C8051F040/1/2/3/4/5/6/7混合信号ISP FLASH 微控制器数 据 手 册 C8051F04x 系列器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有64 个数字I/O 引脚（C8051F040/2/4/6）或32 个数字I/O 引脚（C8051F041/3/5/7），片内集成了一个CAN2.0B 控制器。下面列出了一些主要特性；有关某一产品的具体特性参见表1.1。 高速、流水线结构的8051 兼容的CIP-51 内核（可达25MIPS） 控制器局域网（CAN2.0B）控制器，具有32 个消息对象，每个消息对象有其自己的标识 全速、非侵入式的在系统调试接口（片内） 真正12 位（C8051F040/1）或10 位（C8051F042/3/4/5/6/7）、100 ksps 的ADC，带PGA 和8 通道模拟多路开关 允许高电压差分放大器输入到12/10 位ADC（60V 峰-峰值），增益可编程 真正8 位500 ksps 的ADC，带PGA 和8 通道模拟多路开关（C8051F040/1/2/3） 两个12 位DAC，具有可编程数据更新方式（C8051F040/1/2/3） 64KB（C8051F040/1/2/3/4/5）或32KB（C8051F046/7）可在系统编程的FLASH 存储器 4352（4K+256）字节的片内RAM 可寻址64KB 地址空间的外部数据存储器接口 硬件实现的SPI、SMBus/ I2C 和两个UART 串行接口 5 个通用的16 位定时器 具有6 个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列 片内看门狗定时器、VDD 监视器和温度传感器具有片内VDD 监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F04x 系列器件是真正能独立工作的片上系统。所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置。FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051 固件。片内JTAG 调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU 进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。在使用JTAG 调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。每个MCU 都可在工业温度范围（-45℃到+85℃）工作，工作电压为2.7 ~ 3.6V。端口I/O、/RST和JTAG 引脚都容许5V 的输入信号电压。C8051F040/2/4/6 为100 脚TQFP 封装（见图1.1 和图1.3的框图）。C8051F041/3/5/7 为64 脚TQFP 封装（见图1.2 和图1.4 的框图）。
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C8051Fxxx 系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051 兼容的微控制器内核，与MCS-51 指令集完全兼容。除了具有标准8052 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。参见表1.1 的产品选择指南可快速查看每个MCU 的特性。 MCU 中的外设或功能部件包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/ I2C、UART、SPI、可编程计数器/定时器阵列（PCA）、定时器、数字I/O 端口、电源监视器、看门狗定时器（WDT）和时钟振荡器等。所有器件都有内置的FLASH 程序存储器和256 字节的内部RAM，有些器件内部还有位于外部数据存储器空间的RAM，即XRAM。C8051Fxxx 单片机采用流水线结构，机器周期由标准的12 个系统时钟周期降为1 个系统时钟周期，处理能力大大提高，峰值性能可达25MIPS。C8051Fxxx 单片机是真正能独立工作的片上系统（SOC）。每个MCU 都能有效地管理模拟和数字外设，可以关闭单个或全部外设以节省功耗。FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051 固件。应用程序可以使用MOVC 和MOVX 指令对FLASH 进行读或改写，每次读或写一个字节。这一特性允许将程序存储器用于非易失性数据存储以及在软件控制下更新程序代码。片内JTAG 调试支持功能允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU 进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。在使用JTAG 调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。每个MCU 都可在工业温度范围（-45℃到+85℃）内用2.7V-3.6V（F018/019 为2.8V-3.6V）的电压工作。端口I/O、/RST 和JTAG 引脚都容许5V 的输入信号电压。
上传时间： 2013-11-14
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PIC系列单片机手册 第1 章 简介 1-1简介 ................................................................................................................................................................. 1-2本手册的宗旨 ................................................................................................................................................... 1-3器件结构 .......................................................................................................................................................... 1-4开发支持 .......................................................................................................................................................... 1-6器件种类 .......................................................................................................................................................... 1-7格式和符号的约定 ......................................................................................................................................... 1-12相关文档 ........................................................................................................................................................ 1-14相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 1-17版本历史 ........................................................................................................................................................ 1-18第2 章 振荡器 2-1简介 ................................................................................................................................................................. 2-2振荡器配置 ...................................................................................................................................................... 2-2晶体振荡器 / 陶瓷谐振器 ................................................................................................................................. 2-4外部RC 振荡器 ............................................................................................................................................. 2-124MHz 内部 RC 振荡器 ................................................................................................................................... 2-13休眠模式对片内振荡器的影响 ........................................................................................................................ 2-17器件复位对片内振荡器的影响 ........................................................................................................................ 2-17设计技巧 ........................................................................................................................................................ 2-18相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 2-19版本历史 ........................................................................................................................................................ 2-20第3 章 复位 3-1简介 ................................................................................................................................................................. 3-2上电复位、上电延时定时器、 起振定时器、欠压复位和奇偶校验错误复位 ...................................................... 3-4寄存器和状态位的值 ...................................................................................................................................... 3-10设计技巧 ........................................................................................................................................................ 3-16相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 3-17版本历史 ........................................................................................................................................................ 3-18 第4 章 架构 4-1简介 ................................................................................................................................................................. 4-2时序图/ 指令周期 ............................................................................................................................................ 4-5指令流/ 流水线 ................................................................................................................................................ 4-6I/O 端口描述 .................................................................................................................................................... 4-7设计技巧 ........................................................................................................................................................ 4-12相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 4-13版本历史 ........................................................................................................................................................ 4-14 第5 章 CPU 和ALU 5-1简介 ................................................................................................................................................................. 5-2指令的一般格式 ............................................................................................................................................... 5-4中央处理单元（CPU） .................................................................................................................................... 5-4指令时钟 .......................................................................................................................................................... 5-4算术逻辑单元（ALU） .................................................................................................................................... 5-5状态寄存器 ...................................................................................................................................................... 5-6OPTION_REG 寄存器 ..................................................................................................................................... 