单片机指令系统原理 51单片机的寻址方式 学习汇编程序设计，要先了解CPU的各种寻址法，才能有效的掌握各个命令的用途，寻址法是命令运算码找操作数的方法。在我们学习的8051单片机中，有6种寻址方法，下面我们将逐一进行分析。 立即寻址 在这种寻址方式中，指令多是双字节的，一般第一个字节是操作码，第二个字节是操作数。该操作数直接参与操作，所以又称立即数，有“#”号表示。立即数就是存放在程序存储器中的常数，换句话说就是操作数（立即数）是包含在指令字节中的。 例如：MOV A，#3AH这条指令的指令代码为74H、3AH，是双字节指令，这条指令的功能是把立即数3AH送入累加器A中。MOV DPTR，#8200H在前面学单片机的专用寄存器时，我们已学过，DPTR是一个16位的寄存器，它由DPH及DPL两个8位的寄存器组成。这条指令的意思就是把立即数的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即数的低8位（即00H）送入DPL寄存器。这里也特别说明一下：在80C51单片机的指令系统中，仅有一条指令的操作数是16位的立即数，其功能是向地址指针DPTR传送16位的地址，即把立即数的高8位送入DPH，低8位送入DPL。 直接寻址 直接寻址方式是指在指令中操作数直接以单元地址的形式给出，也就是在这种寻址方式中，操作数项给出的是参加运算的操作数的地址，而不是操作数。例如：MOV A，30H 这条指令中操作数就在30H单元中，也就是30H是操作数的地址，并非操作数。 在80C51单片机中，直接地址只能用来表示特殊功能寄存器、内部数据存储器以及位地址空间，具体的说就是：1、内部数据存储器RAM低128单元。在指令中是以直接单元地址形式给出。我们知道低128单元的地址是00H-7FH。在指令中直接以单元地址形式给出这句话的意思就是这0-127共128位的任何一位，例如0位是以00H这个单元地址形式给出、1位就是以01H单元地址给出、127位就是以7FH形式给出。2、位寻址区。20H-2FH地址单元。3、特殊功能寄存器。专用寄存器除以单元地址形式给出外，还可以以寄存器符号形式给出。例如下面我们分析的一条指令 MOV IE，#85H 前面的学习我们已知道，中断允许寄存器IE的地址是80H，那么也就是这条指令可以以MOV IE，#85H 的形式表述，也可以MOV 80H，#85H的形式表述。 关于数据存储器RAM的内部情况，请查看我们课程的第十二课。 直接寻址是唯一能访问特殊功能寄存器的寻址方式！ 大家来分析下面几条指令：MOV 65H，A ；将A的内容送入内部RAM的65H单元地址中MOV A，direct ；将直接地址单元的内容送入A中MOV direct,direct；将直接地址单元的内容送直接地址单元MOV IE,#85H ；将立即数85H送入中断允许寄存器IE 前面我们已学过，数据前面加了“#”的，表示后面的数是立即数（如#85H，就表示85H就是一个立即数），数据前面没有加“#”号的，就表示后面的是一个地址地址（如，MOV 65H，A这条指令的65H就是一个单元地址）。 寄存器寻址 寄存器寻址的寻址范围是：1、4个工作寄存器组共有32个通用寄存器，但在指令中只能使用当前寄存器组（工作寄存器组的选择在前面专用寄存器的学习中，我们已知道，是由程序状态字PSW中的RS1和RS0来确定的），因此在使用前常需要通过对PSW中的RS1、RS0位的状态设置，来进行对当前工作寄存器组的选择。2、部份专用寄存器。例如，累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和进位位CY。 寄存器寻址方式是指操作数在寄存器中，因此指定了寄存器名称就能得到操作数。例如：MOV A，R0这条指令的意思是把寄存器R0的内容传送到累加器A中，操作数就在R0中。INC R3这条指令的意思是把寄存器R3中的内容加1 从前面的学习中我产应可以理解到，其实寄存器寻址方式就是对由PSW程序状态字确定的工作寄存器组的R0-R7进行读/写操作。 寄存器间接寻址 寄存间接寻址方式是指寄存器中存放的是操作数的地址，即操作数是通过寄存器间接得到的，因此称为寄存器间接寻址。 MCS-51单片机规定工作寄存器的R0、R1做为间接寻址寄存器。用于寻址内部或外部数据存储器的256个单元。为什么会是256个单元呢？我们知道，R0或者R1都是一个8位的寄存器，所以它的寻址空间就是2的八次方=256。例：MOV R0，#30H ；将值30H加载到R0中 MOV A，@R0 ；把内部RAM地址30H内的值放到累加器A中 MOVX A，@R0 ；把外部RAM地址30H内的值放到累加器A中 大家想想，如果用DPTR做为间址寄存器，那么它的寻址范围是多少呢？DPTR是一个16位的寄存器，所以它的寻址范围就是2的十六次方=65536=64K。因用DPTR做为间址寄存器的寻址空间是64K，所以访问片外数据存储器时，我们通常就用DPTR做为间址寄存器。例：MOV DPTR，#1234H ；将DPTR值设为1234H（16位） MOVX A，@DPTR ；将外部RAM或I/O地址1234H内的值放到累加器A中 在执行PUSH（压栈）和POP（出栈）指令时，采用堆栈指针SP作寄存器间接寻址。例：PUSH 30H ；把内部RAM地址30H内的值放到堆栈区中堆栈区是由SP寄存器指定的，如果执行上面这条命令前，SP为60H，命令执行后会把内部RAM地址30H内的值放到RAM的61H内。 那么做为寄存器间接寻址用的寄存器主要有哪些呢？我们前面提到的有四个，R0、R1、DPTR、SP 寄存器间接寻址范围总结：1、内部RAM低128单元。对内部RAM低128单元的间接寻址，应使用R0或R1作间址寄存器，其通用形式为@Ri（i=0或1）。 2、外部RAM 64KB。对外部RAM64KB的间接寻址，应使用@DPTR作间址寻址寄存器，其形式为：@DPTR。例如MOVX A，@DPTR；其功能是把DPTR指定的外部RAM的单元的内容送入累加器A中。外部RAM的低256单元是一个特殊的寻址区，除可以用DPTR作间址寄存器寻址外，还可以用R0或R1作间址寄存器寻址。例如MOVX A，@R0；这条指令的意思是，把R0指定的外部RAM单元的内容送入累加器A。 堆栈操作指令（PUSH和POP）也应算作是寄存器间接寻址，即以堆栈指针SP作间址寄存器的间接寻址方式。 寄存器间接寻址方式不可以访问特殊功能寄存器！！ 寄存器间接寻址也须以寄存器符号的形式表示，为了区别寄存器寻址我寄存器间接寻址的区别，在寄存器间接寻址方式式中，寄存器的名称前面加前缀标志“@”。 基址寄存器加变址寄存器的变址寻址 这种寻址方式以程序计数器PC或DPTR为基址寄存器，累加器A为变址寄存器，变址寻址时，把两者的内容相加，所得到的结果作为操作数的地址。这种方式常用于访问程序存储器ROM中的数据表格，即查表操作。变址寻址只能读出程序内存入的值，而不能写入，也就是说变址寻址这种方式只能对程序存储器进行寻址，或者说它是专门针对程序存储器的寻址方式。例：MOVC A，@A+DPTR这条指令的功能是把DPTR和A的内容相加，再把所得到的程序存储器地址单元的内容送A假若指令执行前A=54H，DPTR=3F21H，则这条指令变址寻址形成的操作数地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H单元中的内容是7FH，则执行这条指令后，累加器A中的内容就是7FH。 变址寻址的指令只有三条，分别如下：JMP @A+DPTRMOVC A，@A+DPTRMOVC A，@A+PC 第一条指令JMP @A+DPTR这是一条无条件转移指令，这条指令的意思就是DPTR加上累加器A的内容做为一个16位的地址，执行JMP这条指令是，程序就转移到A+DPTR指定的地址去执行。 第二、三条指令MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC指令这两条指令的通常用于查表操作，功能完全一样，但使用起来却有一定的差别，现详细说明如下。我们知道，PC是程序指针，是十六位的。DPTR是一个16位的数据指针寄存器，按理，它们的寻址范围都应是64K。我们在学习特殊功能寄存器时已知道，程序计数器PC是始终跟踪着程序的执行的。也就是说，PC的值是随程序的执行情况自动改变的，我们不可以随便的给PC赋值。而DPTR是一个数据指针，我们就可以给空上数据指针DPTR进行赋值。我们再看指令MOVC A，@A+PC这条指令的意思是将PC的值与累加器A的值相加作为一个地址，而PC是固定的，累加器A是一个8位的寄存器，它的寻址范围是256个地址单元。讲到这里，大家应可明白，MOVC A，@A+PC这条指令的寻址范围其实就是只能在当前指令下256个地址单元。所在，这在我们实际应用中，可能就会有一个问题，如果我们需要查询的数据表在256个地址单元之内，则可以用MOVC A，@A+PC这条指令进行查表操作，如果超过了256个单元，则不能用这条指令进行查表操作。刚才我们已说到，DPTR是一个数据指针，这个数据指针我们可以给它赋值操作的。通过赋值操作。我们可以使MOVC A，@A+DPTR这条指令的寻址范围达到64K。这就是这两条指令在实际应用当中要注意的问题。 变址寻址方式是MCS-51单片机所独有的一种寻址方式。 位寻址 80C51单片机有位处理功能，可以对数据位进行操作，因此就有相应的位寻址方式。所谓位寻址，就是对内部RAM或可位寻址的特殊功能寄存器SFR内的某个位，直接加以置位为1或复位为0。 位寻址的范围，也就是哪些部份可以进行位寻址： 1、我们在第十二课学习51单片机的存储器结构时，我们已知道在单片机的内部数据存储器RAM的低128单元中有一个区域叫位寻址区。它的单元地址是20H-2FH。共有16个单元，一个单元是8位，所以位寻址区共有128位。这128位都单独有一个位地址，其位地址的名字就是00H-7FH。这里就有一个比较麻烦的问题需要大家理解清楚了。我们在前面的学习中00H、01H。。。。7FH等等，所表示的都是一个字节（或者叫单元地址），而在这里，这些数据都变成了位地址。我们在指令中，或者在程序中如何来区分它是一个单元地址还是一个位地址呢？这个问题，也就是我们现在正在研究的位寻址的一个重要问题。其实，区分这些数据是位地址还是单元地址，我们都有相应的指令形式的。