在工业自动化的许多范畴都要运用滤波器。一般有源滤波器均由运算放大器和RC元件组成，对元器件的参数精度要求比较高，规划和调试都比较费事。美信公司(MAXIM)出产垢可编程滤波器芯片MAX262能够经过编程对各种低频信号完结低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理，并且滤波的特性参数如中心频率、品质因数等也能够经过编程进行设置。
有源滤波器一般经过改动RC网络参数来改动频率特性，选用运算放大器和可切换元件参数的RC网络，能够用同一电路组成各种频率特性的滤波器。美信公司的可编程滤器芯片选用编程数据来完结RC网络的切换。
1 MAX262芯片介绍
(1)内部结构
MAX262 主要由放大器、积分器、电容切换网络(SCN)和作业形式挑选器组成。积分器、电容切换网络(SCN)和作业形式挑选器别离由编程数据M0M1， F0～F5和Q0～Q6操控。MAX262内部有两个二级滤波器，滤波器A和B能够独自运用，也可级联成四阶滤波器运用。芯片的运用十分灵敏，但它们均受同一组编程数据的操控。
MAX262芯片的作业频率为1Hz～140kHz。当时钟频率为4MHz，作业形式挑选为形式3时，芯片能够对140kHz的输入信号进行滤波处理。其它作业形式的最高作业频率为100kHz。滤波器A和B能够选用内部时钟，也能够选用外部时钟。外部时钟别离从芯片的引脚CLKA、CLKB引进，对外部时钟无占空比要求。假如要对更低频率的信号进行滤波处理，可选用MAX260芯片，它的作业频率为0.01Hz～7.5kHz。输入的低频信号能够直接送到MAX260芯片的输入端(即INA或INB引脚)，输入信号的起伏规模为0V～+5V。
(2)编程参数
MAX262芯片有三个编程参数：中心频率f0、Q值和作业形式。
中心频率由编程数据F0～F5操控，共64个不同的二进制数据，每个数据对应一个时钟频率fclk与中心频率f0的比值fclk/f0。在文献[1]的表2 中给出了MAX262芯片的fclk/f0与编程数据F0～F5的对应联系。在体系完结时，能够选用查表的办法取得编程数据。本文选用核算的办法来构成编程数据F0～F5。
Q值由编程数据Q0～Q7操控，共128个不同的二进制数据，每个数据对应一个同的Q值，最小的Q值为0.5，最大的Q值为64(假如芯片作业在形式2则可达90.5)。在文献[1]的表3中给出了编程数据Q0～Q7与Q值的对应联系。
作业形式由编程数据M0M1操控，别离对应作业形式1、2、3和4。形式1能够完结低通、带通和带随滤波;形式2根本与形式1相同，仅仅该形式能够取得最高的Q值;形式3是仅有能够完结高通滤波的形式;而只需形式4才干完结全通滤波，它和形式3也能够完结低通和带通滤波。
编程参数f0、Q值和作业形式确认今后，只需将相应的编程数据装入MAX262芯片内部的寄存器，滤波器的类型和频率特性也就确认了。
2 单片机硬件规划
MAX262芯片的编程输入总线比较简单，它包含2条数据线D0D1，4条地址线A0～A3，别的还有一条写答应操控线WR。单片机选用内部有4KB程序存储器的89C51。
本体系选用6264芯片扩展数据存储器。因为74LS138译码器运用89C51 P2口的高三位进行地址译码，则6264的地址规模为0000H～1FFFH。
74LS138 译码器的输出Y2作为8279芯片的片选信号CS，其地址规模为4000H～5FFFH。经74LS373锁存后的地址线A0送到8279的A0地址输入端，所以挑选5FFFH作为8279的指令口地址，5FFEH作为8279的数据口地址。89C51的晶振选用12MHz，其ALE信号经4分频后，得到频率为500kHz的信号送到8279的CLK输入端和为时钟信号。8279选用中止办法，占用89C51的外中止0。8279选用8个七段LED显现器，其ALE信号经4分频后，得到频率为500kHz的信号送到8279的CLK输入端作为时钟信号。8279选用中止办法，占用89C51的外中止0。 8279选用8个七段LED显现器，其键盘依照如下：10个数字键0～9，1个小数点键，5个功能键(即用于挑选滤波器的类型，低通、带通、高通、全通和带阻滤波)，1个回车键，其17个按键。