5-8电源控制寄存器 ............................................................................................................................................... 5-9设计技巧 ........................................................................................................................................................ 5-10相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 5-11版本历史 ........................................................................................................................................................ 5-12第6 章 存储器构成 6-1简介 ................................................................................................................................................................. 6-2程序存储器构成 ............................................................................................................................................... 6-2数据存储器构成 ............................................................................................................................................... 6-8初始化 ........................................................................................................................................................... 6-14设计技巧 ........................................................................................................................................................ 6-16相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 6-17版本历史 ........................................................................................................................................................ 6-18第7 章 数据EEPROM 7-1简介 ................................................................................................................................................................. 7-2控制寄存器 ...................................................................................................................................................... 7-3EEADR ............................................................................................................................................................ 7-4EECON1 和EECON2 寄存器 .......................................................................................................................... 7-4从EEPROM 数据存储器中读数据 .................................................................................................................... 7-5向EEPROM 数据存储器中写数据 .................................................................................................................... 7-5写校验 ............................................................................................................................................................. 7-6误写操作保护 ................................................................................................................................................... 7-7代码保护配置下的数据EEPROM 操作 ............................................................................................................. 7-7初始化 ............................................................................................................................................................. 7-7设计技巧 .......................................................................................................................................................... 7-8相关应用笔记 ................................................................................................................................................... 7-9版本历史 ........................................................................................................................................................ 7-10第8 章 中断 8-1简介 ................................................................................................................................................................. 8-2控制寄存器 ...................................................................................................................................................... 8-5中断响应延时 ................................................................................................................................................. 8-10INT 和外部中断 .............................................................................................................................................. 8-10中断的现场保护 ............................................................................................................................................. 8-11初始化 ........................................................................................................................................................... 8-14设计技巧 ........................................................................................................................................................ 8-16相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 8-17版本历史 ........................................................................................................................................................ 8-18第9 章 I/O 端口 9-1简介 ................................................................................................................................................................. 9-2PORTA 和TRISA 寄存器 ................................................................................................................................ 9-4PORTB 和TRISB 寄存器 ................................................................................................................................ 9-6PORTC 和TRISC 寄存器 ................................................................................................................................ 9-8PORTD 和TRISD 寄存器 ................................................................................................................................ 9-9PORTE 和TRISE 寄存器 ............................................................................................................................... 9-10PORTF 和 TRISF 寄存器 ............................................................................................................................... 9-11PORTG 和TRISG 寄存器 .............................................................................................................................. 9-12GPIO 和TRISGP 寄存器 ............................................................................................................................... 9-13I/O 编程注意事项 ........................................................................................................................................... 9-14初始化 ........................................................................................................................................................... 9-16设计技巧 ........................................................................................................................................................ 9-17相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 9-19版本历史 ........................................................................................................................................................ 9-20第10 章 并行从动端口 10-1简介 ............................................................................................................................................................... 10-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 10-3操作 ............................................................................................................................................................... 10-4休眠模式下的操作 ......................................................................................................................................... 10-5复位的影响 .................................................................................................................................................... 10-5PSP 波形 ....................................................................................................................................................... 10-5设计技巧 ........................................................................................................................................................ 