这个问题我们在后面的指令系统学习中再加以论述。 2、对专用寄存器位寻址。这里要说明一下，不是所有的专用寄存器都可以位寻址的。具体哪些专用寄存器可以哪些专用寄存器不可以，请大家回头去看看我们前面关于专用寄存器的相关文章。一般来说，地址单元可以被8整除的专用寄存器，通常都可以进行位寻址，当然并不是全部，大家在应用当中应引起注意。 专用寄存器的位寻址表示方法： 下面我们以程序状态字PSW来进行说明 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CY AC F0 RS1 RS0 OV P 1、直接使用位地址表示：看上表，PSW的第五位地址是D5，所以可以表示为D5H MOV C，D5H 2、位名称表示：表示该位的名称，例如PSW的位5是F0，所以可以用F0表示 MOV C，F0 3、单元（字节）地址加位表示：D0H单元位5，表示为DOH.5 MOV C,D0H.5 4、专用寄存器符号加位表示：例如PSW.5 MOV C,PSW.5 这四种方法实现的功能都是相同的，只是表述的方式不同而已。 例题： 1. 说明下列指令中源操作数采用的寻址方式。 MOV R5，R7 答案：寄存器寻址方式 MOV A，55H 直接寻址方式 MOV A，＃55H 立即寻址方式 JMP @A+DPTR 变址寻址方式 MOV 30H，C 位寻址方式 MOV A，@R0 间接寻址方式 MOVX A,@R0 间接寻址方式 改错题 请判断下列的MCS-51单片机指令的书写格式是否有错，若有，请说明错误原因。 MOV R0，@R3 答案：间址寄存器不能使用R2～R7。 MOVC A，@R0+DPTR 变址寻址方式中的间址寄存器不可使用R0，只可使用A。 ADD R0，R1 运算指令中目的操作数必须为累加器A，不可为R0。 MUL AR0 乘法指令中的乘数应在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器组合。
上传时间： 2013-11-11
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at91rm9200启动过程教程 系统上电，检测BMS，选择系统的启动方式，如果BMS为高电平，则系统从片内ROM启动。AT91RM9200的ROM上电后被映射到了0x0和0x100000处，在这两个地址处都可以访问到ROM。由于9200的ROM中固化了一个BOOTLOAER程序。所以PC从0X0处开始执行这个BOOTLOAER(准确的说应该是一级BOOTLOADER)。这个BOOTLOER依次完成以下步骤： 1、PLL SETUP，设置PLLB产生48M时钟频率提供给USB DEVICE。同时DEBUG USART也被初始化为48M的时钟频率； 2、相应模式下的堆栈设置； 3、检测主时钟源（Main oscillator）； 4、中断控制器（AIC）的设置； 5、C 变量的初始化； 6、跳到主函数。 完成以上步骤后，我们可以认为BOOT过程结束，接下来的就是LOADER的过程，或者也可以认为是装载二级BOOTLOER。AT91RM9200按照DATAFLASH、EEPROM、连接在外部总线上的8位并行FLASH的顺序依次来找合法的BOOT程序。所谓合法的指的是在这些存储设备的开始地址处连续的存放的32个字节，也就是8条指令必须是跳转指令或者装载PC的指令，其实这样规定就是把这8条指令当作是异常向量表来处理。必须注意的是第6条指令要包含将要装载的映像的大小。关于如何计算和写这条指令可以参考用户手册。一旦合法的映像找到之后，则BOOT程序会把找到的映像搬到SRAM中去，所以映像的大小是非常有限的，不能超过16K-3K的大小。当BOOT程序完成了把合法的映像搬到SRAM的任务以后，接下来就进行存储器的REMAP，经过REMAP之后，SRAM从映设前的0X200000地址处被映设到了0X0地址并且程序从0X0处开始执行。而ROM这时只能在0X100000这个地址处看到了。至此9200就算完成了一种形式的启动过程。如果BOOT程序在以上所列的几种存储设备中找到合法的映像，则自动初始化DEBUG USART口和USB DEVICE口以准备从外部载入映像。对DEBUG口的初始化包括设置参数115200 8 N 1以及运行XMODEM协议。对USB DEVICE进行初始化以及运行DFU协议。现在用户可以从外部（假定为PC平台）载入你的映像了。在PC平台下，以WIN2000为例，你可以用超级终端来完成这个功能，但是还是要注意你的映像的大小不能超过13K。一旦正确从外部装载了映像，接下来的过程就是和前面一样重映设然后执行映像了。我们上面讲了BMS为高电平，AT91RM9200选择从片内的ROM启动的一个过程。如果BMS为低电平，则AT91RM9200会从片外的FLASH启动，这时片外的FLASH的起始地址就是0X0了，接下来的过程和片内启动的过程是一样的，只不过这时就需要自己写启动代码了，至于怎么写，大致的内容和ROM的BOOT差不多，不同的硬件设计可能有不一样的地方，但基本的都是一样的。由于片外FLASH可以设计的大，所以这里编写的BOOTLOADER可以一步到位，也就是说不用像片内启动可能需要BOOT好几级了，目前AT91RM9200上使用较多的bootloer是u-boot，这是一个开放源代码的软件，用户可以自由下载并根据自己的应用配置。总的说来，笔者以为AT91RM9200的启动过程比较简单，ATMEL的服务也不错，不但提供了片内启动的功能，还提供了UBOOT可供下载。笔者写了一个BOOTLODER从片外的FLASHA启动，效果还可以。 uboot结构与使用uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系，包含常见的外设的驱动，是一个功能强大的板极支持包。其代码可以 http://sourceforge.net/projects/u-boot下载 在9200上，为了启动uboot，还有两个boot软件包，分别是loader和boot。分别完成从sram和flash中的一级boot。其源码可以从atmel的官方网站下载。 我们知道，当9200系统上电后，如果bms为高电平，则系统从片内rom启动，这时rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其发送'c'，这时我们打开超级终端会看到ccccc...。这说明系统已经启动，同时xmodem协议已经启动，用户可以通过超级终端下载用户的bootloader。作为第一步，我们下载loader.bin.loader.bin将被下载到片内的sram中。这个loder完成的功能主要是初始化时钟，sdram和xmodem协议，为下载和启动uboot做准备。当下载了loader.bin后，超级终端会继续打印：ccccc....。这时我们就可以下在uboot了。uboot将被下载到sdram中的一个地址后并把pc指针调到此处开始执行uboot。接着我们就可以在终端上看到uboot的shell启动了，提示符uboot>，用户可以uboot>help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了对内存、flash、网络、系统启动等一些命令。 如果系统上电时bms为低电平，则系统从片外的flash启动。为了从片外的flash启动uboot,我们必须把boot.bin放到0x0地址出，使得从flash启动后首先执行boot.bin，而要少些boot.bin，就要先完成上面我们讲的那些步骤，首先开始从片内rom启动uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz烧写到flash中的目的，假如我们已经启动了uboot,可以这样操作： uboot>protect off all uboot>erase all uboot>loadb 20000000 uboot>cp.b 20000000 10000000 5fff uboot>loadb 21000000 uboot>cp.b 210000000 10010000 ffff 然后系统复位，就可以看到系统先启动boot，然后解压缩uboot.gz，然后启动uboot。注意，这里uboot必须压缩成.gz文件，否则会出错。 怎么编译这三个源码包呢，首先要建立一个arm的交叉编译环境，关于如何建立，此处不予说明。建立好了以后，分别解压源码包，然后修改Makefile中的编译器项目，正确填写你的编译器的所在路径。 对loader和boot，直接make。对uboot,第一步：make_at91rm9200dk,第二步：make。这样就会在当前目录下分别生成*.bin文件,对于uboot.bin，我们还要压缩成.gz文件。 也许有的人对loader和boot搞不清楚为什么要两个，有什么区别吗？首先有区别，boot主要完成从flash中启动uboot的功能，他要对uboot的压缩文件进行解压，除此之外，他和loader并无大的区别，你可以把boot理解为在loader的基础上加入了解压缩.gz的功能而已。所以这两个并无多大的本质不同，只是他们的使命不同而已。 特别说名的是这三个软件包都是开放源码的，所以用户可以根据自己的系统的情况修改和配置以及裁减，打造属于自己系统的bootloder。
