timerului folosit, gasim la Anexe, în
Anexa 4 o parte din foile de câta log pentru PIC16F876 si foile de câta log pentru AD9833 la
Anexa 5 .

30 2.4.2 Programul pentr u generarea semnalului sinusoidal realizat pentru
PIC16F876

list P=pic16F876

#include <p16f876.inc>

;************definim parametrii pentru CANAL0 la urmatoarele locatii RAM****************

ADLS0 equ 0x0020 ; Definim variabile pt achizitia ADC(Xn)
ADH S0 equ 0x0021 ; Valoarea pentru CAN MSByte
ADLS0O equ 0x0022 ; Valoarea anterioara de la achizitia CAN (X n-1)
ADHS0O equ 0x0024 ; Valoarea anterioara MSByte
FL0A equ 0x0025 ; Valoarea actuala a filtrarii LSByte (Yn)
FH0A equ 0x0026 ; Valoare actuala MSByte
FL0O equ 0x0027 ; Valoare anterioara LSByte, (Yn -1)
FH0O equ 0x0028 ; Valoare anterioara MSByte
FREQL0L equ 0x0029 ; Least Significant Word, cei 8 bitii Low (14 bits)
FREQL0H equ 0x002A ; Least Significant Word, cei 8 biti High (6 biti de fapt)
FREQH0L equ 0x002B ; Most significant Word, cei 8 biti Low (14 bits)
FREQH0H equ 0x002C ; Most significant Word, cei 8 biti High

; ***********defini m parametrii pentru CANAL1 la urmatoarele locatii RAM*****************

ADLS1 equ 0x0030 ; Definim variabile pt achizitia CAN(Xn)
ADHS1 equ 0x0031 ; Valoarea pentru CAN MSByte
ADLS1O equ 0x0032 ; Valoarea anterioara de la achizitia CAN (X n-1)
ADHS1O equ 0x0034 ; Valoarea anterioara MSByte
FL1A equ 0x0035 ; Valoarea actuala a filtrarii LSByte (Yn)
FH1A equ 0x0036 ; Valoare actuala MSByt
FL1O equ 0x0037 ; Valoare anterioara LSByte, (Yn -1)
FH1O equ 0x003 8 ; Valoare anterioara MSByte
FREQL1L equ 0x0039 ; Least Significant Word, cei 8 bitii Low(14 biti)
FREQL1H equ 0x003A ; Least Significant Word, cei 8 biti High (6 biti de fapt)
FREQH1L equ 0x003B ; Most significant Word, cei 8 biti Low (14 bits
FREQH1H equ 0x003C ; Most significant Word, cei 8 biti High

;************************ definim diverse contoare*******************************

CONTOR equ 0x0040 ; definim un cont or pt transmisia spre SPI
XnL equ 0x0041 ; variabile unde memoram valoriile actuale si anterioare
XnH equ 0x0042 ; pentru filtrarea IIR
SUMXL equ 0x0043

31 SUMXH equ 0x0044
YantL equ 0x0045
YantH equ 0x0046
SUMYL equ 0x0047
SUMYH equ 0x0048
YnL equ 0x0049
YnH equ 0x004A
OSF equ 0x004B ; Definim un Flag pentru timer0 care sa ne indice 1ms

;*********************** Macrouri de comutare bancuri******************************

bank0 macro ;memoria PIC -ului este impartita în 4 bancuri,
bcf STATU S, RP0 ; în cadrul fiecarui banc putandu -se face diverse
bcf STATUS, RP1 ; operatii asupra deverselor registre
endm ;Pentru a folosi un anumit registru trebuie ca în
;cadrul memoriei sa ne aflam în bancul unde se
bank1 macro ; afla s i acel registru, altfel operatiile nu se
bsf STATUS, RP0 ;efectueaza asupra registrului
bcf STATUS, RP1
endm

bank2 macro
bcf STATUS, RP0
bsf STATUS, RP1
endm

bank3 macro
bsf STATUS, RP0
bsf STATUS, RP1
endm

;****************defin im tabela de valori din cadrul memoriei flash***********************

org 0x1800 ; definire adresa de start tabela de faza
frecv0l dw 0x006B ; la adresa 1800h avem scris 6B
dw 0x00D6 ; la adresa 1801h avem scris D6h, etc.
; …………….. ………………………………………………………………………………………………………………..
; tabela cuprinde 1000 de valori corespunzatoare Least Significant Word (14 biti)

org 0x1C00 ; definire adresa de start tabela de faza
frecv0h dw 0x0000 ; la adresa 1C00h avem scris 00h
dw 0x0000
;……………………………………………………………………………………………………………………………….
;tabela are 10 00 de valori corespunzatoare Most Significant Word

32

;************************programul propriu -zis************************************

org 0x0000
nop
nop
nop
goto start

; *********************rutina de tratare a intreruperii**************** ****************

intrp bcf INTCON, GIE ; invalidare intreruperi globale
btfss INTCON, T0IF ; test intrerupere TIMER0
goto endint

movlw d'6' ; încarc valoarea 6 în zecimal în TIMER0
movwf TMR0 ; reinitializare TIMER0
bcf INTCON, T0IF ; stergere flag intrerupere TIMER0
bsf OSF, 0 ; setare flag 1ms
endint retfie

;********************sfarsit rutina de tratare a intreruperii*******************************

start call pginit
call main

; *************** ********* rutina de initial IZARE controller *************************

pginit bank1
movlw 0x0081 ; prescaler=1:4
movwf OPTION_REG
movlw 0x80 ; setez pe "right justi fied" registrii ADRESH si
movwf ADCON1 ; ADRESL la achizitia CAN -ului
movlw 0x3F ; secventa pt initial izarea portului PORTA
movwf TRISA ; activez ca si analog input pinii RA0 si RA1
movlw 0xFC ; secventa pt initial izarea PORTB
movwf TRISB ; activez ca digital output pinii RB0 si RB1, ce
; urmeaza a fi folositi ca FSYNC1,2
movlw 0xD7 ; secventa de initial izare PORTC

33 movwf TRISC ; activez ca digital output pinii SDO si SCK
movlw 0x80 ; secventa de initial izare a modulului SPI
movwf SSPSTAT
bank0
movlw 0x0006 ;încarc în TMR0 valoarea 6, astfel încât
movwf TMR0 ; sa numere pana la 256 -6=250, iar cu un
: ; prescale r de 1:4 sa numar am pana la 1000us
; adica perioada la care se face conversia A/N
movlw 0x20 ; activez portul serial (SPI)
movwf SSPCON ; declar idle state= low si transmisia se
; realizeaza la trecerea de la idle la activ
movlw 0x40 ; initial izez mod ulul A/D, pt care aleg frecvent a
; Fosc/8, citire de la intrarea analogica AN0
movwf ADCON0 ; modulul e oprit( pinul ADON=0)
bank1
movlw 0x80 ; configure z intrari/iesiri analogice si digitale, si
; selectez frecvent a de lucru
movwf ADCON1 ; a modulului de conversie analog -digitala
bank0 ; selectez bank0 pt a initial iza variabilele
; definite mai sus pt canalele analogice 0 si 1
movlw 0x0000 ; inscriu în toate variabilele valoarea 0h
movwf ADLS0
movwf ADHS0
movwf ADLS0O
movwf ADHS0O
movwf FL0A
movwf FH0A
movwf FL0O
movwf FH0O
movwf FREQL0L
mov wf FREQL0H
movwf FREQH0L
movwf FREQH0H
movwf ADLS1
movwf ADHS1
movwf ADLS1O
movwf ADHS1O
movwf FL1A
movwf FH1A
movwf FL1O
movwf FH1O
movwf FREQL1L
movwf FREQL1H
movwf FREQH1L
movwf FREQH1H
movwf XnL
movwf XnH
movwf SUMXL
movwf SUMXH

34 movwf YantL
movwf YantH
movwf SUMYL
movwf SUMYH
movwf YnL
movwf YnH
movlw 0x0050 ; initial izez contorul cu valoarea de 80 in
; zecimal, si o sa îl folosesc la filtrare si
; trimitere spre SPI

movwf CONTOR ; 80 se refera la raportul dintre timpul de
; raspuns al filtrului si perioada de
; esantionare a ADC -ului
clrf OSF ; sterg bitul 0 din OSF, nu am ajuns la 1ms
clrf INTCON ; invalidare intreruperi
bsf INTCON, T0IE ; validare intrerupere TIMER0
movlw d'6'
movwf TMR0 ; initial izare TIMER0
bsf INTCON, GIE ; validare intreruperi