89C51的WR 操控信号和74LS138译码器的Y1输出信号相与后送到MAX262的WR写答应操控端，则MAX262的地址规模为 2000H～3FFFH.MAX262的地址线Ax(即A0～A3)和数据线Dx(即D0D1)连接到89C51的P0口低六位，即A0～A3、D0D1 别离连接到P0.0～P0.5。89C51的ALE信号送到MAX262的CLKA和CLKB引脚作为时钟信号，即MAX262的外部时钟频率为 2MHz，所以程控滤波器能处理的输入信号频率规模为15kHz～50kHz，经过改动编程数据F0～F5完结64级中心频率调理。
本体系选用形式1完结低通、带通和带阻滤波，形式3完结高通滤波，形式4完结全通滤波。其间，滤波器 A和B的高通、带阻和全通滤波输出端别离共用 MAX262的HPA、HPB引脚。需求处理的低频输入信号别离由MAX262的INA和INB引脚输入，滤波器A和滤波器B的三个输出端别离连接到模仿开关4052的输入端，然后由4052的输出端输出滤波处理后的信号，即图1中的OUTA和OUTB两路输出信号。4052的地址A1、A0由89C51 的P1.1、P1.0操控，完结对滤波器类型的挑选。
3 体系软件完结办法
(1)编程数据取得办法
MAX262的地址A0～A3与数据D0D1的联系见表1。由表1可见每个滤波器的作业形式、中心频率、Q值所需编程数据均需求分8次写入MAX262的内部寄存器才干完结设置。
表1 MAX262的址A0～A3与数据D0D1的联系
经过文献[1]给出的fCLK/f0与F0～F5的联系表格，得到本文依据fCLK/f0核算编程数据F0～F5的公式，即fCLK/f0与F0～F5的联系为：
fCLK/f0=40.84+1.57N1 (1)
或，N1为二进制数据F0～F5对应的十进制整数，规模为0～63共64级。
相同，对应滤波器的Q值也选用查表的办法，而是经过核算来取得Q值的编程数据Q0～Q7。Q值与Q0～Q7的联系为：
Q=64/(128-N2) (3)
或 N2=64(2-1/Q) (4)
其间，N2为二进数据Q0～Q6对应的十进制整数，规模为0～127共128级。
(2)体系程序流程
本体系的单片机主程序框图见图2。首要进行初始化，包含对8279的初始化，然后从片内RAM中读取新设置标志位进行判别。假如不是则给MAX262芯片送入滤波器所需的初始作业参数;是新设置则依据键中止服务程序取得的键值进行处理。
进行新设置时，首要依据输入的键值完结对滤波器的挑选，包含滤波器A和B的设置挑选以及相应滤波器的类型挑选;然后依据式(4)，由输入的Q值核算N2并转换成二进制编程数据Q0～Q6送片内RAM;一起依据式(2)，由输入的中心频率f0值核算N1并转换为二进制编程数据F0～F5送片内RAM。在取得 MAX262的作业参数后，依据表1将这些参数转换为8字节的编程数据，由89C51的P0口送到MAX262。
设置完结后，MAX262就依照当时所要求的中心频率和Q值对输入信号进行滤波处理。
最终调用显现子程序，在LED数码管显现当时滤波器的作业参数，即中心频率和Q值。
本文选用单片机89C51来完结对可编程滤波器MAX262的操控，很好地完结了有源滤波器规划作业。并且这种程控滤波器具有运用灵敏、调试简单的特色，一片MAX262就能完结对两路输入信号进行二阶滤波的处理。
假如需求四阶滤波能够很简单经过滤波器A和B的级联来完结，别的还能够经过对89C51的ALE信号进行倍频和分频完结AMX262的一切作业频率规模。