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Keil C51使用详解Keil C51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C 来开发，体会更加深刻。Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。第二节 Keil C51 单片机软件开发系统的整体结构C51 工具包的整体结构，如图(1)所示，其中uVision 与Ishell 分别是C51 forWindows 和for Dos 的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件。然后分别由C51 及A51 编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51 创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51 连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS 文件由OH51 转换成标准的Hex 文件，以供调试器dScope51 或tScope51 使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM 中。图(1) C51 工具包整体结构图第三节 Keil C51 工具包的安装81. C51 for Dos在 Windows 下直接运行软件包中DOS\C51DOS.exe 然后选择安装目录即可。完毕后欲使系统正常工作须进行以下操作(设C:\C51 为安装目录)：修改 Autoexec.bat，加入path=C:\C51\BinSet C51LIB=C:\C51\LIBSet C51INC=C:\C51\INC然后运行Autoexec.bat2. C51 for Windows 的安装及注意事项：在 Windows 下运行软件包中WIN\Setup.exe，最好选择安装目录与C51 for Dos相同，这样设置最简单(设安装于C:\C51 目录下)。然后将软件包中crack 目录中的文件拷入C:\C51\Bin 目录下。第四节 Keil C51 工具包各部分功能及使用简介1. C51 与A51(1) C51C51 是C 语言编译器，其使用方法为：C51 sourcefile[编译控制指令]或者 C51 @ commandfile其中 sourcefile 为C 源文件(.C)。大量的编译控制指令完成C51 编译器的全部功能。包控C51 输出文件C.LST，.OBJ，.I 和.SRC 文件的控制。源文件(.C)的控制等，详见第五部分的具体介绍。而 Commandfile 为一个连接控制文件其内容包括：.C 源文件及各编译控制指令，它没有固定的名字，开发人员可根据自己的习惯指定，它适于用控制指令较多的场合。(2) A51A51 是汇编语言编译器，使用方法为：9A51 sourcefile[编译控制指令]或 A51 @ commandfile其中sourcefile 为汇编源文件(.asm或.a51)，而编译控制指令的使用与其它汇编如ASM语言类似，可参考其他汇编语言材料。Commandfile 同C51 中的Commandfile 类似，它使A51 使用和修改方便。2. L51 和BL51(1) L51L51 是Keil C51 软件包提供的连接/定位器，其功能是将编译生成的OBJ 文件与库文件连接定位生成绝对目标文件(.ABS)，其使用方法为：L51 目标文件列表[库文件列表] [to outputfile] [连接控制指令]或 L51 @Commandfile源程序的多个模块分别经 C51 与A51 编译后生成多个OBJ 文件，连接时，这些文件全列于目标文件列表中，作为输入文件，如果还需与库文件(.LiB)相连接，则库文件也必须列在其后。outputfile 为输文件名，缺少时为第一模块名，后缀为.ABS。连接控制指令提供了连接定位时的所有控制功能。Commandfile 为连接控制文件，其具体内容是包括了目标文件列表，库文件列表及输出文件、连接控制命令，以取代第一种繁琐的格式，由于目标模块库文件大多不止1 个，因而第2 种方法较多见，这个文件名字也可由使用者随意指定。(2) Bl51BL51 也是C51 软件包的连接/定位器，其具有L51 的所有功能，此外它还具有以下3 点特别之处：a. 可以连接定位大于64kBytes 的程序。b. 具有代码域及域切换功能(CodeBanking & Bank Switching)c. 可用于RTX51 操作系统RTX51 是一个实时多任务操作系统，它改变了传统的编程模式，甚至不必用main( )函数，单片机系统软件向RTOS 发展是一种趋势，这种趋势对于186 和38610及68K 系列CPU 更为明显和必须，对8051 因CPU 较为简单，程序结构等都不太复杂，RTX51 作用显得不太突出，其专业版软件PK51 软件包甚至不包括RTX51Full，而只有一个RTX51TINY 版本的RTOS。RTX51 TINY 适用于无外部RAM 的单片机系统，因而可用面很窄，在本文中不作介绍。Bank switching 技术因使用很少也不作介绍。3. DScope51，Tscope51 及Monitor51(1) dScope51dScope51 是一个源级调试器和模拟器，它可以调试由C51 编译器、A51 汇编器、PL/M-51 编译器及ASM－51 汇编器产生的程序。它不需目标板（for windows 也可通过mon51 接目标板），只能进行软件模拟，但其功能强大，可模拟CPU 及其外围器件，如内部串口，外部I/O 及定时器等，能对嵌入式软件功能进行有效测试。
上传时间： 2013-11-01
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NCV4269是一款精准的低功耗5V稳压源，它的输出电流负载为150mA。输出电压的精确度为±2.0%，在输出电流为100mA时输出电压的最大纹波电压为0.5V。NCV4269的最大特点就是静态电流小，在输出电流为1.0mA时静态电流只有240μA。这一特点非常适合应用与利用电池供电的微处理器设备。
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涡卷式空气压缩机是一种新型空气压缩机，具有噪声低、体积小、可靠性好等特点。本文提出了一种基于ATMEL 89C52 单片机的涡卷式空气压缩机电气控制系统的实现方案，详细说明了总体方案设计、硬件设计与软件设计，并给出了关键元器件的选型。实际结果表明：该系统具有可靠性好、控制精度高、操作简便、配置灵活、直观的故障指示及完善的自保护等特点，完全满足了涡卷式空气压缩机现场控制的要求，是涡卷式空气压缩机的理想配套产品。常规的涡卷式空压机电控系统主要采用继电器加压力开关的方式进行控制，故障率高，可靠性低，控制参数的修改非常不便。本文提出了一种采用智能化微电脑集成设计技术的电控系统实现方案，它通过对关键点各种传感器进行实时检测来控制整个系统的工作状态，减少了常规控制方式下的电器元件及执行机构数量，提高了可靠性，降低了运行成本；清晰的实时状态指示，灵活的控制参数设置，完善的故障诊断，直观的故障显示，是空压机的理想配套产品。
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含原理图+电路图+程序的波形发生器:在工作中，我们常常会用到波形发生器，它是使用频度很高的电子仪器。现在的波形发生器都采用单片机来构成。单片机波形发生器是以单片机核心，配相应的外围电路和功能软件，能实现各种波形发生的应用系统，它由硬件部分和软件部分组成，硬件是系统的基础，软件则是在硬件的基础上，对其合理的调配和使用，从而完成波形发生的任务。 波形发生器的技术指标：（1） 波形类型：方型、正弦波、三角波、锯齿波；（2） 幅值电压：1V、2V、3V、4V、5V；（3） 频率值：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；（4） 输出极性：双极性操作设计1、 机器通电后，系统进行初始化，LED在面板上显示6个0，表示系统处于初始状态，等待用户输入设置命令，此时，无任何波形信号输出。2、 用户按下“F”、“V”、“W”，可以分别进入频率，幅值波形设置，使系统进入设置状态，相应的数码管显示“一”，此时，按其它键，无效；3、 在进入某一设置状态后，输入0~9等数字键，（数字键仅在设置状态时，有效）为欲输出的波形设置相应参数，LED将参数显示在面板上；4、 如果在设置中，要改变已设定的参数，可按下“CL”键，清除所有已设定参数，系统恢复初始状态，LED显示6个0，等待重新输入命令；5、 当必要的参数设定完毕后，所有参数显示于LED上，用户按下“EN”键，系统会将各波形参数传递到波形产生模块中，以便控制波形发生，实现不同频率，不同电压幅值，不同类型波形的输出；6、 用户按下“EN”键后，波形发生器开始输出满足参数的波形信号，面板上相应类型的运行指示灯闪烁，表示波形正在输出，LED显示波形类型编号，频率值、电压幅值等波形参数；7、 波形发生器在输出信号时，按下任意一个键，就停止波形信号输出，等待重新设置参数，设置过程如上所述，如果不改变参数，可按下“EN”键，继续输出原波形信号；8、 要停止波形发生器的使用，可按下复位按钮，将系统复位，然后关闭电源。硬件组成部分通过综合比较，决定选用获得广泛应用，性能价格高的常用芯片来构成硬件电路。单片机采用MCS-51系列的89C51（一块）,74LS244和74LS373（各一块）,反相驱动器 ULN2803A（一块）,运算放大器 LM324（一块） 波形发生器的硬件电路由单片机、键盘显示器接口电路、波形转换（D/ A）电路和电源线路等四部分构成。1.单片机电路功能：形成扫描码，键值识别，键功能处理，完成参数设置；形成显示段码,向LED显示接口电路输出；产生定时中断；形成波形的数字编码,并输出到D/A接口电路；如电路原理图所示： 89C51的P0口和P2口作为扩展I/O口，与8255、0832、74LS373相连接，可寻址片外的寄存器。单片机寻址外设，采用存储器映像方式，外部接口芯片与内部存储器统一编址，89Ｃ51提供16根地址线P0（分时复用）和P2，P2口提供高8位地址线，P0口提供低8位地址线。P0口同时还要负责与8255，0832的数据传递。P2.7是8255的片选信号，P2.6是0832（1）的片选，P2.5是0832（2）的片选，低电平有效，P0.0、P0.1经过74LS373锁存后，送到8255的A1、A2作，片内A口，B口，C口，控制口等寄存器的字选。89C51的P1口的低4位连接4只发光三极管，作为波形类型指示灯，表示正在输出的波形是什么类型。单片机89C51内部有两个定时器/计数器，在波形发生器中使用T0作为中断源。不同的频率值对应不同的定时初值，定时器的溢出信号作为中断请求。