本书从应用的角度，详细地介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统、各种硬件接口设计、各种常用的数据运算和处理程序及接口驱动程序的设计以及MCS-51单片机应用系统的设计，并对MCS-51单片机应用系统设计中的抗干扰技术以及各种新器件也作了详细的介绍。本书突出了选取内容的实用性、典型性。书中的应用实例，大多来自科研工作及教学实践，且经过检验，内容丰富、翔实。 本书可作为工科院校的本科生、研究生、专科生学习MCS-51单片机课程的教材，也可供从事自动控制、智能仪器仪表、测试、机电一体化以及各类从事MCS-51单片机应用的工程技术人员参考。 第一章 单片微型计等机概述 1.1 单片机的历史及发展概况 1.2 单片机的发展趋势 1.3 单片机的应用 1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用范围 1.4 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.5 MCS-51系列单片机 第二章 MCS-51单片机的硬件结构 2.1 MCS-51单片机的硬件结构 2.2 MCS-51的引脚 2.2.1 电源及时钟引脚 2.2.2 控制引脚 2.2.3 I/O口引脚 2.3 MCS-51单片机的中央处理器（CPU） 2.3.1 运算部件 2.3.2 控制部件 2.4 MCS-51存储器的结构 2.4.1 程序存储器 2.4.2 内部数据存储器 2.4.3 特殊功能寄存器（SFR） 2.4.4 位地址空间 2.4.5 外部数据存储器 2.5 I/O端口 2.5.1 I/O口的内部结构 2.5.2 I／O口的读操作 2.5.3 I／O口的写操作及负载能力 2.6 复位电路 2.6.1 复位时各寄存器的状态 2.6.2 复位电路 2.7 时钟电路 2.7.1 内部时钟方式 2.7.2 外部时钟方式 2.7.3 时钟信号的输出 第三章 MCS-51的指令系统 3.1 MCS-51指令系统的寻址方式 3.1.1 寄存器寻址 3.1.2 直接寻址 3.1.3 寄存器间接寻址 3.1.4 立即寻址 3.1.5 基址寄存器加变址寄存器间址寻址 3.2 MCS-51指令系统及一般说明 3.2.1 数据传送类指令 3.2.2 算术操作类指令 3.2.3 逻辑运算指令 3.2.4 控制转移类指令 3.2.5 位操作类指令 第四章 MCS-51的定时器/计数器 4.1 定时器／计数器的结构 4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 4.1.2 定时器／计数器控制寄存器TCON 4.2 定时器／计数器的四种工作方式 4.2.1 方式0 4.2.2 方式1 4.2.3 方式2 4.2.4 方式3 4.3 定时器／计数器对输入信号的要求 4.4 定时器／计数器编程和应用 4.4.1 方式o应用（1ms定时） 4.4.2 方式1应用 4.4.3 方式2计数方式 4.4.4 方式3的应用 4.4.5 定时器溢出同步问题 4.4.6 运行中读定时器／计数器 4.4.7 门控制位GATE的功能和使用方法（以T1为例） 第五章 MCS-51的串行口 5.1 串行口的结构 5.1.1 串行口控制寄存器SCON 5.1.2 特殊功能寄存器PCON 5.2 串行口的工作方式 5.2.1 方式0 5.2.2 方式1 5.2.3 方式2 5.2.4 方式3 5.3 多机通讯 5.4 波特率的制定方法 5.4.1 波特率的定义 5.4.2 定时器T1产生波特率的计算 5.5 串行口的编程和应用 5.5.1 串行口方式1应用编程（双机通讯） 5.5.2 串行口方式2应用编程 5.5.3 串行口方式3应用编程（双机通讯） 第六章 MCS-51的中断系统 6.1 中断请求源 6.2 中断控制 6.2.1 中断屏蔽 6.2.2 中断优先级优 6.3 中断的响应过程 6.4 外部中断的响应时间 6.5 外部中断的方式选择 6.5.1 电平触发方式 6.5.2 边沿触发方式 6.6 多外部中断源系统设计 6.6.1 定时器作为外部中断源的使用方法 6.6.2 中断和查询结合的方法 6.6.3 用优先权编码器扩展外部中断源 第七章 MCS-51单片机扩展存储器的设计 7.1 概述 7.1.1 只读存储器 7.1.2 可读写存储器 7.1.3 不挥发性读写存储器 7.1.4 