;************* ******* procedura de conversie pentru modulul ADC **********************

conv bank0
movlw 0x0040
movwf ADCON0 ; setam canalul de la care se face citirea, timpul
; de conversie, si ADON=0
bcf PIR1, ADIF ; flag de intreruperi
bsf ADCON0,ADON ; ADON=1
bsf ADCON0, NOT_DONE
loopconv0 btfss PIR1, ADIF ; când ADIF=1 nu executa urmatoarea
goto loopconv0 ; instructiune, când ADIF=0 executa bucla

bank1
movfw ADRESL
bank0
movwf ADLS 0 ; transfer ceea ce am citit în variabilele ce le -am
movfw ADRESH ; definit
movwf ADHS0
bcf ADCON0, ADON
; canal 1 ; repetam procedura de mai sus pentru canalul1
movlw 0x0048
movwf ADCON0
bcf PIR1, ADIF
bsf ADCON0, ADON
bsf ADCON0, NOT_DONE
loopconv1 btfss PIR1, ADIF

35 goto loopconv1
bank1
movfw ADRESL
bank0
movwf ADLS1
movfw ADRESH
movwf ADHS1
bcf ADCON0, ADON
return

;****** ****************procedura de filtrare ***********************************

IIR bank0 ; implementam formula
bcf STATUS,C ; Yn=(1- 2-4)Yn-1+ 2-5(Xn+Xn-1)
movf XnL, W ;În SUMX memoram valoarea anterioana
addwf SUMXL, F ; realizam suma: X n+Xn-1 , cu transport
movf SUMXH, W ; de la octetul low la octetul High
btfsc STATUS, C ; daca avem transport adaugam 1 la high
addlw 1 ; daca nu avem, sarim peste instructiune
movwf SUMXH
movf XnH, W
addwf SUMXH, F
bcf STATUS, C ; stergem bitul de carry(transport)
rrf SUMXH, F ; trebuie sa siftam suma celor 2 valori
nop ; achizitionate cu 5 pozitii la dreapta
rrf SUMXL, F ;acest lucru se realizeaza siftand atat octetul
nop ;high cat si low de 5 ori, dupa fiecare siftare
bcf STATUS, C ;bitul de carry se sterge
rrf SUMXH, F
nop
rrf SUMXL, F
nop
bcf STATUS, C
rrf SUMXH, F
nop
rrf SUMXL, F
nop
bcf STATUS, C
rrf SUMXH, F
nop
rrf SUMXL, F
nop
bcf STATUS, C
rrf SUMXH, F
nop
rrf SUMXL, F
nop ; în acest moment am obtinut

36 bcf STATUS, C ; 2-5(Xn+Xn-1)
movf YantL, W
movwf SUMYL ; în SUMY efectuez calculele de genul
movf YantH,W ; (1- 2-4)Yn-1 pentru inceput încarc în SUMY
movwf SUMYH ; Yant
bcf STATUS, C
rrf YantH, F ; pentru inceput determinam 2-4Yn-1
nop ; prin 4 siftari la dreapta a YantL si YantH
rrf YantL, F
nop
bcf STATUS, C
rrf YantH, F
nop
rrf YantL, F
nop
bcf STATUS, C
rrf YantH, F
nop
rrf YantL, F
nop
bcf STATUS , C
rrf YantH, F
nop
rrf YantL, F
nop
bcf STATUS, C
comf YantL, W ; determinam -2-4Yn-1 prin metoda
addlw 1 ; Cod complementul lui 2
movwf YantL ; adica complementez numar ul si ii adaug 1
comf YantH, W
btfsc STATUS, C ; la YantH ii adaug 1 doar în caz de transport
addlw 1
movwf YantH
bcf STATUS, C
movf YantL, W
addwf SUMYL, F ; facem operatia:
movf YantH, W ; (1- 2-4)Yn-1
btfsc STATUS, C
addlw 1
nop
addwf SUMYH, F ; în cele din urma aduman SUMY cu SUMX
movf SUMXL, W ; adica (1 – 2-4)Yn-1+ 2-5(Xn+Xn-1)
addwf SUMYL, F
movf SUMXH, W
btfsc STATUS, C
addlw 1
addwf SUMYH, F
movf SUMYL, W
movwf YnL ; valoarea calculata o scriem în Yn

37 movf SUMYH, W ; adica e valoarea actuala filtrata
movwf YnH
return

;*********************** Procedura de citire din tabela ********************************

read_t able bank0 ; citim tabela pentru canalul0
movf FL0A, W ;intrarea pentru tabela este valoarea actuala
addlw 0x00 ;a Yn filtrat si acest numar reprezinta un
bank2 ;pointer la adresa unde se afla tabela
movwf EEADR ; datele pe care le caut eu se gasesc la
bank0 ;la adresa 1800+Yn
movf FH0A, W ; la EEADR se gaseste partea low a adresei de
btfsc STATUS, C ; mai sus
addlw 1
addlw 0x18
bank2
movwf EEADRH ;
bank3
bsf EECON1, EEPGD ; acceseaza memoria de date
bsf EECON1, RD ; activez citirea
nop
nop
bank2
movf EEDATA, W ; citesc datele de la adresa 1800h
bank0
movwf FREQL0L ;e vorba de Least Significant Word
bank2 ; octetul cel mai putÎn semnificativ
movf EEDATH, W ; si octetul cel mai semnificativ
bank0
movwf FREQL0H
movf FL0A, W ; aceeasi procedura pentru determinarea
addlw 0x00 ; Most Significant Word care se citeste
bank2 ; de la adre sa 1C00h
movwf EEADR
bank0
movf FH0A, W
btfsc STATUS, C
addlw 1
addlw 0x1C
bank2
movwf EEADRH
bank3
bsf EECON1, EEPGD ; acceseaza memoria de program
bsf EECON1, RD ; activez citirea
nop
nop
bank2

38 movf EEDATA, W
bank0
movwf FREQH0L
bank2
movf EEDATH, W
bank0
movwf FREQH0H
;canal 1
bank0 ; repetam procedura de mai sus pentru
movf FL1A,W ; canalul 1
bank2
movwf EEADR
bank0
movf FH1A, W
addlw 0x0018
bank2
movwf EEADRH
bank3
bsf EECON1, EEPGD ; acceseaza memoria de program
bsf EECON1, RD ; activez citirea
nop
nop
bank2
movf EEDATA, W
bank0
movwf FREQL1L
bank2
movf EEDA TH, W
bank0
movwf FREQL1H
movf FL1A, W
bank2
movwf EEADR
bank0
movf FH1A, W
addlw 0x1C
bank2
movwf EEADRH
bank3
bsf EECON1, EEPGD ; acceseaza memoria de program
bsf EECON1, RD ; activez c itirea
nop
nop
bank2
movf EEDATA, W
bank0
movwf FREQH1L
bank2
movf EEDATH, W

39 bank0
movwf FREQH1H
bcf EECON1, EEPGD ; accesez memoria de date
return

;*****************procedura de transmitere prin SPI****************************

SPI bank0
bcf PORTB, 0 ; setam iesirea FSYNC1 pe 0
nop
; ***************canal0********************
movlw 0x20 ; MSB control bits
movwf SSPBUF
movlw 0x00 ; LSB
movwf SSPBUF
movf FREQH0H, W ; Most Significant word High
andlw 0x7F ; facem un "SI" logic cu 7F pentru a obtine
movwf SSPBUF ; la partea high 01 urmat de MSW high
movf FREQH0L, W ; Most Significant word low
movwf SSPBUF
movf FREQL0H, W ; Least significant word high
andlw 0x7F ;Si logic cu 7F pentru a transmite un cuvânt
movwf SSPBUF ;de forma 01 LSW high
movf FREQL0L, W ; Least significant word low
movwf SSPBUF
nop
bsf PORTB, 0 ; pun FSYNC! p e 1 ( incepe procesarea)
nop
bcf PORTB, 1 ; pun FSYNC2 pe 0, transmit de la
nop ;canalul 2 spre AD9833
; ****************canal1*********************
movf SSPBUF, W ;repetam procedura pentru canalul 1
movlw 0x20 ; LSB biti de control
movwf SSPBUF
movlw 0x00 ; MSB biti de control
movwf SSPBUF
movf FREQH1H, W ; Most significant word
andlw 0x7F ; ca mai sus facem un si logic
movwf SSPBUF ;cu 7F pentru a transmite forma corecta
movf FREQH1L, W
movwf SSPBUF
movf FREQL1H, W ;Least Significant Word
andlw 0x7F ; si logic cu 7F
movwf SSPBUF
movf FREQL1L, W
movwf SSPBUF
nop