控制定时器中断的特殊功能寄存器设置如下：定时控制寄存器TCON＝（０００１００００）工作方式选择寄存器（TMOD）＝（００００００００）中断允许控制寄存器（IE）＝（１０００００１０）2、键盘显示器接口电路功能：驱动6位数码管动态显示； 提供响应界面； 扫面键盘； 提供输入按键。由并口芯片8255，锁存器74LS273，74LS244，反向驱动器ULN2803A，6位共阴极数码管（LED）和4×4行列式键盘组成。8255的C口作为键盘的I/O接口，C口的低4位输出到扫描码，高4位作为输入行状态，按键的分布如图所示。8255的A口作为LED段码输出口，与74LS244相连接，B口作为LED的位选信号输出口，与ULN2803A相连接。8255内部的4个寄存器地址分配如下：控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A电路功能：将波形样值的数字编码转换成模拟值；完成单极性向双极性的波形输出；构成由两片0832和一块LM324运放组成。0832（1）是参考电压提供者，单片机向0832（1）内的锁存器送数字编码，不同的编码会产生不同的输出值，在本发生器中，可输出1V、2V、3V、4V、5V等五个模拟值，这些值作为0832（2）的参考电压，使0832（2）输出波形信号时，其幅度是可调的。0832（2）用于产生各种波形信号，单片机在波形产生程序的控制下，生成波形样值编码，并送到0832（2）中的锁存器，经过D/A转换，得到波形的模拟样值点，假如N个点就构成波形的一个周期，那么0832（2）输出N个样值点后，样值点形成运动轨迹，就是波形信号的一个周期。重复输出N个点后，由此成第二个周期，第三个周期……。这样0832（2）就能连续的输出周期变化的波形信号。运放A1是直流放大器，运放A2是单极性电压放大器，运放A3是双极性驱动放大器，使波形信号能带得起负载。地址分配：0832（1）：DFFFH ，0832（2）：BFFFH4、电源电路：功能：为波形发生器提供直流能量；构成由变压器、整流硅堆，稳压块7805组成。220V的交流电，经过开关，保险管（1.5A/250V），到变压器降压，由220V降为10V，通过硅堆将交流电变成直流电，对于谐波，用4700μF的电解电容给予滤除。为保证直流电压稳定，使用7805进行稳压。最后，＋5V电源配送到各用电负载。
上传时间： 2013-11-08
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单片机应用技术选编(9) 目录 第一章 专题论述1.1 集成电路进入片上系统时代(2)1.2 系统集成芯片综述(10)1.3 Java嵌入技术综述(18)1.4 Java的线程机制(23)1.5 嵌入式系统中的JTAG接口编程技术(29)1.6 EPAC器件技术概述及应用(37)1.7 VHDL设计中电路简化问题的探讨(42)1.8 8031芯片主要模块的VHDL描述与仿真(48)1.9 ISP技术在数字系统设计中的应用(59)1.10 单片机单总线技术(64)1.11 智能信息载体iButton及其应用(70)1.12 基于单片机的高新技术产品加密方法探讨(76)1.13 新一代私钥加密标准AES进展与评述(80)1.14 基于单片机的实时3DES加密算法的实现(86)1.15 ATA接口技术(90)1.16 基于IDE硬盘的高速数据存储器研究(98)1.17 模拟比较器的应用(102) 第二章 综合应用技术2.1 闪速存储器硬件接口和程序设计中的关键技术(126)2.2 51单片机节电模式的应用(131)2.3 分布式实时应用的两个重要问题(137)2.4 分布式运算单元的原理及其实现方法(141)2.5 用PLD器件设计逻辑电路时的竞争冒险现象(147)2.6 IRIG?B格式时间码解码接口卡电路设计(150)2.7 一种基于单片机时频信号处理的实用方法(155)2.8 射频接收系统晶体振荡电路的设计与分析(161)2.9 揭开ΣΔ ADC的神秘面纱(166)2.10 过采样高阶A/D转换器的硬件实现(172)2.11 A/D转换的计算与编程(176)2.12 一种提高单片机内嵌式A/D分辨力的方法(179)2.13 单片微型计算机多字节浮点快速相对移位法开平方运算的实现(182)2.14 单片微型计算机多字节浮点除法快速扫描运算的实现(186)2.15 DSP芯片与触摸屏的接口控制(188)第三章 操作系统与软件技术3.1 嵌入式系统中的实时操作系统(192)3.2 嵌入式系统的开发利器——Windows CE操作系统(197)3.3 介绍一种实时操作系统DSP/BIOS(203)3.4 实时操作系统用于嵌入式应用系统的设计(212)3.5 实时Linux操作系统初探(217)3.6 Linux网络设备驱动程序分析与设计(223)3.7 在51系列单片机上实现非抢先式消息驱动机制的RTOS(229)3.8 用结构化程序设计思想指导汇编语言开发(236)3.9 单片机高级语言C51与汇编语言ASM51的通用接口(240)3.10 ASM51无参数化调用C51函数的实现(245)3.11 TMS320C3X的汇编语言和C语言及混合编程技术(249)3.12 TMS320C6000嵌入式系统优化编程的研究(254)3.13 TMS320C54X软件模拟实现UART技术(260)3.14 W78E516及其在系统编程的实现(265)3.15 键盘键入信号软件处理方法探讨(272)3.16 单片机系统中数字滤波的算法(276)第四章 网络、通信与数据传送 4.1 实时单片机通信网络中的内存管理(284)4.2 CRC16编码在单片机数据传输系统中的实现(288)4.3 在VC++中用ActiveX控件实现与单片机的串行通信(293)4.4 利用Windows API函数构造C++类实现串行通信(298)4.5 用Win32 API实现PC机与多单片机的串行通信(304)4.6 GPS接收机与PC机串行通信技术的开发与应用(311)4.7 TCP/IP协议问题透析(316)4.8 单片机的MODEM通信(328)4.9 无线串行接口电路设计(335)4.10 通用无线数据传输电路设计(340)4.11 FX909在无线高速MODEM中的应用(343)4.12 蓝牙——短距离无线连接新技术(348)4.13 蓝牙技术——一种短距离的无线连接技术(351)4.14 蓝牙芯片及其应用(357)4.15 BlueCoreTM01蓝牙芯片的特性与应用(361)4.16 内嵌微控制器的无线数据发射器的特性及应用(365)第五章 新器件及其应用技术5.1 一种全新结构的微控制器——Triscend E5(372)5.2 PSD8XXF的在系统编程技术(376)5.3 PSD813F1及其接口编程技术(382)5.4 一种优越的可编程逻辑器件——ISP器件(387)5.5 ISPPLD原理及其设计应用(393)5.6 ispPAC10在系统可编程模拟电路及其应用(397)5.7 在系统可编程器件ispPAC80及其应用(404)5.8 采用ispLSI1016设计高精度光电码盘计数器(408)5.9 基于ADμC812的一种仪表开发平台(413)5.10 基于P87LPC764的ΣΔ ADC应用设计方法(418)5.11 MP3解码芯片组及其应用(431)5.12 射频IC卡E5550原理及应用(434)5.13 HD7279A键盘显示驱动芯片及应用(439)5.14 基于SPI接口的ISD4104系列语音录放芯片及其应用(444)5.15 解决DS1820通信误码问题的方法(450)5.16 数字电位器在测量放大器中的应用(455)第六章 总线及其应用技术6.1 按平台模式设计的虚拟I2C总线软件包VIIC(462)6.2 虚拟I2C总线软件包的开发及其应用(470)6.3 RS485总线的理论与实践(479)6.4 RS232至RS485/RS422接口的智能转换器(484)6.5 实用隔离型RS485通信接口的设计(489)6.6 几种RS485接口收发方向转换方法(495)6.7 LonWorks总线技术及发展(498)6.8 LonWorks网络监控的简单实现(505)6.9 现场总线CANbus与RS485之间透明转换的实现(509)6.10 居室自动化系统中的X10和CE总线(513)6.11 通用串行总线USB(519)6.12 USB2.0技术概述(524)6.13 带通用串行总线USB接口的单片机EZUSB(530)6.14 嵌入式处理器中的慢总线技术应用(536)6.15 SPI串行总线在单片机8031应用系统中的设计与实现(540)第七章 可靠性及安全性技术7.1 软件可靠性及其评估(546)7.2 网络通信中的基本安全技术(554)7.3 数字语音混沌保密通信系统及硬件实现(560)7.4 伪随机序列及PLD实现在程序和系统加密中的应用(565)7.5 增强单片机系统可靠性的若干措施(569)7.6 FPGA中的空间辐射效应及加固技术(573)7.7 一种双机备份系统的软实现(577)7.8 计算机系统容错技术的应用(581)7.9 容错系统中的自校验技术及实现方法(585)7.10 基于MAX110的容错数据采集系统的设计(589)7.11 冗余式时钟源电路(593)7.12 微机控制系统的抗干扰技术应用(599)7.13 单片开关电源瞬态干扰及音频噪声抑制技术(604)7.14 单片机应用系统程序运行出轨问题研究(608)7.15 分布式系统故障卷回恢复技术研究与实践(613)第八章 典型应用实例8.1 基于单片机系统采用DMA块传输方式实现高速数据采集(620)8.2 GPS数据采集卡的设计(624)8.3 一种新型非接触式IC卡识别系统研究(629)8.4 自适应调整增益的单片机数据采集系统(633)8.5 利用光纤发射/接收器对实现远距离高速数据采集(639)8.6 一种频率编码键盘的设计与实现(645)8.7 高准确度时钟程序算法(649)8.8 旋转编码器的抗抖动计数电路(652)8.9 利用X9241实现高分辨率数控电位器(656)8.10 基于AD2S80A的高精度位置检测系统及其在机器人控制中的应用(661)第九章 文章摘要一、专题论述(670)1.1 微控制器的发展趋势(670)1.2 系统微集成技术的发展(670)1.3 