特殊存储器 7.2 存储器扩展的基本方法 7.2.1 MCS-51单片机对存储器的控制 7.2.2 外扩存储器时应注意的问题 7.3 程序存储器EPROM的扩展 7.3.1 程序存储器的操作时序 7.3.2 常用的EPROM芯片 7.3.3 外部地址锁存器和地址译码器 7.3.4 典型EPROM扩展电路 7.4 静态数据存储的器扩展 7.4.1 外扩数据存储器的操作时序 7.4.2 常用的SRAM芯片 7.4.3 64K字节以内SRAM的扩展 7.4.4 超过64K字节SRAM扩展 7.5 不挥发性读写存储器扩展 7.5.1 EPROM扩展 7.5.2 SRAM掉电保护电路 7.6 特殊存储器扩展 7.6.1 双口RAMIDT7132的扩展 7.6.2 快擦写存储器的扩展 7.6.3 先进先出双端口RAM的扩展 第八章 MCS-51扩展I/O接口的设计 8.1 扩展概述 8.2 MCS-51单片机与可编程并行I／O芯片8255A的接口 8.2.1 8255A芯片介绍 8.2.2 8031单片机同8255A的接口 8.2.3 接口应用举例 8.3 MCS-51与可编程RAM/IO芯片8155H的接口 8.3.1 8155H芯片介绍 8.3.2 8031单片机与8155H的接口及应用 8.4 用MCS-51的串行口扩展并行口 8.4.1 扩展并行输入口 8.4.2 扩展并行输出口 8.5 用74LSTTL电路扩展并行I/O口 8.5.1 用74LS377扩展一个8位并行输出口 8.5.2 用74LS373扩展一个8位并行输入口 8.5.3 MCS-51单片机与总线驱动器的接口 8.6 MCS-51与8253的接口 8.6.1 逻辑结构与操作编址 8.6.2 8253工作方式和控制字定义 8.6.3 8253的工作方式与操作时序 8.6.4 8253的接口和编程实例 第九章 MCS-51与键盘、打印机的接口 9.1 LED显示器接口原理 9.1.1 LED显示器结构 9.1.2 显示器工作原理 9.2 键盘接口原理 9.2.1 键盘工作原理 9.2.2 单片机对非编码键盘的控制方式 9.3 键盘/显示器接口实例 9.3.1 利用8155H芯片实现键盘／显示器接口 9.3.2 利用8031的串行口实现键盘／显示器接口 9.3.3 利用专用键盘／显示器接口芯片8279实现键盘／显示器接口 9.4 MCS-51与液晶显示器（LCD）的接口 9.4.1 LCD的基本结构及工作原理 9.4.2 点阵式液晶显示控制器HD61830介绍 9.5 MCS-51与微型打印机的接口 9.5.1 MCS-51与TPμp－40A/16A微型打印机的接口 9.5.2 MCS-51与GP16微型打印机的接口 9.5.3 MCS-51与PP40绘图打印机的接口 9.6 MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计 9.6.1 BCD码拨盘 9.6.2 BCD码拨盘与单片机的接口 9.6.3 拨盘输出程序 9.7 MCS-51单片机与CRT的接口 9.7.1 SCIBCRT接口板的主要特点及技术参数 9.7.2 SCIB接口板的工作原理 9.7.3 SCIB与MCS-51单片机的接口 9.7.4 SCIB的CRT显示软件设计方法 第十章 MCS-51与D/A、A/D的接口 10.1 有关DAC及ADC的性能指标和选择要点 10.1.1 性能指标 10.1.2 选择ABC和DAC的要点 10.2 MCS-51与DAC的接口 10.2.1 MCS-51与DAC0832的接口 10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口 10.2.3 MCS-51同串行输入的DAC芯片AD7543的接口 10.3 MCS-51与ADC的接口 10.3.1 MCS-51与5G14433（双积分型）的接口 10.3.2 MCS-51与ICL7135（双积分型）的接口 10.3.3 MCS-51与ICL7109（双积分型）的接口 10.3.4 MCS-51与ADC0809（逐次逼近型）的接口 10.3.5 8031AD574（逐次逼近型）的接口 10.4 V/F转换器接口技术 10.4.1 V／F转换器实现A／D转换的方法 10.4.2 常用V／F转换器LMX31简介 10.4.3 V／F转换器与MCS-51单片机接口 10.4.4 LM331应用举例 第十一章 标准串行接口及应用 11.1 