40 bsf PORTB, 1 ; trecem FSYNC2 pe 1 pentru a incepe
nop ; procesarea datelor
return

;*********************Programul principal**********************************

main
bank0 ; verificam daca OSF(bitul0)=1, adica
btfss OSF,0 ; daca am ajuns la 1ms, daca nu, atunci fac
goto main ;bucla pana ajung la 1ms
call conv ; apelez subrutina de conversie
; *****************pentru canal 0******************
movf ADLS0, W
movwf XnL ; intrarea pentru filtrul va fi iesirea CAN
movf ADHS0, W
movwf XnH
movf ADLS0O, W ; ADLS0O contine valoarea anteriara a CAN
movwf SUMXL
movf ADHS0O, W ; în SUMX efectuam calcule
movwf SUMXH
movf FL0O, W ; FL0O contine valoarea Y(n -1) pentru filtrul,
movwf YantL ; ceea ce corespunde la valoarea filtrata anterior
movf FH0O, W
movwf YantH
call IIR ; avnd datele de intrare, apelam subrutina de
movf YnL, W ; filtrare
movwf FL0A ; FL0A contina valoarea actuala filtrata
movf YnH, W
movwf FH0A
movf YnL, W ; trecem ce e actual la iesirea subrutinei IIR in
movwf FL0O ; anterior
movf YnH, W
movwf FH0O
movf XnL, W ; si valoarea actuala convertita
movwf ADLS0O ; o trecem în valoare anterioara
movf XnH, W
movwf ADHS0O
; *****************Pentru canal 1*****************
movf ADLS1, W ; facem acelasi lucru pentru canalul1
movwf XnL
movf ADHS1, W
movwf XnH
movf ADLS1O, W ;ADLS1O reprezinta valoarea anterioara
movwf SUMXL
movf ADHS1O, W
movwf SUMXH
movf FL1O, W ; Vechea valoare filtrata

41 movwf YantL
movf FH1O, W
movwf YantH
call IIR ; apelam si pentru canalul 1 subrutina
movf YnL, W ; de filtrare
movwf FL1A ; trecem ce e actual la iesirea subrutinei IIR în
movf YnH, W ; valori anterioare
movwf FH1A
movf YnL, W
movwf FL1O
movf YnH, W
movwf FH1O
movf XnL, W
movwf ADLS1O
movf XnH, W
movwf ADHS1
decfsz CONTOR,F ; dupa ce am facut conversia si filtrarea
goto main ; decrementam CONTOR pana ajunge de la
call read_table ;80 la 0 si apoi apelam citirea din tabela
call SPI ; dupa citire facem transmisia prin SPI
movlw 0x50 ; dupa transmisie repunem CONTOR pe 80
movwf CONTOR ; si ne intorcem în maÎn pentru a relua toata
goto main ;procedura

end

42

Capitolul 3
Generarea semnalului dreptunghiular si PWM

3.1 Cerinte
Sa se genereze doua semnale dreptunghiulare, unul doar cu frecvent a variabila si un altul cu
frecvent a si factor de umplere variabil, care sa se încadreze între limitele:

• Semnal dreptunghiular

Nr. Descrier e Simbol Min. Nom. Max. Unitate
1 Amplitudine VAMPL_TW 8 – 34 V
2 Frecvent a fSINE 0 – 2 KHz

• Semnal PWM ( cu frecvent a si factor de umplere variabile)

Nr. Descriere Simbol Min. Nom. Max. Unitate
1 Amplitudine VAMPL_TOSS 0 – 10 V
2 Frecvent a fSINE 0 – 2 KHz
3 Durata impulsului tHIGH 0.4 – 5 ms

Cele doua semnale se vor genera pe acelasi circuit fizic, iar pentru implementare, ca si pentru
generarea semnalului sinusoidal, se pot folosi circuite integrate, sau circuite dedicâte generarii de
semna le dreptunghiulare.
Se doreste ca utilizatorul sa aiba o interfata care sa -i permita sa modifice frecvent a, si
factorul de umplere. Pentru aceeasta se pot folosi potentiometre la care utilizatorul sa aibe acces.

43

3.2 Concept

La gener area semnalului sinusoidal ne -am familiarizat deja cu microcontollerul de la
Microchip, PIC16F876, asa ca pentru generarea celor doua semnale dreptunghiulare vom folosi
acelasi microcontroller.
Cum semnalul dreptunghiular e foarte apropiat de un semnal di gital, întrucât insemna
transmiterea unui sir de "1 logic" (pe durata high) si a unui sir de "0 logic" (pe durata low), putem
realiza cele doua semnale doar prin folosirea microcontrollerului, fara a mai fi nevoie sa folosim un
alt circuit dedicat. La gen erarea semnalelor de catre PIC trebuie însa avut grija la timere si la
capacitatea lor de a numar a.
Vom avea nevoie de 3 potentiometre: unul pentru ajustarea frecvent ei semnalului
dreptunghiular, altul pentru ajustarea frecvent ei semnalului PWM, si ce l de-al treilea pentru
ajustarea factorului de umplere al semnalului PWM.
Blocurile functionale ale generatorului de semnal dreptunghiular si PWM de care avem
nevoie sunt:
• Blocul de alimentare, care presupune si stabilizatorul de tensiune (alimentam tot c u
5V microcontrollerul)
• Microcontrollerul
Schema bloc a unui astfel de generator este:

Fig.14 Schema bloc a generatorului

Pentru alimentare vom folosi aceeasi structura ca la generatorul de semnal sinusiodal.
În ceea ce priveste microcontrollerul, alegem în continuare PIC16F876, întrucât are 3
porturi de care ne putem folosi, convertor analog -numeric, si 3 timere cu care putem decide perioada
semnalelor pe care vrem sa le generam .
Spre deosebire de generarea semnalului sinusoidal, la generarea sem nalului dreptunghiular
vom citi din tabele valorile cu care trebuie sa încarcam timerele pentru a genera la iesire semnale cu
perioada impusa de potentiometre.
În cadrul acestui generator de semnal, partea cea mai importanta o consti tuie software -ul,
întrucât schema în sine este foarte simpla, generarea semnalului dreptunghiular si PWM realizandu –
se doar din software.

44 3.3 Functionare electronica

Vom explica functionarea generatorului de semnale dreptunghiulare pe blocuri, referindu -ne
la cele 2 blocuri mai sus amintite:
• Blocul de alimentare, care presupune si stabilizatorul de tensiune (alimentam tot cu
5V microcontrollerul)
• Microcontrollerul

3.3.1 Blocul de alimentare

PIC16F876 necesita o tensiune de alimentarea între 2 si 5,5V. Noi alegem sa-l alimentam cu
tensiunea standard de 5V, iar pentru a obtine aceasta tensiune trebuie sa folosim un stabilizator de
tensiune, pe care noi îl alegem LM7805.
producatorul recomanda o structura cu stabilizatorul încadrat de doua condensatoare de
valoar e 100nF pentru protectie . De asemenea mai folosim si o dioda de la baterie pana la
stabilizator, care sa ofere protectie stabilizatorului la variatii mari de curent. La iesirea blocului de
alimentare punem un condensator electrolitic tantalum (metal tr anzisti v foarte usor) pentru a stoca
sarcini si a modera tensiunea la iesirea si pentru a se opune la fluctuatii mari de curent si tensiune, si
pentru a asigura o tensiune stabilizata. Alegem pentru acesta o valoare standard de 10uF.
Schema blocului de al imentare este:

Fig.15 Schema electronica a blocului de alimentare si stabilizare

3.3.2.Microcontrollerul

Am ales pentru realizarea generatorului de semnale dreptunghiulare PIC16F876, fiind deja
familiarizati cu el de la realizarea gen eratorului de semnal sinusoidal.. Un astfel de microcontroller
are ca si avantaj faptul ca are incorporat un convertor analog -numeric care sa transforme în cuvinte
binare semnalele receptionate de la intrare si faptul ca avem 3 timere pe care le putem util iza la
generarea celor doua semnale..
Vom conecta la 3 pini care pot fi folositi ca si intrari analogice 3 potentiometre pe care le
vom folosi ca sa variem frecvent ele celor doua semnale dreptunghiulare, iar cel de -al treilea
potentiometru îl vom folosi pentru modificarea factorului de umplere al semnalului care se vrea
PWM.