多芯片组件技术及其应用(671)1.4 MCS51和80C51系列单片机(671)1.5 PSD813器件在单片机系统中的应用(671)1.6 主辅单片机系统的设计及应用(671)1.7 一种双单片机结构的微机控制器(671)1.8 用PC机直接开发单片机系统(672)1.9 单片机系统大容量存储器扩展技术(672)1.10 高性能微处理器性能模型设计(672)1.11 闪速存储器的选择与接口(672)1.12 串行存储器接口的比较及选择(672)1.13 移位寄存器分析方法的研究(673)1.14 GPS的时频系统(673)1.15 一种基于C语言的虚拟仪器系统实现方法(673)1.16 智能家庭网络研究综述(673)1.17 用C51实现电力部多功能电能表通信规约(674)1.18 测控系统中采样数据的预处理(674)1.19 数据采集系统动态特性的总体评价(674)1.20 一个高速准确的手写数字识别系统(674)1.21 日本理光实时时钟集成电路发展历史及现状(675)1.22 单片开关电源的发展及其应用(675)二、综合应用技术(676)2.1 MCS51系列单片机在SDH系统中的应用(676)2.2 公共闪存接口在Flash Memory程序设计中的应用(676)2.3 应用IA MMXTM技术的离散余弦变换(676)2.4 串行实时时钟芯片DS1302程序设计中的问题与对策(676)2.5 数字传感器及其应用(677)2.6 电阻式温度传感器的系列化设计及其应用(677)2.7 温度传感器及其与微处理器接口(677)2.8 AD7416数字温度传感器及其应用(677)2.9 隔离放大器及其应用(677)2.10 高速A/D转换器动态参数(678)2.11 V/F变换在单片机系统中的应用(678)2.12 微处理器内嵌式模数转换器在精密仪器中的应用研究(678)2.13 电子秤非线性自动修正方法(678)2.14 光耦传输的非线性校正(678)2.15 高斯滤波器在实时系统中的快速实现(679)2.16 用在系统可编程模拟器件实现双二阶型滤波器(679)2.17 最小二乘法在高精度温度测量中的应用(679)2.18 提高实时频率测量范围和精度新方法(679)2.19 具有微控制器的智能仪表设计与应用(679)2.20 用C语言编程的数据采集系统(680)2.21 大动态范围浮点A/D数据采集器的设计(680)2.22 基于PCI高速数据采集系统(680)2.23 一种基于PC机的高速16位并行数据采集接口(680)2.24 数据采集系统中增强型并行接口（EPP）电路的设计(681)2.25 用增强型并行接口EPP协议扩展计算机的ISA接口(681)2.26 基于增强型并行接口EPP的便携式高速数据采集系统(681)2.27 增强型并行接口EPP协议及其在CAN监控节点中的应用(681)2.28 利用增强型并行接口协议传输图像文件(681)2.29 用并行接口进行数据采集(682)2.30 高信噪比的VFC/DPLL数据采集装置(682)2.31 高精度数字式转速测量系统的研究(682)2.32 用单片机测量相位差的新方法(682)2.33 交流采样在电力系统中应用(682)2.34 同步图形存储器IS42G32256的电源与应用(683)2.35 IBM?PC处理10MHz高速模拟信号的研究(683)2.36 MCS51系列单片机存储容量扩展方法(683)2.37 用单片机实现数字相位变换器的设计方法(683)2.38 一种新的可重配置的串口扩展方案(683)2.39 VB环境下对双端口RAM物理读写的实现(684)2.40 双CPU实现远程多键盘鼠标交互(684)2.41 两种电阻时间变换器设计与分析(684)2.42 液晶显示器的接口和编程技巧(684)2.43 一种简单的电机变频调速方案及其应用(684)2.44 基于单片机的火控系统符号产生器电路原理设计(685)2.45 A/D转换器性能的改善方法(685)2.46 快速小波变换算法与信噪分离(685)2.47 80C196MC/MD单片机多个中断程序的同步问题(685)三、操作系统及软件技术(686)3.1 嵌入式软件技术的现状与发展动向(686)3.2 什么是嵌入式实时操作系统(686)3.3 实时多任务系统中的一些基本概念(686)3.4 一个源码公开的实时内核(687)3.5 Windows CE的实时性分析(687)3.6 串口通信多线程实现的分析(687)3.7 基于中间件的开发研究(688)3.8 Windows 95下实时控制软件设计的研究(688)3.9 Windows NT 4.0下设备驱动程序的开发与应用(688)3.10 Windows 98 下硬件中断驱动程序的开发(688)3.11 Windows下实时数据采集的实现(688)3.12 Win 95 下虚拟设备驱动程序设计开发(689)3.13 Win 95 环境下测控软件中端口读写的快速实现(689)3.14 Linux系统中ARP的编程实现技术(689)3.15 Linux中System V进程通信机制及访问控制技术的改进(689)3.16 VC++6.0中动态创建MSComm控件的问题及对策(689)3.17 在Visual Basic下使用I/O接口程序(690)3.18 VB应用程序速度的优化技术(690)3.19 嵌入式实时操作系统在机车微机测控软件开发中的应用(690)3.20 结构化程序方法在汇编语言中的应用(690)3.21 AVR单片机编程特性的应用研究(690)3.22 一种有效的51系列单片机软件仿真器(691)3.23 PIC单片机软件模拟仿真时输入信号的激励方式(691)3.24 基于LabVIEW的分布式VXI仪器教学实验系统设计(691)四、网络、通信及数据传输(692)4.1 单片机网络的组成与控制(692)4.2 实现ARINC 429数字信息传输的方案设计(692)4.3 结合电力线载波和电话通信的报警网络系统(692)4.4 网络电子密码锁监控系统的设计与实现(692)4.5 IRIG?E标准FM?FM解调器的有关技术(693)4.6 基于TCP/IP的多媒体通信实现(693)4.7 基于TCP/IP的多线程通信及其在远程监控系统中的应用(693)4.8 基于Internet的远程测控技术(693)4.9 Windows 95串行通信的几种方式及编程(693)4.10 在Windows 95下PC机和单片机的串行通信(693)4.11 基于80C196KC微处理器的高速串行通信(694)4.12 使用PC机并行口与下位单片机通信的方法(694)4.13 双向并口通信的开发(694)4.14 DSP和计算机并口的高速数据通信(694)4.15 一种高可靠性的PC机与单片机间的串行通信方法(694)4.16 单片机与PC机串行通信的实现方法(695)4.17 89C51单片机I/O口模拟串行通信的实现方法(695)4.18 TMS320C50与PC机高速串行通信的实现(695)4.19 DSP和PC机的异步串行通信设计(695)4.20 基于MCS单片机与PC机串行通信电平转换(695)4.21 一种简单的光电隔离RS232电平转换接口设计(695)4.22 ISA总线工业控制机与单片机系统的数据交换(696)4.23 RS232/422/485综合接口(696)4.24 基于RS485接口的单片机串行通信(696)4.25 在VC++中利用ActiveX控件开发串行通信程序(696)4.26 上位机和多台下位机的485通信(696)4.27 计算机与CAN通信的一种方法(697)4.28 用VB语言实现对端口I/O的访问(697)4.29 异种单片机共享片外存储器及其与微机通信的方法(697)4.30 单片机与MODEM接口技术及其在智能仪器中的应用研究(697)4.31 采用MCS51单片机实现CPFSK调制(697)4.32 一种新型编码芯片及其驱动程序的设计方案(698)4.33 DTMF远程通信的软硬件实现技术(698)4.34 采用DTMF方式通信的电度表管理系统(698)4.35 基于TAPI的电话语音系统设计方法(698)4.36 语音芯片APR9600及其在电话遥控系统中的应用(699)4.37 串行红外收发模块及其控制器在红外抄表系统中的应用(699)4.38 HSP50214B PDC及其在软件无线电中的应用(699)4.39 变速率CDMA系统软件无线电多用户接收机(699)五、新器件及应用技术(700)5.1 全帧读出型面阵CCD光电传感器在图像采集中的应用(700)5.2 光电码盘四倍频分析(700)5.3 H8/300H系列单片机及其应用(700)5.4 PIC 16F877单片机的键盘和LED数码显示接口(700)5.5 PIC16F877单片机实现D/A转换的两种方法(701)5.6 P89C51RX2 的PCA原理及设计(701)5.7 ADμC812中串口及其应用(701)5.8 INTEL96系列单片机中若干问题的讨论(701)5.9 关于INTEL96系列单片机中HSO事件的设置(701)5.10 MAX3100与PIC16C5X系列单片机的接口设计(702)5.11 单片MODEM芯片在远程数据通信中的应用(702)5.12 MX919在无线高速MODEM中的应用(702)5.13 高速串行数据收发器CY7B923/933及应用(702)5.14 双口RAM与FIFO芯片在数据处理系统中应用的比较(702)5.15 MAX202E在串行通信中的应用(703)5.16 线性隔离放大器ISO122的原理及应用(703)5.17 AD606对数放大器的研究与应用(703)5.18 电流/电压转换芯片MAX472在永磁直流电动机虚拟测试系统中的应用… (703)5.19 高精度模数转换器AD676的原理及应用(703)5.20 DS2450 A/D转换器的特性与应用(704)5.21 80C196KC内部A/D转换器的使用(704)5.22 一种16～24位分辨率D/A转换器的设计(704)5.23 串行A/D转换器TLC2543与TMS320C25的接口及编程(704)5.24 A/D转换器ICL7135积分特性应用(704)5.25 高精度A/D转换器AD7711A及应用(705)5.26 多路A/D转换器AD7714及其与M68HC11单片机接口技术(705)5.27 用AD7755设计的低成本电能表(705)5.28 20位Σ?