概述 11.2 串行通讯的接口标准 11.2.1 RS-232C接口 11.2.2 RS-422A接口 11.2.3 RS-485接口 11.2.4 各种串行接口性能比较 11.3 双机串行通讯技术 11.3.1 单片机双机通讯技术 11.3.2 PC机与8031单片机双机通讯技术 11.4 多机串行通讯技术 11.4.1 单片机多机通讯技术 11.4.2 IBM-PC机与单片机多机通讯技术 11.5 串行通讯中的波特率设置技术 11.5.1 IBM－PC/XT系统中波特率的产生 11.5.2 MCS-51单片机串行通讯波特率的确定 11.5.3 波特率相对误差范围的确定方法 11.5.4 SMOD位对波特率的影响 第十二章 MCS-51的功率接口 12.1 常用功率器件 12.1.1 晶闸管 12.1.2 固态继电器 12.1.3 功率晶体管 12.1.4 功率场效应晶体管 12.2 开关型功率接口 12.2.1 光电耦合器驱动接口 12.2.2 继电器型驱动接口 12.2.3 晶闸管及脉冲变压器驱动接口 第十三章 MCS-51单片机与日历的接口设计 13.1 概述 13.2 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MSM5832的接口设计 13.2.1 MSM5832性能及引脚说明 13.2.2 MSM5832时序分析 13.2.3 8031单片机与MSM5832的接口设计 13.3 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MC146818的接口设计 13.3.1 MC146818性能及引脚说明 13.3.2 MC146818芯片地址分配及各单元的编程 13.3.3 MC146818的中断 13.3.4 8031单片机与MC146818的接口电路设计 13.3.5 8031单片机与MC146818的接口软件设计 第十四章 MCS-51程序设计及实用子程序 14.1 查表程序设计 14.2 散转程序设计 14.2.1 使用转移指令表的散转程序 14.2.2 使用地地址偏移量表的散转程序 14.2.3 使用转向地址表的散转程序 14.2.4 利用RET指令实现的散转程序 14.3 循环程序设计 14.3.1 单循环 14.3.2 多重循环 14.4 定点数运算程序设计 14.4.1 定点数的表示方法 14.4.2 定点数加减运算 14.4.3 定点数乘法运算 14.4.4 定点数除法 14.5 浮点数运算程序设计 14.5.1 浮点数的表示 14.5.2 浮点数的加减法运算 14.5.3 浮点数乘除法运算 14.5.4 定点数与浮点数的转换 14.6 码制转换 ……
上传时间： 2013-11-06
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ＷＴＳ７０１是华邦公司推出的内建喇叭驱动功能的“文字转发音”单芯片集成电路。该芯片将连续运算法与华邦专有的多层次储存技术相结合，从而实现了真正将“文字转发音”的完整功能。文中介绍了该芯片的原理及典型应用，给出了Ｃｙｇｎａｌ Ｆ１２０ ＭＰＵ与ＷＴＳ７０１ 的接口电路，并根据相应的芯片指令给出了其控制软件的代码程序。 Abstract: ＷＴＳ７０１ ｉｓ ｒｅａｌｌｙ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｏｎ “ｔｅｘｔ－ｔｏ－ｓｐｅｅｃｈ” ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｗｉｎｂｏｎｄ ｃｏｍｐａｎｙ ｂｕｉｌｄｉｎｇ－ｉｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ＇ｓ ｐａｔｅｎｔｅｄ ｍｕｌｔｉ－ｌｅｖｅｌ ｓｔｏｒａｇｅＭＬＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ熏 ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｏｔｈｅｒ ｃｈｉｐｓ ｔｈａｔ “ｔｅｘｔ－ｔｏ－ｓｐｅｅｃｈ” ｏｎ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ． Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｙｐｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃｈｉｐ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ Ｃｙｇｎａｌ Ｆ１２０ ＭＰＵ ａｎｄ ＷＴＳ７０１ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ? ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ．