10-6相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 10-7版本历史 ........................................................................................................................................................ 10-8 第11 章 TIMER0 11-1简介 ............................................................................................................................................................... 11-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 11-3操作 ............................................................................................................................................................... 11-4TMR0 中断 .................................................................................................................................................... 11-5Timer0 外部时钟的使用 ................................................................................................................................. 11-6TMR0 的预分频器 ......................................................................................................................................... 11-7设计技巧 ...................................................................................................................................................... 11-10相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 11-11版本历史 ...................................................................................................................................................... 11-12第12 章 TIMER1 12-1简介 ............................................................................................................................................................... 12-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 12-3Timer1 工作在定时器模式 ..............................................................................................................................12-4Timer1 工作在同步计数器模式 ....................................................................................................................... 12-4Timer1 工作在异步计数器模式 ....................................................................................................................... 12-5Timer1 振荡器 ............................................................................................................................................... 12-7休眠操作 ........................................................................................................................................................ 12-9用CCP 触发器的输出将Timer1 复位 ............................................................................................................. 12-9Timer1 寄存器（TMR1H:TMR1L）的复位 .................................................................................................... 12-9Timer1 预分频器 ............................................................................................................................................ 12-9初始化 ......................................................................................................................................................... 12-10设计技巧 ...................................................................................................................................................... 12-12相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 12-13版本历史 ...................................................................................................................................................... 12-14第13 章 TIMER2 13-1简介 ............................................................................................................................................................... 13-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 13-3定时器时钟源 ................................................................................................................................................. 13-4定时器TMR2 和PR2 周期寄存器 .................................................................................................................. 13-4TMR2 匹配输出 ............................................................................................................................................. 13-4将Timer2 的预分频器和后分频器清零 ........................................................................................................... 13-4休眠操作 ........................................................................................................................................................ 13-4初始化 ........................................................................................................................................................... 13-5设计技巧 ........................................................................................................................................................ 13-6相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 13-7版本历史 ........................................................................................................................................................ 13-8第14 章 比较/ 捕捉/ 脉宽调制(CCP) 14-1简介 ............................................................................................................................................................... 14-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 14-3捕捉模式 ........................................................................................................................................................ 14-4比较模式 ........................................................................................................................................................ 14-6PWM 模式 ..................................................................................................................................................... 14-8初始化 ......................................................................................................................................................... 14-12设计技巧 ...................................................................................................................................................... 14-15相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 14-17版本历史 ...................................................................................................................................................... 14-18第15 章 同步串行口（SSP） 15-1简介 ............................................................................................................................................................... 15-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 15-3SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 15-6SSP 模块的I2CTM 操作 ............................................................................................................................... 15-16初始化 ......................................................................................................................................................... 15-26设计技巧 ...................................................................................................................................................... 15-28相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 15-29版本历史 ...................................................................................................................................................... 15-30第16 章 基本同步串行口（BSSP） 16-1简介 ............................................................................................................................................................... 16-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 16-3SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 16-6SSP 模块 的I2CTM 操作 ............................................................................................................................... 16-15初始化 ......................................................................................................................................................... 16-23设计技巧 ...................................................................................................................................................... 