Δ立体声ADA电路TLC320AD75C的接口电路设计(705)5.29 24位A/D转换器ADS1210/1211及其应用(706)5.30 模数转换器AD7705及其接口电路(706)5.31 串行A/D转换器ADS7812与单片机的接口技术(706)5.32 串行A/D转换器TLC548/549及其应用(706)5.33 采样率可变16通道16位隔离A/D电路(706)5.34 TLC549在交流有效值测量中的应用(707)5.35 温度传感器DS18B20的特性及程序设计方法(707)5.36 DS1820及其高精度温度测量的实现(707)5.37 采用DS1820的电弧炉炉底温度监测系统(707)5.38 并行实时时钟芯片DS12887及其应用(707)5.39 利用实时时钟X1203开启单片机系统(708)5.40 时钟芯片DS1302及其在数据记录中的应用(708)5.41 串行显示驱动器PS7219及与单片机的接口技术(708)5.42 MAX7219在PLC中的应用(708)5.43 一种实用的LED光柱显示器驱动方法(708)5.44 基于电能测量芯片ADE7756的智能电度表设计(709)5.45 TSS721A在自动抄表系统中的应用(709)5.46 电流传感放大器MAX471/MAX472的原理及应用(709)5.47 8XC552模数转换过程及其自动调零机制(709)5.48 旋转变压器数字转换器AD2S83在伺服系统中的应用(709)5.49 具有串行接口的I/O扩展器EM83010及其应用(710)5.50 新型LED驱动器TEC9607及其应用(710)5.51 新型语音识别电路AP7003及其应用(710)六、总线技术(711)6.1 现场总线技术的发展及应用展望(711)6.2 CAN总线点对点通信应用研究(711)6.3 基于CAN总线的数据通信系统研究(711)6.4 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统(711)6.5 基于CAN总线的分布式铝电解智能系统(711)6.6 CAN总线在通信电源监控系统中的应用(712)6.7 CAN总线在弧焊机器人控制系统中的应用(712)6.8 CAN总线及其在喷浆机器人中的应用(712)6.9 基于CAN控制器的单片机农业温室控制系统的设计(712)6.10 现场总线国际标准与LonWorks在智能电器中的应用(712)6.11 基于LON总线技术的暖通空调控制系统(712)6.12 通用串行总线（USB）及其芯片的使用(713)6.13 USB在数据采集系统中的应用(713)6.14 用MC68HC05JB4开发USB外设(713)6.15 8x930Ax/Hx USB控制器芯片及其在数字音频中的应用(713)6.16 基于MC68HC（9）08JB8芯片的USB产品——键盘设计(713)6.17 I2 C总线在LonWorks网络节点上的应用(714)6.18 Neuron3150的并行I/O接口对象及其应用(714)6.19 新型串行E2PROM 24LC65在LonWorks节点中的应用(714)6.20 利用I2C总线实现DSP对CMOS图像传感器的控制(714)6.21 在I2C总线系统中扩展LCD显示器(714)6.22 基于Windows环境的GPIB接口设计实现(714)6.23 微机PCI总线接口的研究与设计(715)6.24 通用串行总线（USB）原理及接口设计(715)6.25 CAN总线与1553B总线性能分析比较(715)6.26 利用USB接口实现双机互联通信(715)6.27 一种带USB接口的便携式语音采集卡的设计(715)七、可靠性技术(716)7.1 电磁干扰与电磁兼容设计(716)7.2 计算机的防电磁泄漏技术(716)7.3 低辐射计算机系统的设计实现(716)7.4 静电测量及其程序设计(716)7.5 电子产品生产中的静电防护技术(716)7.6 电子测控系统中的屏蔽与接地技术(717)7.7 微机控制系统的抗干扰技术(717)7.8 如何提高单片机应用产品的抗干扰能力(717)7.9 工业控制计算机系统中的常见干扰及处理措施(717)7.10 GPS用于军用导航中的抗干扰和干扰对抗研究(717)7.11 基于开放式体系结构的数控机床可靠性及抗干扰设计(717)7.12 变频器应用技术中的抗干扰问题(718)7.13 单片机的软件可靠性编程(718)7.14 单片微机的软件抑噪方案(718)7.15 SmartLock并口单片机软件狗加密技术(718)7.16 单片机系统中复位电路可靠性设计(718)7.17 测控系统中实现数据安全存储的实用技术(718)7.18 高精度仪表信号隔离电路设计(719)7.19 基于AT89C2051单片机的防误操作智能锁(719)7.20 Email的安全问题与保护措施(719)7.21 双机容错系统的一种实现途径(719)7.22 单片机应用系统抗干扰设计综述(719)7.23 微机控制系统中的干扰及其抑制方法(720)7.24 智能仪表的抗干扰和故障诊断(720)八、应用实践(721)8.1 AT89C51在银行利率显示屏中的应用(721)8.2 基于8xC196MC实现的磁链轨迹跟踪控制(721)8.3 基于80C196KC的开关磁阻电机测试系统(721)8.4 80C196KB单片机在绕线式异步电动机启动控制中的应用(721)8.5 GPS时钟系统(721)8.6 一种由AT89C2051单片微机实现的功率因数补偿装置(722)8.7 数据采集系统芯片ADμC812及其在温度监测系统中的应用(722)8.8 用AVR单片机实现蓄电池剩余电量的测量(722)8.9 基于SA9604的多功能电度表(722)8.10 数字正交上变频器AD9856的原理及其应用(722)8.11 基于MC628的可变参数PID控制方法的实现(723)8.12 Windows 98下远程数据采集系统设计(723)8.13 一种新式微流量计的研究(723)8.14 一种便携式多通道精密测温仪(723)8.15 一种高精度定时器的设计及其应用(723)8.16 智能湿度仪设计(724)8.17 固态数字语音记录仪的设计与实现(724)8.18 多功能语音电话答录器的设计(724)8.19 白炽灯色温测量装置电路设计(724)8.20 交直流供电无缝连接电源控制系统设计(724)8.21 小型电磁辐射敏感度自动测试系统的设计(725)8.22 生物电极微电流动态检测装置(725)8.23 二种铂电阻4～20 mA电流变送器电路(725)8.24 基于单片机的智能型光电编码器计数器(725)8.25 嵌入式系统中利用RS232C串口扩展矩阵式键盘(725)8.26 电压矢量控制PWM波的一种实时生成方法(725)8.27 便携式电能表校验装置现场使用分析(726)8.28 用单片机实现大型电动机的在线监测(726)8.29 PLC在L型管弯曲机电控系统中的应用(726)8.30 用EPROM实现步进电机的控制(726)8.31 一种手持设备的智能卡实现技术(726)8.32 钞票颜色识别系统的设计(727)8.33 数字锁相环在位置检测中的应用(727)九、DSP及其应用技术(728)9.1 数字信号处理器DSPs的发展(728)9.2 用TMS320C6201实现多路ITU?T G.728语音编码标准(728)9.3 采用DSP内核技术进行语音压缩开发(728)9.4 TMS320C80与存储器接口分析(728)9.5 TMS320C32浮点DSP存储器接口设计(728)9.6 TMS320VC5402 DSP的并行I/O引导装载方法研究(729)9.7 TMS320C30系统与PC104进行双向并行通信的方法(729)9.8 基于TMS320C6201的G.723.1多通道语音编解码的实现(729)9.9 基于TMS320C6201的多通道信号处理平台(729)9.10 基于两片TMS320C40的高速数据采集系统(729)9.11 使用TMS320C542构成数据采集处理系统(730)9.12 基于TMS320C32的视觉图像处理系统(730)9.13 用ADSP?2181和MC68302实现MPEG?2传送复用器(730)9.14 基于DSP的PC加密卡(730)9.15 TMS320C2XX及其在宽带恒定束宽波束形成器中的应用(730)9.16 DS80C320单片机在无人机测控数据采编器中的应用(731)9.17 基于TMS320F206 DSP的图像采集卡设计(731)9.18 基于定点DSP的实时语音命令识别模块(731)9.19 基于TMS320C50的语音频谱分析仪(731)9.20 利用DSP实现的专用数字录音机(731)9.21 基于DSP的全数字交流传动系统硬件平台设计(732)9.22 ADSP2106x中DMA的应用(732)9.23 软件无线电中DSP应用模式的分析(732)9.24 快速小波变换在DSP中的实现方法(732)十、PLD及EDA技术应用(733)10.1 可编程器件实现片上系统(733)10.2 VHDL语言在现代数字系统中的应用(733)10.3 用VHDL设计有限状态机的方法(733)10.4 ISP-PLD在数字系统设计中的应用(733)10.5 基于FPGA技术的新型高速图像采集(734)10.6 Protel 99SE电路仿真(734)10.7 可编程逻辑器件（PLD）在电路设计中的应用(734)10.8 基于FPGA的全数字锁相环路的设计(734)10.9 基于EPLD器件的一对多打印机控制器的研制(734)10.10 一种VHDL设计实现的有线电视机顶盒信源发生方案(735)10.11 一种并行存储器系统的FPGA实现(735)10.12 SDRAM接口的VHDL设计(735)10.13 采用ISP器件设计可变格式和可变速率的通信数字信号源(735)10.14 利用FPGA技术实现数字通信中的交织器和解交织器(735)10.15 XC9500系列CPLD遥控编程的实现(736)10.16 PLD器件在红外遥控解码中的应用(736)10.17 利用XCS40实现小型声纳的片上系统集成(736)10.18 可编程逻辑器件的VHDL设计技术及其在航空火控电子设备中的应用… (736)10.19 DSP+FPGA实时信号处理系统(736)10.20 CPLD在IGBT驱动设计中的应用(737)10.21 基于FPGA的FIR滤波器的实现(737)10.22 用可编程逻辑器件取代BCD?二进制转换器的设计方法(737)