Alimentarea microcontrollerului
Tensiunea de alimentare pentru un astfel de microcontroller trebuie sa fie cuprinsa între 2V
si 5,5V. Noi am ales deja o tens iune standard de 5 V cu care sa alimentam microcontrollerul.

45 Tot în cadrul alimentarii vorbim si despre pinii de V DD (pinul 20)si V SS (pinii 8 si 19) care se pot
folosi si ca tensiuni de referint în cadrul operatiilor pe care le face integratul, mai preci s conversia.
VDD se leaga la alimentarea de 5V, conectand la acest pin si un condensator pentru protectia PIC –
ului la variatii de tensiune, iar V SS se va conecta la masa, fiind referint pentru 0V

Fig.2 Mod de conectare a V DD si V SS
Pentru conectarea VDD alegem un condensator de valoare 100nF, recomandat de producator.
De asemenea mai avem un pin MCLK/Vpp pe care îl folosim ca si intrare de tensiune de
program are si care va fi conectat la tensiunea de alimentare V DD de 5V, însa care necesita un circuit
de protectie , realizat din doua rezistente si un condensator, asa cum este el recomandat de
producator. Pentru rezistente sunt recomandate valorile:
R1< 40k ?, noi alegem R1=10k ?
R2 = 1k?, noi alegem chiar valoarea de 1k?
Iar pentru C alegem o valoare standard de 100nF, asa cum recomanda producatorul la celelalte
condensatoare pentru protectie .

Fig.3 Mod de conectare a pinului MCLK/Vpp la alimentare

Bloc oscilator pentru PIC16F876
Pentru ca cele 3 timere ale microcontrolerului sa functioneze trebuie sa conectam PIC -ul la
un timer extern sau la un oscilator cu cristal. Citind foile de câta log ale PIC16F876 referitoare la
frecvent a cu care merg timerele raportat la oscilatorul (adica frecvent a interna a
microcontrollerului), care e Fosc/4, r espectiv durata unui ciclu masina 4/Fosc, alegem un oscilator
cu o frecvent a de oscilatie de 4MHz, care va determina o durata a ciclului masina de 1us.
În acest sens alegem un rezonator de 4MHz , QMIM004, pe care îl vom conecta asa cum ne
recomanda pro ducatorii:

46

Fig.4 Conectarea oscilatorului la PIC

OSC1 si OSC2 sunt pinii 9 si 10 ai microcontrollerului la care conectam oscilatorul.

Porturile folosite ale microcontrollerului
Dupa cum deja sti m, microcontrollerul are 3 porturi, si le vom folosi pe toate.
Intrarile analogice le vom seta la PORTA, fiind vorba despre 3 intrari( doua pentru ajustarea
frecvent ei si una pentru ajustarea factorului de umplere) setam RA0, RA1, RA2 ca si intrari. Asta
inseamna setarea pe 1 a bitilor 0,1 si 2 corespunzatori registrului TRISA.
În cazul portului B setam una din iesiri, fie ea dreptunghiulara sau PWM, la pinul RB1, ceea ce
insemna scrierea bitului 1 al regitrului TRISB pe 0. Pentru semnalul care ne m ai ramane, PWM sau
dreptunghiular vom alege una din iesirile PORTC, deoarece acest port are si un modul de PWM,
însa pentru al putea folosi trebuie sa facem o verificare a capacitatii timerului asociat acestui modul,
adica timer2. daca vrem sa activam ies irea de PWM a acestul modul din cadrul portului C trebuie sa
punem pe 0 bitul 1 al registrului TRISC.

Convertorul analog -numeric
PIC16F876 beneficiaza de un convertor analog -numeric (CAN) cu 5 intrari analogice, a
carui valoare numerica corespondenta s emnalului analogic de la intrare este un numar binar pe 10
biti, ce se scrie în 2 registre ADRESL si ADRESH, 8 biti într -un registru si 2 în altul, selectabil din
software.
CAN face conversia având ca referint 2 tensiune care pot V DD (high) V SS(low), s au tensiuni
citite de la pinii RA3 si RA4, în orice fel de combinatii. Pentru circuitul de fata alegem ca referint
tensiuniile de 5V high si 0V low, adica V DD si V SS .
Pentru selectia canalelor 0, 1 si 2 analogice trebuie sa programam registrele ce contr ol ai
CAN: ADCON0 si ADCON1, asa cum se va vedea în cadrul programului aplicat PIC -ului.
Formula dupa care se face conversia este:

U IN= [(U REF+ +UREF- )/1000]*N – UREF-

unde U REF+ =VDD=5V
UREF- =Vss =0V
N= numar ul returnat de CAN însa în baza zece
Acest numar va fi un pointer la o adresa din tabelele de unde vom citi valorile care trebuie
încarcâte în timere astfel ca ele sa determine perioada si factorul de umplere pe care vrem sa le
generam .

47
Timerele folosite
PIC16F876 are 3 timere, care lucreaza la o frecvent a de Fosc/4, adica 1MHz, deci oricare
dintre aceste timere determina durata unui ciclu masina de 1us.
Diferenta dintre timere este aceea ca timer0 si timer2 sunt pe 8 biti, iar timer1 este pe 16 biti, iar
timer2 se foloseste în aplicatii care implica modulul PWM.
Dat fiind datele mai sus mentionate, alegem pentru a genera cele doua semnale timerele1 si
2.
Despre modul de realizare a tabelelor si de alegere a iesirilor vom discuta în c adrul
subcapitolului dedicat realizarii software -ului.

Schema blocului de microcontroller
Luand în considerare recomandarile producatorului si tinând cont de intrarile si iesirile care
ne intereseaza în cadrul acestui generator, schema electronica a a cestui bloc este:

48
3.3.3 Schema electronica a generatorului de semnale dreptunghiular si PWM

Schema electronica a generatorului de semnal dreptunghiular si de semnal PWM va cuprinde
cele doua blocuri prezentate interior si poate fi vizu alizata la rubrica de Anexe, ca si Anexa 6 .

3.3.4 PCB -ul generatorului de semnal dreptunghiular si PWM

Ca si PCB -ul generatorului de semnal sinusoidal, si acest PCB va fi realizat utilizandu -se
cele doua metode: SMT si THT, fiind vorba de putine componente necesare reslizarii sale.
Designul acestui PCB a fost realizat folosÎn pogramul EAGLE, si schema finala poate fi studiata la
Anexe, fiind vorba despre Anexa 7.

49 3.4 Realizarea software -ului pentru generarea de semnale dr eptunghiulare si
PWM

Pentru inceput trebuie sa ne decidem asupra principiului de functionare a acestui generator
de functii si sa hotaram ce timer folosim pentru generarea semnalului dreptunghiula r si ce timer
pentru semnalul PWM. Pornim de la ideea ca citim de la potentiometre cum vrem sa variem frecvent
ele si factorul de umplere. De fapt citim o valoare de tensiune care poate sa varieze între 0 si 5V, iar
convertorul analog numeric al PIC -ului v a asocia la aceste valori de tensiune pana la 1000 de valori
digitale, care exprimate în binar sunt cuvinte pe 10 biti.
Aceste cuvinte vor fi pointeri la adresele unde vom stoca în memoria de program tabela de
datele care determina frecvent a si factorul de umplere al semnalelor.
Determinarea datelor care trebuie trecute în tabele o facem în cele ce urmeaza:
Semnalul dreptunghiular
Trebuie sa generam un semnal dreptunghiular a carui frecvent a sa o putem modifica între
valorile 10Hz -2kHz. întrucât con vertorul analog -numeric poate diferentia 1000 de valori, insemna
ca din 2 în 2 Hz avem o alta valoare numerica.
Ambele timere au un tact cu perioada de 4/Fosc= 4/4MHz= 1us, deci un ciclu masina are o
durata de 1us.
La o frecvent a de 10Hz, perioada semn alului si durata sa high sunt:
T= 1/10Hz= 100ms=100 000us ( cat e un ciclu masina)
thigh = T/2= 50 000us (impartim la 2 deoarece factorul de umplere e 1/2)
Asta insemna ca numar ul inscris în tabela pentru o frecvent a de 10Hz este 50 000, adica un num ar
pe 16 biti, ceea ce în mod normal doar timer 2 ne poate oferi. însa înainte de a lua o decizie mai
facem niste calcule pentru semnalul dreptunghiular, dar si pentru semnalul PWM.
Pentru acelasi semnal la frecvent a maxima de 2kHz durata semnalului s i perioada High
sunt:
T=1/2kHz= 500us
thigh = T/2 = 250us
Numar ul pe care trebuie sa -l inscriem în acest caz este 250, adica un numar pe 8 biti.