16-24相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 16-25版本历史 ...................................................................................................................................................... 16-26第17 章 主同步串行口（MSSP） 17-1简介 ............................................................................................................................................................... 17-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 17-4SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 17-9SSP 模块的 I2C™ 操作 ............................................................................................................................... 17-18I2CTM 总线的连接注意事项 ........................................................................................................................... 17-56初始化 ......................................................................................................................................................... 17-57设计技巧 ...................................................................................................................................................... 17-58相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 17-59版本历史 ...................................................................................................................................................... 17-60第18 章 USART 18-1简介 ............................................................................................................................................................... 18-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 18-3USART 波特率发生器（BRG） ..................................................................................................................... 18-5USART 异步工作模式 ................................................................................................................................... 18-8USART 同步主控模式 .................................................................................................................................. 18-15USART 同步从动模式 ................................................................................................................................. 18-19初始化 ......................................................................................................................................................... 18-21设计技巧 ...................................................................................................................................................... 18-22相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 18-23版本历史 ...................................................................................................................................................... 18-24第19 章 参考电压模块 19-1简介 ............................................................................................................................................................... 19-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 19-3配置参考电压 ................................................................................................................................................. 19-4参考电压精度 ................................................................................................................................................. 19-5休眠模式下的操作 ......................................................................................................................................... 19-5复位的影响 .................................................................................................................................................... 19-5连接注意事项 ................................................................................................................................................. 19-6初始化 ........................................................................................................................................................... 19-7设计技巧 ........................................................................................................................................................ 19-8相关应用笔记 ................................................................................................................................................. 19-9版本历史 ...................................................................................................................................................... 19-10第20 章 比较器 20-1简介 ............................................................................................................................................................... 20-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 20-3设置比较器模式 ............................................................................................................................................. 20-4比较器工作原理 ............................................................................................................................................. 20-6比较器参考源 ................................................................................................................................................. 20-6比较器的响应时间 ......................................................................................................................................... 20-8比较器输出 .................................................................................................................................................... 20-8比较器中断 .................................................................................................................................................... 20-9休眠状态下比较器的操作 ............................................................................................................................... 20-9复位的影响 .................................................................................................................................................... 20-9模拟输入连接方式注意事项 .......................................................................................................................... 20-10初始化 ......................................................................................................................................................... 20-11设计技巧 ...................................................................................................................................................... 20-12相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 20-13版本历史 ...................................................................................................................................................... 20-14第21 章 8 位A/D 转换器 21-1简介 ............................................................................................................................................................... 21-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 21-3操作 ............................................................................................................................................................... 21-5A/D 采集时间要求 .......................................................................................................................................... 21-6A/D 转换时钟的选择 ...................................................................................................................................... 21-8配置模拟输入端口 ......................................................................................................................................... 21-9A/D 转换 ...................................................................................................................................................... 21-10休眠期间的A/D 转换 ................................................................................................................................... 21-12A/D 精度/ 误差 ............................................................................................................................................ 21-13复位对A/D 转换的影响 ................................................................................................................................ 21-13CCP 触发器的使用 ...................................................................................................................................... 