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单片机应用系统抗干扰技术:第1章 电磁干扰控制基础. 1.1 电磁干扰的基本概念1 1.1.1 噪声与干扰1 1.1.2 电磁干扰的形成因素2 1.1.3 干扰的分类2 1.2 电磁兼容性3 1.2.1 电磁兼容性定义3 1.2.2 电磁兼容性设计3 1.2.3 电磁兼容性常用术语4 1.2.4 电磁兼容性标准6 1.3 差模干扰和共模干扰8 1.3.1 差模干扰8 1.3.2 共模干扰9 1.4 电磁耦合的等效模型9 1.4.1 集中参数模型9 1.4.2 分布参数模型10 1.4.3 电磁波辐射模型11 1.5 电磁干扰的耦合途径14 1.5.1 传导耦合14 1.5.2 感应耦合（近场耦合）15 .1.5.3 电磁辐射耦合（远场耦合）15 1.6 单片机应用系统电磁干扰控制的一般方法16 第2章 数字信号耦合与传输机理 2.1 数字信号与电磁干扰18 2.1.1 数字信号的开关速度与频谱18 2.1.2 开关暂态电源尖峰电流噪声22 2.1.3 开关暂态接地反冲噪声24 2.1.4 高速数字电路的EMI特点25 2.2 导线阻抗与线间耦合27 2.2.1 导体交直流电阻的计算27 2.2.2 导体电感量的计算29 2.2.3 导体电容量的计算31 2.2.4 电感耦合分析32 2.2.5 电容耦合分析35 2.3 信号的长线传输36 2.3.1 长线传输过程的数学描述36 2.3.2 均匀传输线特性40 2.3.3 传输线特性阻抗计算42 2.3.4 传输线特性阻抗的重复性与阻抗匹配44 2.4 数字信号传输过程中的畸变45 2.4.1 信号传输的入射畸变45 2.4.2 信号传输的反射畸变46 2.5 信号传输畸变的抑制措施49 2.5.1 最大传输线长度的计算49 2.5.2 端点的阻抗匹配50 2.6 数字信号的辐射52 2.6.1 差模辐射52 2.6.2 共模辐射55 2.6.3 差模和共模辐射比较57 第3章 常用元件的可靠性能与选择 3.1 元件的选择与降额设计59 3.1.1 元件的选择准则59 3.1.2 元件的降额设计59 3.2 电阻器60 3.2.1 电阻器的等效电路60 3.2.2 电阻器的内部噪声60 3.2.3 电阻器的温度特性61 3.2.4 电阻器的分类与主要参数62 3.2.5 电阻器的正确选用66 3.3 电容器67 3.3.1 电容器的等效电路67 3.3.2 电容器的种类与型号68 3.3.3 电容器的标志方法70 3.3.4 电容器引脚的电感量71 3.3.5 电容器的正确选用71 3.3.6 电容器使用注意事项73 3.4 电感器73 3.4.1 电感器的等效电路74 3.4.2 电感器使用的注意事项74 3.5 数字集成电路的抗干扰性能75 3.5.1 噪声容限与抗干扰能力75 3.5.2 施密特集成电路的噪声容限77 3.5.3 TTL数字集成电路的抗干扰性能78 3.5.4 CMOS数字集成电路的抗干扰性能79 3.5.5 CMOS电路使用中注意事项80 3.5.6 集成门电路系列型号81 3.6 高速CMOS 54/74HC系列接口设计83 3.6.1 54/74HC 系列芯片特点83 3.6.2 74HC与TTL接口85 3.6.3 74HC与单片机接口85 3.7 元器件的装配工艺对可靠性的影响86 第4章 电磁干扰硬件控制技术 4.1 屏蔽技术88 4.1.1 电场屏蔽88 4.1.2 磁场屏蔽89 4.1.3 电磁场屏蔽91 4.1.4 屏蔽损耗的计算92 4.1.5 屏蔽体屏蔽效能的计算99 4.1.6 屏蔽箱的设计100 4.1.7 电磁泄漏的抑制措施102 4.1.8 电缆屏蔽层的屏蔽原理108 4.1.9 屏蔽与接地113 4.1.10 屏蔽设计要点113 4.2 接地技术114 4.2.1 概述114 4.2.2 安全接地115 4.2.3 工作接地117 4.2.4 接地系统的布局119 4.2.5 接地装置和接地电阻120 4.2.6 地环路问题121 4.2.7 浮地方式122 4.2.8 电缆屏蔽层接地123 4.3 滤波技术126 4.3.1 滤波器概述127 4.3.2 无源滤波器130 4.3.3 有源滤波器138 4.3.4 铁氧体抗干扰磁珠143 4.3.5 贯通滤波器146 4.3.6 电缆线滤波连接器149 4.3.7 PCB板滤波器件154 4.4 隔离技术155 4.4.1 光电隔离156 4.4.2 继电器隔离160 4.4.3 变压器隔离 161 4.4.4 布线隔离161 4.4.5 共模扼流圈162 4.5 电路平衡结构164 4.5.1 双绞线在平衡电路中的使用164 4.5.2 同轴电缆的平衡结构165 4.5.3 差分放大器165 4.6 双绞线的抗干扰原理及应用166 4.6.1 双绞线的抗干扰原理166 4.6.2 双绞线的应用168 4.7 信号线间的串扰及抑制169 4.7.1 线间串扰分析169 4.7.2 线间串扰的抑制173 4.8 信号线的选择与敷设174 4.8.1 信号线型式的选择174 4.8.2 信号线截面的选择175 4.8.3 单股导线的阻抗分析175 4.8.4 信号线的敷设176 4.9 漏电干扰的防止措施177 4.10 抑制数字信号噪声常用硬件措施177 4.10.1 数字信号负传输方式178 4.10.2 提高数字信号的电压等级178 4.10.3 数字输入信号的RC阻容滤波179 4.10.4 提高输入端的门限电压181 4.10.5 输入开关触点抖动干扰的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驱动能力184 4.11 静电放电干扰及其抑制184 第5章 主机单元配置与抗干扰设计 5.1 单片机主机单元组成特点186 5.1.1 80C51最小应用系统186 5.1.2 低功耗单片机最小应用系统187 5.2 总线的可靠性设计191 5.2.1 总线驱动器191 5.2.2 总线的负载平衡192 5.2.3 总线上拉电阻的配置192 5.3 芯片配置与抗干扰193 5.3.1去耦电容配置194 5.3.2 数字输入端的噪声抑制194 5.3.3 数字电路不用端的处理195 5.3.4 存储器的布线196 5.4 译码电路的可靠性分析197 5.4.1 过渡干扰与译码选通197 5.4.2 译码方式与抗干扰200 5.5 时钟电路配置200 5.6 复位电路设计201 5.6.1 复位电路RC参数的选择201 5.6.2 复位电路的可靠性与抗干扰分析202 5.6.3 I/O接口芯片的延时复位205 5.7 单片机系统的中断保护问题205 5.7.1 80C51单片机的中断机构205 5.7.2 常用的几种中断保护措施205 5.8 RAM数据掉电保护207 5.8.1 片内RAM数据保护207 5.8.2 利用双片选的外RAM数据保护207 5.8.3 利用DS1210实现外RAM数据保护208 5.8.4 2 KB非易失性随机存储器DS1220AB/AD211 5.9 看门狗技术215 5.9.1 由单稳态电路实现看门狗电路216 5.9.2 利用单片机片内定时器实现软件看门狗217 5.9.3 软硬件结合的看门狗技术219 5.9.4 单片机内配置看门狗电路221 5.10 微处理器监控器223 5.10.1 微处理器监控器MAX703～709/813L223 5.10.2 微处理器监控器MAX791227 5.10.3 微处理器监控器MAX807231 5.10.4 微处理器监控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微处理器监控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 带备份电池的微处理器监控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 测量单元配置与抗干扰设计 6.1 概述255 6.2 模拟信号放大器256 6.2.1 集成运算放大器256 6.2.2 测量放大器组成原理260 6.2.3 单片集成测量放大器AD521263 6.2.4 单片集成测量放大器AD522265 6.2.5 单片集成测量放大器AD526266 6.2.6 单片集成测量放大器AD620270 6.2.7 单片集成测量放大器AD623274 6.2.8 单片集成测量放大器AD624276 6.2.9 单片集成测量放大器AD625278 6.2.10 单片集成测量放大器AD626281 6.3 电压/电流变换器（V/I）283 6.3.1 V/I变换电路..283 6.3.2 集成V/I变换器XTR101284 6.3.3 集成V/I变换器XTR110289 6.3.4 集成V/I变换器AD693292 6.3.5 集成V/I变换器AD694299 6.4 电流/电压变换器（I/V）302 6.4.1 I/V变换电路302 6.4.2 RCV420型I/V变换器303 6.5 具有放大、滤波、激励功能的模块2B30/2B31305 6.6 模拟信号隔离放大器313 6.6.1 隔离放大器ISO100313 6.6.2 隔离放大器ISO120316 6.6.3 隔离放大器ISO122319 6.6.4 隔离放大器ISO130323 6.6.5 隔离放大器ISO212P326 6.6.6 由两片VFC320组成的隔离放大器329 6.6.7 由两光耦组成的实用线性隔离放大器333 6.7 数字电位器及其应用336 6.7.1 非易失性数字电位器x9221336 6.7.2 非易失性数字电位器x9241343 6.8 传感器供电电源的配置及抗干扰346 6.8.1 传感器供电电源的扰动补偿347 