凌阳单片机驱动的2007全国大学生电子设计竞赛程控滤波器详解

2007年全国大学生电子设计竞赛D题涉及的是一个基于凌阳16位单片机的程控滤波器系统。该系统的核心技术是利用开关电容技术实现滤波器的控制，旨在设计一个灵活且高效的信号处理平台。以下是主要知识点的详细解析： 1. **系统架构**： - 控制核心：选择凌阳16位单片机作为主控单元，其丰富的中断资源和内置在线仿真、编程接口，提供了方便的开发和调试环境。相较于传统的80C51系列单片机，凌阳SPCE061A在复杂应用中更具优势。 2. **放大器设计**： - 放大器增益调节方法：有多种实现方式，包括： - 方案一：采用模拟开关或继电器，通过控制开关状态改变电阻网络，虽然简单但匹配难度大，调试不便。 - 方案二：利用DAC的电阻网络，通过输入的数字信号精确控制增益，优点是易于控制且无需精密外部电阻，但可能牺牲信噪比和通频带。 - 方案三：使用数字电位器，非易失性设计使其具有长寿命、无噪声和掉电保持功能，增益范围广，成本较低。 3. **滤波器技术**： - 使用模拟开关和电容的组合构建RC有源滤波网络，实现了程控高通和低通滤波器，截止频率可在1KHz至20KHz范围内，步进1KHz调整。 - 设计了四阶低通椭圆滤波器，提供了高精度的滤波效果。 4. **测试与人机交互**： - 利用AD9850直接数字调制技术设计了幅频特性测试仪，能够提供100Hz至200KHz的扫频信号，步进10kHz，测试信号范围宽。 - 人机接口采用4×4键盘和LCD液晶显示器，提供直观、简洁的操作界面，强调良好的用户体验。 5. **方案论证与选择**： - 对比不同方案，最终选择了凌阳SPCE061A单片机为主控，因其功能强大、便于调试和成本效益。 总结，该参赛作品展示了学生在信号处理领域的实践能力，从硬件设计到软件控制，再到滤波器功能的实现，充分体现了程控滤波器的设计思路和技术应用。