21-14连接注意事项 ............................................................................................................................................... 21-14传递函数 ...................................................................................................................................................... 21-14初始化 ......................................................................................................................................................... 21-15设计技巧 ...................................................................................................................................................... 21-16相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 21-17版本历史 ...................................................................................................................................................... 21-18第22 章 基本型8 位A/D 转换器 22-1简介 ............................................................................................................................................................... 22-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 22-3A/D 采集时间要求 .......................................................................................................................................... 22-6A/D 转换时钟的选择 ...................................................................................................................................... 22-8配置模拟输入端口 ....................................................................................................................................... 22-10A/D 转换 ...................................................................................................................................................... 22-11休眠期间的A/D 转换 ................................................................................................................................... 22-14A/D 转换精度/ 误差 ..................................................................................................................................... 22-15复位对A/D 转换的影响 ................................................................................................................................ 22-16连接时的考虑事项 ....................................................................................................................................... 22-16传递函数 ...................................................................................................................................................... 22-16初始化 ......................................................................................................................................................... 22-17设计技巧 ...................................................................................................................................................... 22-18相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 22-19版本历史 ...................................................................................................................................................... 22-20第23 章 10 位A/D 转换器 23-1简介 ............................................................................................................................................................... 23-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 23-3操作 ............................................................................................................................................................... 23-5A/D 采集时间要求 .......................................................................................................................................... 23-6A/D 转换时钟的选择 ...................................................................................................................................... 23-8模拟输入引脚的设置 ...................................................................................................................................... 23-9A/D 转换的编程举例 .................................................................................................................................... 23-10休眠期间的A/D 转换 ................................................................................................................................... 23-14复位对A/D 转换的影响 ................................................................................................................................ 23-14A/D 转换精度与误差 .................................................................................................................................... 23-15连接时的考虑事项 ....................................................................................................................................... 23-16传递函数 ...................................................................................................................................................... 23-16初始化 ......................................................................................................................................................... 23-17设计技巧 ...................................................................................................................................................... 23-18相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 23-19版本历史 ...................................................................................................................................................... 23-20第24 章 积分型A/D 转换器 24-1简介 ............................................................................................................................................................... 24-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 24-3转换过程 ........................................................................................................................................................ 24-6其它模拟模块 ............................................................................................................................................... 24-12校准参数 ...................................................................................................................................................... 24-13设计技巧 ...................................................................................................................................................... 24-14相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 24-15版本历史 ...................................................................................................................................................... 24-16第25 章 LCD 25-1简介 ............................................................................................................................................................... 25-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 25-3LCD 定时 ....................................................................................................................................................... 25-6LCD 中断 ..................................................................................................................................................... 25-12像素控制 ...................................................................................................................................................... 25-13电压发生器 .................................................................................................................................................. 25-15休眠模式下的操作 ....................................................................................................................................... 25-16复位的影响 .................................................................................................................................................. 25-17LCD 模块的设置 .......................................................................................................................................... 25-17判别比 ......................................................................................................................................................... 25-18LCD 电压发生器 .......................................................................................................................................... 