Semnal PWM
În cazul semnalului PWM trebuie sa variem frecvent a între valorile: 10Hz -2kHz , iar durat a
impulsului între valorile: 0,4ms – 5ms.
Pentru semnalul PWM avem o formula de calcul a frecvent ei raportata la viteza de deplasare a
autovehiculului si la durata impulsului. asa cum am specificat la inceputul acestei lucrari, semnalul
PWM se realizeaza pentru a simula semnalul de la iesirea unui tahograf, care este în realitate un
senzor de viteza.
Formula cu care determinam viteza de deplasare este:
v = 3600/ (T*16/ t high ) = 255* t high / T
unde v= viteza de deplasare care poate lua valori între 0 -120km/h
T= perioada semnalului PWM
t high = durata impulsului
DÎn formula precedenta deducem ca perioada semnalului PWM se calculeaza în raport cu viteza si
durata impulsului:
T= 255* t high /v
Avem nevoie de 2 tabele, una pentru viteza s i una pentru durata impulsului

50 Tabela de viteza ar trebui sa cuprinda 120 de valori diferite, câte una la fiecare km/h, iar tabela cu
valori pentru durata impulsului ar trebui sa contina 1000 de valori, atat cat ne genereaza si CAN -ul,
adica câte o valoare la fiecare:
(5000 -4)/1000 ˜ 5us
Initial am decis sa incercam si folosirea modulului PWM, iar în foile de câta log ale PIC16F876
aflam formula pentru calculul perioadei semnalului, raportat la frecvent a oscilatorului intern:

TPWM = (PR2 +1)* 4*Tosc* PRESCALER
Unde: Tosc*4 = 1us
Prescaler ia valoarea maxima de 1:16
PR2 este un registru pe 8 biti, deci cu valoare maxima 256
Incercam sa calculam ce valoare trebuie încar câta în registrul PR2 care e în mod direct asociat cu
timer2 astfel încât sa obtinem frecvent ele minime si maxime de 10Hz si 2kHz:
Pentru o frecvent a de 10Hz, perioada e de 100ms, deci:
PR2+1= 100ms/(16*1us) = 6250
Dar 6250 este un numar care se scrie în binar pe 13 biti, deci nu poate fi folosit timer2 si modulul
PWM, pentru generarea semnalului PWM, dar nici pentru generarea semnalului dreptunghiular.
Cel mai bine ar fi sa folosim pentru generarea semnalului PWM timer1 care poate numar a pana la
216 , deci cu care vom putem numa r a usor 213 tacturi.
Asta insemna ca înca mai avem de rezolvat problema semnalului dreptunghiular folosindu -ne doar
de timer2, care poate atinge pana la 256 tacte.
Cel mai util mod de a rezolva problema semnalului dreptunghiular este de a introduce, pe
langa registrul PR2 asociat timerului2, înca un contor, în care sa încarcam o parte din date.
Daca vrem ca perioada semnalului dreptunghiular sa fie de forma:
TSQ = Tclk* M
unde M este numar ul de tacte pe care trebuie sa le transmitem astfel încât sa fi e echivalente cu
semiperioada semnalului nostru, T SQ este perioada semnalului dreptunghiular, si T clk este 1us, adica
perioada unui tact ( un ciclu masina).
M ia valori între 50 000 si 250. în acest caz scriem M ca produs de doua numere pe care le
memoram în memoria de program, si pe care le asociem cu PR2 si cu CONTOR. sa luam de
exemplu cazul lui M=50 000, putem spune ca PR2=250 si CONTOR=200.
Sau pentru M=250, punetm spune ca PR2=250 si CONTOR= 1, sau PR2= 50 si CONTOR=50 sau
orice alta combinatie de nu mere scrise pe maxim 8 biti care inmultite sa ne dea valoarea M.
Important de retinut pentru a intelege principiul de functionare al timerul 2, care este asociat
cu generarea semnalului dreptunghiular, este faptul ca timerul se va incrementa cu câte o pozi tie
atata timp cat decrementand valorile din contoare nu ajung ambele pe 0, chiar daca timerul 2 trece
prin mai multe depasiri ale domeniului sau.. Decrementarea contoarelor trebuie inteleasa ca si
decrementarea unui numar care are atat unitati cat si z eci, mai intai decrementam unitati le, apoi
zecile si revenim la unitati pana ce ambele sunt zero. în cazul nostru putem considera PR2
reprezentantul unitati lor, iar CONTOR reprezentantul zecilor, decrementarea celor doua se va face
în felul urmator:
Sa consideram PR=250, iar CONTOR=200 ( pentru M=50 000)
Decrementarea se face astfel: PR2=249 CONTOR=200
PR2=248 CONTOR=200
………………………………………….
PR2=0 CONTOR=200
PR2=250 CONTOR=199
PR2=249 CONTOR=199
…………………………………………..

51 PR2=1 CONTOR=0
PR2=0 CONTOR=0

Principiul de realizare a software -ului urmeaza pasii:
• Citire de la cele 3 intrari analogice ( 2 sunt pentru ajustarea frecvent ei si una pentru
ajustarea factorulu i de umplere)
• Conversie analog -numerica , în urma careia rezulta 3 numere pe 10 biti care vor fi pointeri la
adresele tabelelor de unde citesc datele cu care pot stabili frecvent ele si factorul de umplere
al celor 2 semnale.
• Citirea din tabele. Am 4 tabe le, o tabela de viteza ( a carei intrare vine de la potentiometrul
de modificare a frecvent ei semnalului PWM) si una de durata a impulsului(pentru
modificarea factorului de umplere) A treia tabela este cea cu datele care trebuie introduse în
PR2 si cea de -a patra cu datele de introdus în CONTOR( pentru care intrarea o consti tuie
potentiometrul de modificare a frecvent ei semnalului dreptunghiular).
• Generarea semnalului PWM , calculand perioada semnalului, prin folosirea ca si intrare a
rezultatelor din tabelele de viteza si de durata a impulsului. Folosim timer1. Realizam
operatia :
TPWM = 255 t high/v
si transmitem pe iesirea din PORTB, RB1, "1 logic" pe durata t high , si "0 logic" pe durata
TPWM – thigh .
• Generarea semnalului dreptunghiular prin c alculul semiperioadei semnalului, care se face cu
ajutorul contoarelor PR2 si CONTOR, prin intermediul timerului 2. Transmitem pe la iesirea
RC1 a portului C "1 logic" pe o durata de (PR2*CONTOR)us, si aceeasi durata de timp
transmitem apoi "0 logic".

Pentru o mai buna intelegere a structurii programului vom realiza o schema logica si vom explica
programarea anumitor registre.

52 3.4.1 Schema logica a programului

Deoarece avem de generat doua semnale,pentru a intelege mai bine structur a programului, vom
realiza doua scheme logice, una pentru semnalul PWM si una pentru semnalul dreptunghiular

Schema logica pentru generarea semnalului PWM

Fig.16 Schema logica pentru generarea semnalului PWM

53 Schema logica pentru generarea semn alului dreptunghiular

Fig. 17 Schema logica pentru generarea semnalului dreptunghiular

În cele ce urmeaza vom stabili cu ce valori trebuie sa initial izam registrele astfel sa putem genera
cele doua semnale.
Incepem cu registrele pe c are le folosim la intreruperi:
• INTCON, cu care validam intreruperile globale prin setarea pe 1 a bitului 7, GIE.
• PIE1, registru ce activeaza intreruperile periferice, si la care vom seta bitii 6, ADIE, care
activeaza intreruperile de la convertorul analog -numeric, bitul 1, TMR2IE si bitul 0,
TMR2IE care activeaza intreruperile de la timer2 si timer1. Asadar, vom încarca în registrul
PIE1 valoarea:
0100 0011= 43h

54 • De asemenea, pe parcursul executie programului, pentru a vedea daca s -a produs o
intrerupere de la CAN, sau de la timere, verificam daca bitii ADIF, TMR1IF si TMR2IF din
cadrul registrului PIR1 sunt pe 1.
• În registrul OPTION_REG dezactivam intreruperile de la portul B, punând pe 1 bitul 7,
NOT_RPBU, adica încarcând în acest registru valoarea 80h