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文章介绍了一种以8031单片机为核心片，外接扩展芯片AT93C46电擦除可编程只读存储单片
上传时间： 2014-01-24
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随着微电子技术在汽车控制系统中的广泛应用，汽车总成中电子系统的作用显得越来越重要，这种发展态势对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车电压调节器是汽车发电系统的心脏部件，优质的电压调节器是保证汽车电子系统高可靠性的重要前提。本文通过对大量电子电压调节器的分析，提出了新的电压调节器电路。在调节器的具体实现形式上采用单芯片集成方式，使其在电压调节精度、体积、重量及耐振性等方面均优于普通电子电压调节器。文中还详细分析了电压调节器的的工作原理和电路结构，分块设计了芯片内部各个功能模块，包括取样电路、电压基准源、误差放大器、保护电路和调整晶体管，给出所有晶体管级电路图，并对各功能模块进行Spice模拟验证，模拟的结果及分析也一并给出。最后根据元器件在电路中的作用确定器件单元版图结构，并介绍了版图设计过程关键词：汽车电子；调节器；调整管：双极工艺汽车工业是一种高度综合性的产业。现代汽车的发展形成了以计算机为顶端，半导体元器件为基础，光电测试为手段，集成电路为原料的新格局。近几年以来电子点火，电子显示，数字检测，电子转向，电子钟，电子音响，电磁操纵，空调等电子产品在我国汽车上得到了很大的发展和应用[2]，这种发展态势对汽车发电系统提出了更高的要求，具体地说，用电系统不仅需要更大的供电能力，而且要求有更高的供电可靠性和供电质量。作为一个能满足这些要求的发电系统，除了高性能的发电机及可靠的整流装置外，还必需配备有高品质的电压调节器。为此，国内外有关研究机构及学者十分重视新型电子电压调节器的研究与开发.汽车发电系统的工作环境十分恶劣。相应地，对作为其关键部件之一的电压调节器的要求也很高。除要求电压调节器具有优良的电压调节性能外，还有许多特殊的要求，如强的耐震性，宽的工作温度范围，耐化学腐蚀以及能承受超负荷状态下的高压、大电流冲击等.
上传时间： 2022-06-19
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励磁调节系统是同步发电机的重要组成部分，对同步发电机乃至电力系统的安全稳定运行有着重要影响。随着电力系统规模的不断增大，系统结构和运行方式日趋复杂，对同步发电机励磁控制系统运行的可靠性、稳定性、经济性和灵活性提出了更高的要求。本文根据励磁调节器的国内外发展趋势，研究开发了以TMS320F2812芯片为控制核心的同步发电机DSP励磁调节器。 本文首先介绍了数字励磁的发展历程、特点及应用范围，然后介绍了同步发电机励磁控制系统的国内外发展状况及趋势，提出了基于数字信号处理器 TMS320F2812 控制的绝缘栅双极晶体管(IGBT)微机励磁系统的结构和设计方案。 在详细解释功率器件 IGBT 和控制器件TMS320F2812芯片基础上，提出了励磁系统的主要硬件设计及软件实现方法；完成了IGBT励磁装置主回路和 IGBT 保护及驱动单元的设计；进行调节器硬件设计，给出了硬件原理图和软件流程图；利用TMS320F2812芯片强大的数据处理能力和丰富的片内外设和高速的实时处理能力，用单片系统结构实现了交流采样、变速积分 PID控制算法、PWM功率调节和系统保护等功能。TMS320F2812芯片的引入，大大简化了励磁控制器的硬件结构，提高了励磁系统的抗干扰能力和可靠性。 最后，为验证所设计的励磁调节器的有效性和控制效果，采用 MATLAB 中 SIMULINK 仿真平台，设计了励磁控制系统各环节的仿真模型。仿真结果表明，采用 TMS320F2812的同步发电机IGBT励磁系统具有响应快速、调节灵敏、控制性能优良等特点。