25-20对比度 ......................................................................................................................................................... 25-22LCD 玻璃基板 .............................................................................................................................................. 25-22初始化 ......................................................................................................................................................... 25-23设计技巧 ...................................................................................................................................................... 25-24相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 25-25版本历史 ...................................................................................................................................................... 25-26第26 章 看门狗定时器与休眠模式 26-1简介 ............................................................................................................................................................... 26-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 26-3看门狗定时器（WDT）的操作 ....................................................................................................................... 26-4休眠省电模式 ................................................................................................................................................. 26-7初始化 ........................................................................................................................................................... 26-9设计技巧 ...................................................................................................................................................... 26-10相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 26-11版本历史 ...................................................................................................................................................... 26-12第27 章 器件配置位 27-1简介 ............................................................................................................................................................... 27-2配置字位 ........................................................................................................................................................ 27-4编程校验/ 代码保护 ....................................................................................................................................... 27-8识别码ID 的位置 ........................................................................................................................................... 27-9设计技巧 ...................................................................................................................................................... 27-10相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 27-11版本历史 ...................................................................................................................................................... 27-12第28 章 在线串行编程 28-1简介 ............................................................................................................................................................... 28-2进入在线串行编程模式 .................................................................................................................................. 28-3应用电路 ........................................................................................................................................................ 28-4编程器 ........................................................................................................................................................... 28-6编程环境 ........................................................................................................................................................ 28-6其它优点 ........................................................................................................................................................ 28-7PICmicro® OTP 型单片机的现场编程 ............................................................................................................. 28-8FLASH 型 PICmicro® 单片机的现场编程 ...................................................................................................... 28-10设计技巧 ...................................................................................................................................................... 28-12相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 28-13版本历史 ...................................................................................................................................................... 28-14第29 章 指令集 29-1简介 ............................................................................................................................................................... 29-2指令格式 ........................................................................................................................................................ 29-4作为源/ 目标寄存器的特殊功能寄存器 ........................................................................................................... 29-6Q 周期操作 .................................................................................................................................................... 29-7指令描述 ........................................................................................................................................................ 29-8设计技巧 ...................................................................................................................................................... 29-45相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 29-47版本历史 ...................................................................................................................................................... 29-48第30 章 电气规范 30-1简介 ............................................................................................................................................................... 30-2绝对最大值 .................................................................................................................................................... 30-3器件选型表 .................................................................................................................................................... 30-4器件电压规范 ................................................................................................................................................. 30-5器件电流特性 ................................................................................................................................................. 30-6输入阈值电平 ................................................................................................................................................. 30-9I/O 电流特性 ................................................................................................................................................ 30-10输出驱动电压 ............................................................................................................................................... 30-11I/O 引脚的容性负载 ..................................................................................................................................... 30-12数据EEPROM / 闪存 .................................................................................................................................. 30-13LCD ............................................................................................................................................................. 30-14比较器和参考电压 ....................................................................................................................................... 30-15时序参数符号 ............................................................................................................................................... 30-16外部时钟时序波形图和时序要求示例 ............................................................................................................ 