În ceea ce priveste porturile A, B, si C valorile pe care le încarcam în registrele corespunzatoare
sunt:
• Pentru PORTA, avem nevoie de 3 intrari analogice, însa putem seta toate cele 6 intrari ca si
intrari anlogile, deci punem pe 1 ultimi 6 biti ai regis trului corespunzator portului A, TRISA:
0011 1111= 3Fh
• Pentru PORTB, avem nevoie de o iesire digitala, RB!, asta inseamna ca vom pune pe 0 bitul
1 al registrului TRISB si si toti ceilalti pini ai portului B ii lasam ca si intrari, deci ii punem
pe 1. în T RISB vom inscrie valoarea:
1111 1101= FDh
• Pentru PORTC, folosim pinul RC! ca si iesire digitala, toti ceilalti pini fiind considerati
intrari, deci în TRISC vom seta pe 0 bitul 1 si toti ceilalti pe 0:
1111 1101= FDh
Urmeaza sa facem setarile p entru modulul de conversie analog -numerica, si în acest sens folosim
registrele:
• ADCON1, unde vom pune pe 1 bitul 7, ADFM, care determina scrierea spre dreapta a numar
ului convertit, adica 8 biti din 10 sunt scrisi în registrul ADRESL si ultimi 2 biti în
ADRESH, si deoarece am setat toate intrarile portului A ca si analogice, ceilalti biti vor
ramane pe 0, deci în ADCON1 se încarca valoarea:
1000 0000=80h
• ADCON0, punem bitii ADCS1, 0 pe 01, selectand pentru conversie o frecvent a de Fosc/8.
Tot aici sele ctam si canalul de lucru, prin bitii 5,4,si 3. De exemplu, pentru canalul 0 inscriem în
ADCON0 valoarea: 0100 0000= 40h
Pentru canal1: 0100 1000= 48h
Pentru canal2: 0101 0000= 50h
Tot în cadrul acestui registru, pentru a activa conversia analog -numeric a trebuie sa setam pe 1
bitul 0, ADON.
• În cadrul conversiei vom mai folosi registrele ADRESL si ADRESH, de unde vom citi
valorile convertite.
În ceea ce priveste timerele pe care le folosim, setarile se fac în felul urmator:
• Pentru timer1, pe care îl fo losim la generarea semnalului PWM, setam registrul T1CON ,
punând pe 1 bitul3, T1OSCEN, cu care activam oscilatorul, setam TMR1CS pe 0, activand
clock -ul intern( Fosc/4) , iar bitul 0, TMR1ON îl punem pe 1 pentru a activa acest timer.
Deci în acest regist ru inscriem valoarea:
0000 1001= 09h
• Pentru timer2, pe care îl folosim la generarea semnalului dreptunghiular, setam registrul
T2CON , punând pe 1 bitul 3, TMR2ON, adica pornim timerul, iar în ceea ce priveste ceilalti
biti ii punem pe 0, deoarece nu fol osim o alta valoare de prescaler si postscaler diferita de
1:1. Asadar în T2CON inscriem valoarea :
0000 0100= 04h
Citirea din tabele va implica folosirea urmatoarelor registre:

55 • EECON1, în care pentru a reusi sa citim valorile din memorie va trebui sa a ctivam bitul 7,
EEPGD, care face selectia memoriei de program în care avem memorate datele, si bitul 0,
RD, care activeaza citirea din aceasta memorie.
• Adresele de la care citim datele sunt indicâte de registrele EEADR si EEADRH
• Datele pe care le citim su nt citite din registrele EEDATA si EEDATH, care corespund
adreselor indicâte de registrele EEADR si EEADRH.

În ceea ce priveste variabilele introduse de noi în program, le vom initial iza pe toate pe valoarea
00h.
De asemenea precizam ca pentru selectia bancului de lucru folosim aceeleasi macrouri ca la
programul folosit la generarea semnalului sinusoidal. Alegerea bancului de lucru se face prin setarea
a 2 biti din cadrul registrului STATUS : bitii 5 si 6, RP0 si RP1:
Pentru banc0: RP0=0, RP1=0
Pentru banc1 : RP0=1, RP1=0
Pentru banc2 : RP0=0, RP1=1
Pentru banc3 : RP0=1, RP1=1
Pentru a avea o privire de ansamblu asupra modului de utilizare a microcontrollerului am
atasat în cadru Anexe, ca si Anexa 4 câteva din foile de câta log ale PIC1 6F876.

56 3.4.2 Programul realizat pentru PIC16F876 pentru generarea semnalelor
dreptunghiular si PWM

list P=pic16F876

#include <p16f876.inc>

;*********************** Macrouri de comutare bancuri************************** ****

bank0 macro ;memoria PIC -ului este impartita în 4 bancuri,
bcf STATUS, RP0 ; în cadrul fiecarui banc putandu -se face diverse
bcf STATUS, RP1 ; operatii asupra deverselor registre
endm ;Pentru a folosi un anumit registru trebuie ca î n
;cadrul memoriei sa ne aflam în bancul unde se
bank1 macro ; afla si acel registru, altfel operatiile nu se
bsf STATUS, RP0 ;efectueaza asupra registrului
bcf STATUS, RP1
endm

bank2 macro
bcf STATUS, RP0
bsf STATUS, RP1
endm

bank3 macro
bsf STATUS, RP0
bsf STATUS, RP1
endm

;***************************Definim variabile**********************

ADLS0 equ 0x20 ; Definim variabila de achizitie a CAN -ului pt canal 0
ADHS0 equ 0x21 ; Valo area de la CAN, MSByte
ADLS1 equ 0x22 ;Definim variabila de achizitie a CAN -ului de la canal1
ADHS1 equ 0x23 ; Valoarea de la CAN, MSByte
ADLS2 equ 0x24 ;Definim variabila de achizitie a CAN -ului de la canal2
ADHS2 equ 0x25 ;Valoarea de la CAN, MSByte
TABLE0L equ 0x26 ; Pointerii care imi indica adresa din tabele de la care
TABLE0H equ 0x27 ; trebuie sa citesc datele pentru perioada si factor de
TABLE1L e qu 0x28 ; umplere
TABLE1H equ 0x29
TABLE2L equ 0x2A
TABLE2H equ 0x2B
NUMAR L equ 0x2C ; variabile folosite la impartirea T_HIGH la viteza
NUMAR H equ 0x2D
NUMIT equ 0x2E

57 REST equ 0x2F

;****************************Definim variabile***************************

CONTOR equ 0x30 ;Variabila care alaturi de PR2 imi determina frecvent a
VITEZAL equ 0x31 ; Viteza de deplasare a masinii, se cites te din tabela
VITEZAH equ 0x32
T_HIGHL equ 0x33 ; LSByte a duratei impulsului pt semnalul PWM
T_HIGHH equ 0x34 ; MSByte, se citesc din tabela
PERIODL equ 0x35 ; Perioada semnalului PWM= 255*t_high/v
PERIODH equ 0x36 ; MSByte a perioadei
PERBUFL equ 0x37 ; buffer pe care îl folosesc la calcule unde e impli câta
PERBUFH equ 0x38 ; si perioada semnalului PWM
T_LOWL equ 0x39 ; durata cat semnalul PWM e "0" si care e egala cu
T_LOWH equ 0x3 A ; t_low=perioada -t_high
CONTORBUF equ 0x3B ; un buffer în care facem calcule
DATAL equ 0x40
DATAH equ 0x41
DIV equ 0x42
DIVCNT equ 0x43
CNT equ 0x44

;**********************definim tabela0 pt SQUARE_HIGH(PR2)************* *******

org 0x1000
SQUAREPR2
dw 0x00FA ; retinem ca PR2*CONTOR= M, unde M e durata
dw 0x00F9 ; impulsului semnalului dreptunghiular
dw 0x00F8

……………………… tabe la pentru contorul PR2 se poate vedea la Anexe, ca si Anexa 8 ………………….

; *******definim adresa de start pt tabela1 pentru semnalul SQUARE contor**********

org 0x1400
SQUAREC dw 0x00C8
dw 0x0 0A7
dw 0x0090
…………………tabela pentru CONTOR se poate citi la Anexe, ca si Anexa 8 ………………………….

58 ;************** DEFINIM TABELA 2 PT VITEZA***************************

org 0x1800 ;defini m adresa de start pt tabela de viteza a automobilului

VITEZA dw 0x00 ; viteza de deplasare ia valori între 0 si 120km/h
dw 0x01
dw 0x02
dw 0x03
…………………..tabelul poate fi citit în cadru Anexelor, la Anexa 9 ………………………………..