上传时间： 2013-07-29
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本文针对我国当今大型仓库、大型粮库的监测与控制现状，进行研究开发，采用较为实用和先进的单片微型机控制系统，运用温度传感器和湿度传感器对温度、湿度的敏感性设计了一种基于多级通讯总线的粮库温、湿度自动监测系统，主要包括通讯控制总站以及下位机的设计。操作人员可以通过向通讯控制总站发送命令，提取下位机温、湿度数据，下位机实现温、湿度检测；同时可以查看历史检测数据，进行粮情分析和粮库管理等一系列操作。 温湿度的测量和控制系统通常被认为是一项较为简单的控制技术，但是由于湿敏元件的稳定性差，寿命短等问题，实际应用系统中能正常运行的不多，除非建立有严格的管理制度，而且管理人员的综合素质要达到一定的要求。所以，本文重点分析了湿敏传感测量的机制，选型和技术措施。在研究了多种湿度传感器性能的基础上选用了合适的湿度传感器，这是本设计的一个重点。本设计还有一个重点，用CPLD设计了一个模拟开关和显示部分。 本设计研制的上位机采用PC机，通过RS-232接口与转换器相连，转换器通过RS-485总线连接下位机，实现监控室与现场的数据通信。每台下位机位于各粮仓内，需要监测256路的温、湿度信号，为了能实现共256路温湿度的数据采集工作，本设计中用CPLD设计了一个模拟开关，每次只采集一路数据送入到单片机中去；另外，本设计的显示部分也独特的选用了CPLD来实现。正常情况下上位机每4小时向下位机发布一次检测信号(同时在任何时刻也可监控某个粮仓的温湿度情况)，下位机利用PICl6F877单片机来实现粮仓中128路温度和128路湿度的测控。 该粮仓温、湿度测控系统实用性强，成本低，数据传输效率高，可靠性好。它不仪可以应用于粮库的监控管理，而且也可推广到其他监控领域，因此具有广泛的应用前景。
上传时间： 2013-05-23
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智能型充电器电源和显示的设计 随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损坏。AVR 已经在竞争中领先了一步，被证明是下一代充电器的完美控制芯片。Atmel AVR 微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC的最高效的8 位RISC 微处理器。由于程序存储器为Flash，因此可以不用象MASK ROM一样，有几个软件版本就库存几种型号。Flash 可以在发货之前再进行编程，或是在PCB贴装之后再通过ISP 进行编程，从而允许在最后一分钟进行软件更新。EEPROM 可用于保存标定系数和电池特性参数，如保存充电记录以提高实际使用的电池容量。10位A/D 转换器可以提供足够的测量精度，使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案为了达到此目的，可能需要外部的ADC，不但占用PCB 空间，也提高了系统成本。AVR 是目前唯一的针对像 “C”这样的高级语言而设计的8 位微处理器。C 代码似的设计很容易进行调整以适合当前和未来的电池，而本次智能型充电器显示程序的编写则就是用C语言写的。
上传时间： 2013-05-18
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随着计算机和微电子技术的飞速发展，基于数字信号处理的示波器、信号发生器、逻辑分析仪和频谱分析仪等测量仪器已经应用到各个领域并且发挥着重要作用，但这些仪器昂贵的价格阻碍了它们的普遍使用。 本文针对电子测量仪器技术发展和普及的情况，结合用FPGA实现数字信号处理的优势，研究一种基于FPGA的辅助性独立电予测量仪器的软件系统。这种仪器可以作为数模混合电路测试和验证的工具，用来观察模拟信号波形、数字信号时序波形、模拟信号的幅度频谱，也可以用来产生DDS信号。在硬件选择上，使用具有Altera公司CycloneⅡ器件的平台来实现单片DSP系统，这种芯片成本低廉、工作速度快、技术兼容性好；在软件设计上，采用基于FPGA的可编程数字逻辑设计方法，这种方法具有开发难度小、功能扩展简单等优点。设计中采用的关键技术包括：基于FPGA和IP Core的Verilog HDL设计、数据采集、数据存储、数据处理以及数据波形的实时显示。对这些技术的研究探讨不仅有理论研究价值，在科学实验和产品设计中同样具有重要的实用价值。系统的设计以低资源、高性能为目标，设计中采用了科学的模块划分、设计与集成的方法，在保持原四种信号处理功能不变的前提下，尽量多的节约各种FPGA资源，为实现低成本的辅助电子测量仪器提供了可能。