6.8.2 单片集成精密电压芯片349 6.8.3 A/D转换器芯片提供基准电压350 6.9 测量单元噪声抑制措施351 6.9.1 外部噪声源的干扰及其抑制351 6.9.2 输入信号串模干扰的抑制352 6.9.3 输入信号共模干扰的抑制353 6.9.4 仪器仪表的接地噪声355 第7章 D/A、A/D单元配置与抗干扰设计 7.1 D/A、A/D转换器的干扰源357 7.2 D/A转换原理及抗干扰分析358 7.2.1 T型电阻D/A转换器359 7.2.2 基准电源精度要求361 7.2.3 D/A转换器的尖峰干扰362 7.3 典型D/A转换器与单片机接口363 7.3.1 并行12位D/A转换器AD667363 7.3.2 串行12位D/A转换器MAX5154370 7.4 D/A转换器与单片机的光电接口电路377 7.5 A/D转换器原理与抗干扰性能378 7.5.1 逐次比较式ADC原理378 7.5.2 余数反馈比较式ADC原理378 7.5.3 双积分ADC原理380 7.5.4 V/F ADC原理382 7.5.5 ∑Δ式ADC原理384 7.6 典型A/D转换器与单片机接口387 7.6.18 位并行逐次比较式MAX 118387 7.6.28 通道12位A/D转换器MAX 197394 7.6.3 双积分式A/D转换器5G14433399 7.6.4 V/F转换器AD 652在A/D转换器中的应用403 7.7 采样保持电路与抗干扰措施408 7.8 多路模拟开关与抗干扰措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路开关配置与抗干扰技术413 7.9 D/A、A/D转换器的电源、接地与布线416 7.10 精密基准电压电路与噪声抑制416 7.10.1 基准电压电路原理417 7.10.2 引脚可编程精密基准电压源AD584418 7.10.3 埋入式齐纳二极管基准AD588420 7.10.4 低漂移电压基准MAX676/MAX677/MAX678422 7.10.5 低功率低漂移电压基准MAX873/MAX875/MAX876424 7.10.6 MC1403/MC1403A、MC1503精密电压基准电路430 第8章 功率接口与抗干扰设计 8.1 功率驱动元件432 8.1.1 74系列功率集成电路432 8.1.2 75系列功率集成电路433 8.1.3 MOC系列光耦合过零触发双向晶闸管驱动器435 8.2 输出控制功率接口电路438 8.2.1 继电器输出驱动接口438 8.2.2 继电器—接触器输出驱动电路439 8.2.3 光电耦合器—晶闸管输出驱动电路439 8.2.4 脉冲变压器—晶闸管输出电路440 8.2.5 单片机与大功率单相负载的接口电路441 8.2.6 单片机与大功率三相负载间的接口电路442 8.3 感性负载电路噪声的抑制442 8.3.1 交直流感性负载瞬变噪声的抑制方法442 8.3.2 晶闸管过零触发的几种形式445 8.3.3 利用晶闸管抑制感性负载的瞬变噪声447 8.4 晶闸管变流装置的干扰和抑制措施448 8.4.1 晶闸管变流装置电气干扰分析448 8.4.2 晶闸管变流装置的抗干扰措施449 8.5 固态继电器451 8.5.1 固态继电器的原理和结构451 8.5.2 主要参数与选用452 8.5.3 交流固态继电器的使用454 第9章 人机对话单元配置与抗干扰设计 9.1 键盘接口抗干扰问题456 9.2 LED显示器的构造与特点458 9.3 LED的驱动方式459 9.3.1 采用限流电阻的驱动方式459 9.3.2 采用LM317的驱动方式460 9.3.3 串联二极管压降驱动方式462 9.4 典型键盘/显示器接口芯片与单片机接口463 9.4.1 8位LED驱动器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED显示驱动器MAX 7219468 9.4.3 并行键盘/显示器专用芯片8279482 9.4.4 串行键盘/显示器专用芯片HD 7279A492 9.5 LED显示接口的抗干扰措施502 9.5.1 LED静态显示接口的抗干扰502 9.5.2 LED动态显示接口的抗干扰506 9.6 打印机接口与抗干扰技术508 9.6.1 并行打印机标准接口信号508 9.6.2 打印机与单片机接口电路509 9.6.3 打印机电磁干扰的防护设计510 9.6.4 提高数据传输可靠性的措施512 第10章 供电电源的配置与抗干扰设计 10.1 电源干扰问题概述513 10.1.1 电源干扰的类型513 10.1.2 电源干扰的耦合途径514 10.1.3 电源的共模和差模干扰515 10.1.4 电源抗干扰的基本方法516 10.2 EMI电源滤波器517 10.2.1 实用低通电容滤波器518 10.2.2 双绕组扼流圈的应用518 10.3 EMI滤波器模块519 10.3.1 滤波器模块基础知识519 10.3.2 电源滤波器模块521 10.3.3 防雷滤波器模块531 10.3.4 脉冲群抑制模块532 10.4 瞬变干扰吸收器件532 10.4.1 金属氧化物压敏电阻（MOV）533 10.4.2 瞬变电压抑制器（TVS）537 10.5 电源变压器的屏蔽与隔离552 10.6 交流电源的供电抗干扰方案553 10.6.1 交流电源配电方式553 10.6.2 交流电源抗干扰综合方案555 10.7 供电直流侧抑制干扰措施555 10.7.1 整流电路的高频滤波555 10.7.2 串联型直流稳压电源配置与抗干扰556 10.7.3 集成稳压器使用中的保护557 10.8 开关电源干扰的抑制措施559 10.8.1 开关噪声的分类559 10.8.2 开关电源噪声的抑制措施560 10.9 微机用不间断电源UPS561 10.10 采用晶闸管无触点开关消除瞬态干扰设计方案564 第11章 印制电路板的抗干扰设计 11.1 印制电路板用覆铜板566 11.1.1 覆铜板材料566 11.1.2 覆铜板分类568 11.1.3 覆铜板的标准与电性能571 11.1.4 覆铜板的主要特点和应用583 11.2 印制板布线设计基础585 11.2.1 印制板导线的阻抗计算585 11.2.2 PCB布线结构和特性阻抗计算587 11.2.3 信号在印制板上的传播速度589 11.3 地线和电源线的布线设计590 11.3.1 降低接地阻抗的设计590 11.3.2 减小电源线阻抗的方法591 11.4 信号线的布线原则592 11.4.1 信号传输线的尺寸控制592 11.4.2 线间串扰控制592 11.4.3 辐射干扰的抑制593 11.4.4 反射干扰的抑制594 11.4.5 微机自动布线注意问题594 11.5 配置去耦电容的方法594 11.5.1 电源去耦595 11.5.2 集成芯片去耦595 11.6 芯片的选用与器件布局596 11.6.1 芯片选用指南596 11.6.2 器件的布局597 11.6.3 时钟电路的布置598 11.7 多层印制电路板599 11.7.1 多层印制板的结构与特点599 11.7.2 多层印制板的布局方案600 11.7.3 20H原则605 11.8 印制电路板的安装和板间配线606 第12章 软件抗干扰原理与方法 12.1 概述607 12.1.1 测控系统软件的基本要求607 12.1.2 软件抗干扰一般方法607 12.2 指令冗余技术608 12.2.1 NOP的使用609 12.2.2 重要指令冗余609 12.3 软件陷阱技术609 12.3.1 软件陷阱609 12.3.2 软件陷阱的安排610 12.4 故障自动恢复处理程序613 12.4.1 上电标志设定614 12.4.2 RAM中数据冗余保护与纠错616 12.4.3 软件复位与中断激活标志617 12.4.4 程序失控后恢复运行的方法618 12.5 数字滤波619 12.5.1 程序判断滤波法620 12.5.2 中位值滤波法620 12.5.3 算术平均滤波法621 12.5.4 递推平均滤波法623 12.5.5 防脉冲干扰平均值滤波法624 12.5.6 一阶滞后滤波法626 12.6 干扰避开法627 12.7 开关量输入/输出软件抗干扰设计629 12.7.1 开关量输入软件抗干扰措施629 12.7.2 开关量输出软件抗干扰措施629 12.8 编写软件的其他注意事项630 附录 电磁兼容器件选购信息632
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TKS仿真器B系列快速入门
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一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器——视觉；声敏传感器——听觉；气敏传感器——嗅觉；化学传感器——味觉；压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是： 高灵敏度，抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)，线性，容易调节(校准简易)，高精度，高可靠性，无迟滞性，工作寿命长(耐用性) ，可重复性，抗老化，高响应速率，抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ，选择性，安全性(传感器应是无污染的)，互换性 低成本 ，宽测量范围，小尺寸、重量轻和高强度，宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途，传感器可分类为： 压力敏和力敏传感器 ，位置传感器 ， 液面传感器 能耗传感器 ，速度传感器 ，热敏传感器，加速度传感器，射线辐射传感器 ，振动传感器，湿敏传感器 ，磁敏传感器，气敏传感器，真空度传感器，生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
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