;*******************definim tabela3 de T_HIGH***********************

org 0x1C00
t_high dw 0x0000 ; durata impulsului semnalului PWM ia valori intre
dw 0x 0005 ; 0 si 5 ms cu pas de 5us
dw 0x000A
dw 0x000F

…………………tabelul poate fi citit în cadrul Anexelor, la Anexa 10 …………………………..

; ******************incepem programul propriu -zis**** *************************

org 0x0000
nop
nop
nop
goto start

;*********************rutina de tratare a intreruperilor*********************
intrp bcf INTCON, GIE ; invalidare intreruperi
btfss PIR1, TMR1IF ; testare intrerupere TMR1
goto endint
bcf PIR1, TMR1IF ; stergere flag intrerupere de la TMR1
btfss PIR1, TMR2IF ; testare intrerupere TMR2
goto endint
bcf PIR1, TMR2IF ; stergere flag intrerupere de la TMR2
endint retfie

;******************sfa rsitul subrutinei de intrerupere si start program ******************
start call pginit
nop
call main
nop

59

;**********************rutina de initial izare a controllerului***************************
pginit bank1
movlw 0x0080 ;dezactivez int reruperile de la PORTB
movwf OPTION_REG ;inscriind 80H în registru
movwf ADCON1 ;Selectam modul de scriere spre dreapta
movlw 0x003F ; activez toate intrarile anlogice ale
movwf TRISA ; portului A
movlw 0x00FD ; Setez pinul RB1 ca si iesire si toti
movwf TRISB ;ceilalti ca si intari
movwf TRISC ; setez pinul RC1 ca si iesire, si toti
; ceilalti pini ca si iesiri
bank0
movlw 0x0009 ; activez TMR1, având ca si clock
movwf T1CON ;Fosc/4, adica o durata de 1us
movlw 0x0004 ; activez TMR2 ce functioneaza tot cu
movwf T2CON ; clock intern, durata tactului de 1us

bank1
movlw 0x0000
movwf PR2 ;contorul PR2 îl stergem, îl punem pe 0
bank0
movlw 0x0000 ;initializam pe 0 toate variabilele
movwf ADLS0 ;declarate anterior
movwf ADHS0
movwf ADLS1
movwf ADHS1
movwf ADLS2
movwf ADHS2
movwf ADLS3
movwf ADHS3
movwf TABLE0L
movwf TABLE0H
movwf TABLE1L
movwf TABLE1H
movwf TABLE2L
movwf TABLE2H
movwf DEIMP
movwf IMP
movwf CAT
movwf REST
movwf VITEZAL
movwf T_HIGHL
movwf T_HIGHH
movwf T_LOWL
movwf T_LOWH
movwf PERIODL
movwf PERIODH

60 movwf PERBUFL ; e un buffer în care fac calcule
movwf PERBUFH
movwf CONTOR
movwf CONTORBUF
bank1
clrf INTCON ; dezactivez orice fel de intrerupere
movlw 0x0043 ; activez intreruperile de la ADC, TMR1
movwf PIE1 ; (overf low), TMR2 (PR2 match)
bsf INTCON, GIE ; activez intreruperile globale

;*************************procedura de conversie a CAN -ului**********************

conv bank0

;*********************** pentru canal0 *********************

movlw 0x0040 ;setam canalul de la care se face
movwf ADCON0 ; citirea, timpul de conversie, si ADON=0
bcf PIR1, ADIF ; flag de intreruperi
bsf ADCON0,ADON ; ADON=1
bsf ADCON0, NOT_DONE
loopconv0 btfss PIR1, ADIF ; când ADIF=1 nu executa urmatoarea
goto loopconv0 ; instructiune, când ADIF=0 executa bucla
bank1
movfw ADRESL ; transferam valorile citite la iesirea CAN
bank0 ; în variabilele declarate mai devreme
movwf ADLS0 ;
movfw ADRESH ;
movwf ADHS0
bcf ADCON0, ADON ; oprim conversia

; ************************canal 1************************************

movlw 0x0048 ; setam canalul de la care se face conversia
movwf ADCON0
bcf PIR1, AD IF ;flag de intreruperi
bsf ADCON0, ADON ; convertorul analog -numeric este pornit
bsf ADCON0, NOT_DONE ; conversia nu e realizata
loopconv1 btfss PIR1, ADIF ; când ADIF=1 nu executa urmatoarea
goto loopconv 1 ; instructiune, când ADIF=0 executa bucla
bank1
movfw ADRESL ;transferam datele citite la iesirea CAN
bank0
movwf ADLS1 ;În variabilele declarate anterior

movfw ADRESH

61 movwf ADHS1
bcf ADCON0, ADON ;oprim convertorul
;*******************************canal2**************************
movlw 0x0050 ; selectam canalul2 pentru conversie
movwf ADCON0
bcf PIR1, ADIF ; stergem flagul de intreruperi
bsf ADCON0, ADON ; pornim convertorul
bsf ADCON0, NOT_DONE
loopconv2 btfss PIR1, ADIF ;verificam daca s -au produs intreruperi
goto loopconv2 ; de la CAN
bank1
movfw ADRESL ; transferam datele la variabilele d eclarate
bank0 ;anterior
movwf ADLS2
movfw ADRESH
movwf ADHS2
bcf ADCON0, ADON ;oprim convertorul
return ; intoarcere în programul principal
nop

;**************** Procedura de citire din TABELA0 (PR2) ************** *************

read_table0
bank0
movf TABLE0L, W ; citim de la adresa 1000+ adresa
bank2 ; indi câta de iesirea ADC valoarea din
movwf EEADR ; registru PR2
bank0
movf TABLE0H, W
addlw 0x10
bank2
movwf EEADRH
bank3 ;acceseaza memoria de program unde
bsf EECON1, EEPGD ; am sto câta tabela 0
bsf EECON1, RD ; activez citirea
nop
nop
bank2
movf EEDATA, W ; PR2 fiind un registru p e 8 biti
bank1 ; datele sunt stocâte numai în EEDATA
movwf PR2 ; nu si în EEDATH
return
nop

62

;***************procedura de citire din TABELA 1(CONTOR)**********************

read_table1
bank0 ; citim de la adresa 1400+ adresa
movf TABLE1L, W ; indi câta de iesirea CAN valoarea
bank2 ; CONTORULUI
movwf EEADR
bank0
movf TABLE1H, W
addlw 0x14
bank2
movwf EEADRH
bank3 ; acceseaza memoria de program unde
bsf EECON1, EEPGD ; am stocat tabela1
bsf EECON1, RD ; activez citirea
nop
nop
bank2
movf EEDATA, W
bank0 ; datele le preiau din registrul
EEDATA,
movwf CONTOR ; CONTOR fiind pe 8 biti
return
nop

;*********************procedura de citire din TABELA2 (VITEZA) *********************

read_table2 ; citesc VITEZA de deplasare a
bank0 ; autovehiculului
movf TABLE2L, W ; citim de la adresa 1800+ adresa
bank2 ; indi câta de iesirea CAN valoarea
movwf EEADR ;vitezei
bank0
movf TABLE2H, W
addlw 0x18
bank2
movwf EEADRH
bank3 ; acceseaza memori a de program unde
bsf EECON1, EEPGD ; am sal vat tabelul 2
bsf EECON1, RD ; activez citirea
nop
nop
bank2
movf EEDATA, W
bank0

63 movwf VITEZAL ; transfer datele citite în VITEZAL
return ; intoarcere la programul principal
nop
;********************procedura de citire din tabela 3( T_HIGH )*******************

read_table3 ; citesc din tabela2 durata HIGH a
; semnalului PWM pe care vreau
sa-l
bank0 ; generez
movf TABLE3L,W
bank2
movwf EEADR ; aceasta valoare o citesc de la adresa
bank0 ; 1C00+ adresa indi câta de ADC, din
movf TABLE3H, W ; memoria de program
addlw 0x001C
bank2
movwf EEADRH
bank3
bsf EECON1, EEPGD ; acceseaza memoria de program
bsf EECON1, RD ; activez citirea
nop
nop
bank2
movf EEDATA, W
bank0
movwf T_HIGHL
bank2
movf EEDATH, W
bank0 ; transfer datele citite din tabel în
movwf T_HIGHH ; variabila T_HIGH
return ; reintoarcere în programul principal
nop