上传时间： 2013-06-05
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函数发生器又名任意波形发生器，是一种常用的信号源，广泛应用于通信、雷达、导航等现代电子技术领域。信号发生器的核心技术是频率合成技术，主要方法有：直接模拟频率合成、锁相环频率合成（PLL）、直接数字合成技术（DDS）。DDS是开环系统，无反馈环节，输出响应速度快，频率稳定度高。因此直接数字频率合成技术是目前频率合成的主要技术之一，其输出信号具有相对较大的带宽、快速的相位捷变、极高的相位分辨率和相位连续等优点。本文的主要工作是采用SOPC结合虚拟仪器技术，进行DDS智能函数发生器的研制。 本文介绍了虚拟仪器技术的基本理论，简要阐述了仪器驱动程序、VISA等相关技术。对SOPC技术进行了深入的研究：SOPC技术是基于可编程逻辑器件的可重构片上系统，它作为SOC和CPLD/FPGA相结合的一项综合技术，结合了两者的优点，集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环、存储器、I/O接口及可编程逻辑，可以灵活高效地解决SOC方案，而且设计周期短，设计成本低，非常适合本设计的应用。本文还对基于DDS原理的设计方案进行了分析，介绍了DDS的基本理论以及数学综合，在研究DDS原理的基础上，利用SOPC技术，在一片FPGA芯片上实现了整个函数发生器的硬件集成。 本文就函数发生器的设计制定了整体方案，对软硬件设计原理及实现方法进行了具体的介绍，包括整个系统的硬件电路，SOPC片上系统和PC端软件的设计。在设计中，LabVIEW波形编辑软件和函数发生器二者采用异步串口进行通信。利用LabVIEW的强大功能，把波形的编辑，系统的设置放到计算机上完 成，具有人机界面友好、系统升级方便、节约硬件成本等诸多优势。同时充分利用了FPGA内部大量的逻辑资源，将DDS模块和微处理器模块集成到一个单片FPGA上，改变了传统的系统设计思路。通过对系统仿真和实际测试，结果表明该智能型函数发生器不仅能产生理想的输出信号，还具有集成度高、稳定性好和扩展性强等优点。关键词：智能型函数发生器，虚拟仪器，可编程片上系统，直接数字合成技术，NiosⅡ处理器。
上传时间： 2013-07-09
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高精度惯性加速度计能够实现实时位移检测，在当今民用和军用系统如汽车电子、工业控制、消费电子、卫星火箭和导弹等中间具有广泛的需求。在高精度惯性加速度计中，特别需要稳定的低噪声高灵敏度接口电路。事实上，随着传感器性能的不断提高，接口电路将成为限制整个系统的主要因素。 本论文在分析差动电容式传感器工作原理的基础上，设计了针对电容式加速度计的全差分开环低噪声接口电路。前端电路检测传感器电容的变化，通过积分放大，产生正比于电容波动的电压信号。 本论文采用开关电容电路结构，使得对寄生不敏感，信号灵敏度高，容易与传感器单片集成。为了得到微重力加速度性能，设计电容式位移传感接口电路时，重点研究了噪声问题和系统建模问题。仔细分析了开环传感器中的不同噪声源，并对其中的一些进行了仿真验证。建立了接口电路寄生电容和寄生电阻模型。 为了更好的提高分辨率，降低噪声的影响如放大器失调、1/f噪声、电荷注入、时钟馈通和KT/C噪声，本论文采用了相关双采样技术（CDS）。为了限制接口电路噪声特别是热噪声，着重设计考虑了前置低噪声放大器的设计及优化。由于时钟一直导通，特别设计了低功耗弛豫振荡器，振荡频率为1．5M。为了减小传感器充电基准电压噪声，采用两级核心基准结构设计了高精度基准，电源抑制比高达90dB。 TSMC 0．18μm工艺中的3．3V电压和模型，本论文进行了spectre仿真。 关键词：MEMS；电容式加速度计；接口电路；低噪声放大器；开环检测
上传时间： 2013-05-23
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