;***********procedura impartire pt calcului perioadei PWM=255*viteza /t_high**********

divide movf DATAH, W ;intoduc datele în numar ator
movwf NUMAR H ;care e în cazul meu T_HIGH
movf DATAL, W ;intoduc datele la numitor
movwf NUMAR L ; care e VITEZA
movf DIV, W
movwf NUMIT
clrf REST
movlw d'16' ; impartirea se poate facem pt numere de
movwf DIVCNT ; cel mult 16 biti
nextd1 bcf STATUS, C ;procedura de impartire consta intr -o
rlf NUMAR L, F ;bucla de siftari
rlf NUMAR H, F

64 rlf REST, F ; shift MSb
movf NUMIT, W ; w=nev
bcf STATUS, C
subwf REST, W ; w=mar -nev
btfss STATUS, C
goto $+3
movwf REST
bsf NUMAR L, 0
decfsz DIVCNT, F
goto nextd1
return
nop
;******************************inmultire*** **********************
inmultire comf NUMA R L, W ;255*X= 256*X -X
addlw 1 ;obtinem înainte –X= -THIGH/VITEZA
movwf NUMAR L
comf NUMAR H, W
btfsc STATUS, C
addlw 1
movwf NUMAR H
movf CNT, W ; inmultirea unu i numar cu 256=28
movlw d'8' ; inseamna siftarea numar ului cu 8
movwf CNT ; pozitii la stanga
bcf STATUS, C
siftare rlf PERIODL, F
nop
rlf PERIODH, F
nop
decfsz CNT, F
goto siftare
movfw NUMAR L
addwf PERIODL, F ;facem adunare între numar ul siftat
movfw NUMAR H ; si numar ul negativ
btfsc STATUS, C
addlw 1
addwf PERIODH, F
return
nop

;***************************** programul principal ********** ******************
main
bank0
call conv ;apelam subrutina de conversie
nop

;************genera rea semnalului PWM, cu frecvent a si duty -cycle variabil************
movf ADLS1, W ; transfer ceea ce am citit de la ADC la
movwf TABLE2L ; intrarea tabelelor
movf ADHS1, W ;citim datele despre viteza si durata

65 movwf TABLE2H ; impulsului la semnalul PWM
movf ADLS2,W
movwf TABLE3L
movf ADHS2, W
movwf TABLE3H
call read_table2 ; cite sc valoarea vitezei(pe 7 biti)
nop
call read_table3 ; citesc valoarea t_high (pe 13 biti)
nop
movfw VITEZAL ; transfer datele citite în variabilele
movwf DIV ;desti nate realizarii impartirii
movfw T_HIGHL
movwf DATAL
movfw T_HIGHH
movwf DATAH
call divide ;apelez subrutina de impartire
movfw NUMAR L ;NUMAR L= T_HIGH/VITEZA
movwf PERIODL
movfw NUMAR H
movwf PERIODH
call inmultire ;PERIOD=255* t_high/viteza
; calculam valoa rea T_LOW, adica durata în care semnalul este 0(low) T_LOW= PERIOD –
T_HIGH
bcf STATUS, C
comf T_HIGHL, W ; aplicam cod complementul lui 2 pt a
addlw 1 ;determina " –T_HIGH"
movwf T_LOWL
comf T_HIGHH,W
btfsc STATUS, C ;când avem tansport de la LSByte
addlw 1 ;efectuam adunarea cu 1, daca nu
movwf T_LOWH ;trecem la urmatoarea instructiune
movf PERIODL, W
addwf T_LOWL
movf PERIODH, W
btfsc STATUS, C
addlw 1
addwf T_LOWH
;calculam valoarea ce trebuie încar câta în TMR1 astfel încât sa transmitem semnal cu frecvent a
aleasa de noi
; în TMR1 încarcam valoarea 65536 (0xFFFF= 2^16) – PERIODL,H
bcf STATUS, C ;stergem bitul de transport
comf PERIODL,W ;aplica m cod complementul lui 2
addlw 1 ; pentru a determina " -PERIOD"
movwf PERBUFL ; operatiile le fac în PERBUF
comf PERIODH,W
btfsc STATUS, C
addlw 1
movwf PERBUFH
bcf STATUS, C

66 movf PERBUFL, W ; aici memorez valoarea pe care o
addlw 0xFF
movwf PERBUFL
movf PERBUFH, W
btfsc STATUS, C
addlw 1
addlw 0xFF
bcf STATUS, C
movwf PERBUFH
; invalidez intrerupere de la TMR1 daca exista deja un a
bcf PIR1, TMR1IF
movf PERBUFL, W
movwf TMR1L
movf PERBUFH, W
movwf TMR1H
btfss PIR1, TMR1IF ; intrerupere datorita overflow la TMR1
; ( adica TMR1 a ajuns la 65536)
bsf PORTB, 1 ; transmitem prin pinul 1 al PORTB 1 pe
; durata t_high si 0 pe dur ata
; T_LOW= PERIOD -T_HIGH
looph decfsz T_HIGHL ; cat timp T_HIGH e diferit de 0
; transmitem prin PORTB valoarea 1
goto looph
decfsz T_HIGHH
goto looph
loophl decfsz T_HIGHL
goto loophl
bcf PORTB,1 ; când T_HIGH devine zero, pe o durata
loopl decfsz T_LOWL ; T_LOW transmitem prin PORTB
; valoarea 0
goto loopl
decfsz T_LOWH
goto loopl
loopll decfsz T_LOWL
goto loopll

; *********************** generarea semnalului SQUARE ***********************
movlw 0x00
movwf TMR2
movlw 0x0004
movwf T2CON
;testare A DLS0
movlw 0xE3
movwf ADLS0
;GATA
movf ADLS0, W
movwf TABLE0L ; ceea ce citesc de la ADC imi va fi pointer
; pentru intrarile tabelelor 0 si 1

67 movwf TABLE1L ; adica tabelul de PR2 si de CONTOR
movf ADHS0, W
movwf TABLE0H
movwf TABLE1H
call read_table0 ; citesc PR2 si CONTOR
nop
call read_table1
nop
movf CONTOR, W
movwf CONTORBUF

bcf PIR1, TMR2IF
bank1
bsf PIE1, TMR2IE
bank0
bsf PORTC, 1

loop1
btfss PIR1,TMR2IF
goto loop1
bank0
loop11 decfsz CONTORBUF
goto loop11
;********************************************************* ***********************
;dupa ce am intalnim intrerupere de la timer2(PR2=TMR2), repun TMR2 pe 0 si incep numar atoarea
;pt partea low a semnalului SQUARE ***************************************
movlw 0x00
movwf TMR2

bcf PIR1, TMR2IF
bank0
bcf PORTC,1
loop0 btfss PIR1, TMR2IF
goto loop0
bank0
loop00 decfsz CONTOR
goto loop00
goto main
nop

end

68 Capitolul 4
Simulare si testare

4.1 Simularea generatorul de semnal sinusoidal

Generatorul de semnal sinusoidal e realizat din mai multe blocuri func tinale. Pentru
simularea PIC16F876 folosim un mediu de programare realizat de Microchip, MPLAB ide 7.50v, in
care scriem si programul, si de asemenea putem vedea si evolutia registrelor la rularea programului.
De asemenea, pentru a sesiza erorile în timpul rularii programului, putem folosi un
dispozitiv numit „in circuit debugger” prin intermediul caruia sesizam in timp real reactiile
microcontrollerului. Si acest dispozitiv este realizat tot de Mic rochip.
În ceea ce priveste partea electronica, si nu cea software, pentru simulare folosim
programul Pspice, Orcad Capture. Din pacate cu Pspice putem simula numai partea de amplificare si
etajul final a l generatorului de semnal sinusoidal.
În acest sens desenam schema cu Orcad Capture, si ii introducem pe la intrare un semnal
sinusoidal cu frecventa maxima de 10 kHz. Acest semnal reprezinta semnalul generat de AD9833 si
are amplitudinea vârf la vârf de 0,6 V.
Pentru a simula variatia de amplitudine, vom folosi schema din urmatoarea figura, in care
prin variatia potentiometrului R28 ce are valoarea maxima de 4,7 k ? cu un pas de 500? obtinem la
iesire mai multe semnale sinusoidale cu frecventa egala cu frecventa semnalului de la intrarea
blocului amplifica tor, însa amplificat de câteva ori.

Fig. 18 Schema pentru simularea variatiei amplificarii

69