30-17上电和复位时序波形图及要求示例 ............................................................................................................... 30-19定时器Timer0 和Timer1 时序波形图及要求示例 ......................................................................................... 30-20CCP 的时序图及要求 ................................................................................................................................... 30-21并行从动端口 (PSP) 时序图及要求 .............................................................................................................. 30-22SSP 和 MSSP SPITM 模式时序波形图及要求示例 ....................................................................................... 30-23SSP I2CTM 模式时序波形图及要求示例 ........................................................................................................ 30-27MSSP I2CTM 模式时序波形图及要求示例 ..................................................................................................... 30-30USART/SCI 时序波形图及要求示例 ............................................................................................................. 30-328 位 A/D 时序波形图及要求示例 ................................................................................................................... 30-3410 位A/D 时序波形图及要求示例 ................................................................................................................. 30-36积分型A/D 时序波形图及要求示例 ............................................................................................................... 30-38LCD 时序波形图及要求示例 ......................................................................................................................... 30-40相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 30-41版本历史 ...................................................................................................................................................... 30-42第31 章 器件特性 31-1简介 ............................................................................................................................................................... 31-2特性和电气规范 ............................................................................................................................................. 31-2DC 和AC 特性图表 ....................................................................................................................................... 31-2版本历史 ...................................................................................................................................................... 31-22第32 章 开发工具 32-1简介 ............................................................................................................................................................... 32-2集成开发环境（IDE） ................................................................................................................................... 32-3MPLAB® 软件语言支持 ................................................................................................................................. 32-6MPLAB® SIM 软件模拟器 ............................................................................................................................... 32-8MPLAB® 硬件仿真器支持 ............................................................................................................................... 32-9MPLAB® 编程器支持 ................................................................................................................................... 32-10辅助工具 ...................................................................................................................................................... 32-11开发板 ......................................................................................................................................................... 32-12针对其它Microchip 产品的开发工具 ............................................................................................................ 32-14相关应用笔记 ............................................................................................................................................... 32-15版本历史 ...................................................................................................................................................... 32-16第33 章 代码开发 33-1版本历史 ........................................................................................................................................................ 33-2第34 章 附录 34-1I2CTM 概述...................................................................................................................................................... 34-2LCD 玻璃基板生产商.................................................................................................................................... 34-11改进的器件特性............................................................................................................................................ 34-13版本历史....................................................................................................................................................... 34-19第35 章 术语表 35-1版本历史 ...................................................................................................................................................... 35-14目录
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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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1.1 问题产生的环境1.1.1 软件环境1. PC机的系统为Microsoft Window XP Professional版本2002 Service Pack 2；2. Quartus II V7.0软件，并安装了MegaCore IP V7.0；3. NiosII IDE 7.0软件。1.1.2 硬件环境核心板的芯片是EP2C35F672C8N的MagicSOPC实验箱的硬件系统。硬件的工作环境是在普通的环境下。1.2 问题的现象在使用MagicSOPC实验箱的光盘例程时，使用Quartus II编译工程时出现编译错误，错误提示信息如图1.1、图1.2所示。
上传时间： 2013-11-18
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尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘太，还在快速发展。其原因主要有三：一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；二、在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波；三、与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低。 近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，使之更加先进和有效，满足新时代各项工作的需要，无疑是非常有意义的。 这里简要介绍短波通信的一般概念，优化短波通信的经验，以及一些热门的新技术，如有错误之处，欢迎阅正。1、短波通信的一般原理1.1.无线电波传播 无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。 无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。根据电磁波传播的特性，又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段，其中：超长波的波长为100,000米~10,000米，频率3~30千赫；长波的波长为10,000米~1,000米，频率30~300千赫；中波的波长为1,000米~100米，频率300千赫~1.6兆赫；短波的波长为100米~10米，频率为1.6~30兆赫；超短波的波长为10米~1毫米，频率为30~300,000兆赫（注：波长在1米以下的超短波又称为微波）。频率与波长的关系为：频率=光速／波长。 电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中，由于反射、折射、散射及绕射，其传播方向经历各种变化，由于扩散和媒介质的吸收，其场强不断减弱。为使接收点有足够的场强，必须掌握电波传播的途径、特点和规律，才能达到良好的通信效果。常见的传播方式有：地波（地表面波）传播 沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。地波的传播途径如图1.1 所示。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波
上传时间： 2013-11-13
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W-RXM2013基于高性能ASK无线超外差射频接收芯片 设计，是一款完整的、体积小巧的、低功耗的无线接 收模块。 模块采用超高性价比ISM频段接收芯片设计 主要设定为315MHz-433MHz频段，标准传输速率下接 收灵敏度可达到-115dbm。并且具有行业内同类方案W-RXM2013 Micrel、SYNOXO、PTC等知名品牌的芯片所不具备的超强抗干扰能力。外围省去10.7M的中频 器件模块将芯片的使能脚引出，可作休眠唤醒控制，也可通过电阻跳线设置使能置高控制。 本公司推出该款模块力求解决客户开发产品过程中无线射频部分的成本压力，为客户提供 性能卓越价格优势突出的电子组件。模块接口采用金手指方式,方便生产及应用。天线输入部 分可以将接收天线焊接在模块上面，也可以通过接口转接至客户主机板上，应用非常灵活。 优势应用：机电控制板、电源控制板、高低温环境数据监测等复杂条件下 的控制指令的无线传输。 1.1 基本特性 λ ●省电模式下，低电流损耗 ●方便投入应用 ●高效的串行编程接口 ●工作温度范围：﹣40℃～＋85℃ ●工作电压：2.4~ 5.5 Volts. ●有效频率：250-348Mhz, 400-464Mhz ●灵敏度高（-115dbm）、功耗低在3.5mA@315MHz应用下 ●待机电流小于1uA，系统唤醒时间5ms（RF Input Power=-60dbm）
上传时间： 2013-10-08
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本章叙述了近红外光谱技术、近红外光谱仪器的发展现状，阐述了阵列检测技术及其特点。最后介绍了论文的研究内容及意义。 第一章 绪 论.. 11.1 近红外光谱技术概述 11.2 近红外光谱仪器的发展现状 21.3 近红外光谱仪的阵列检测技术概述 31.4 论文研究内容及意义. 4第二章 CCD 应用技术研究. 62.1 CCD 的基本工作原理 62.2 CCD 的控制技术. 92.3 CCD 的应用. 21第三章 便携式NIRS 仪器的阵列检测系统设计 243.1 NIRS 仪器的阵列检测系统总体设计. 243.2 阵列检测系统的高速数据采集方法实现.. 253.3 阵列检测系统的时序控制设计 32第四章 阵列检测系统软件设计. 454.1 阵列检测系统的软件设计. 454.2 光强测试 48
上传时间： 2013-10-27
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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。
上传时间： 2013-10-11
上传用户：zhangdebiao
电子元器件 任何一个电子电路，都是由电子元器件组合而成。了解常用元器件的性能、型号规格、组成分类及识别方法，用简单测试的方法判断元器件的好坏，是选择、使用电子元器件的基础，是组装、调试电子电路必须具备的技术技能。下面我们首先分别介绍电阻器、电容器、电感器、继电器、晶体管、光电器件、集成电路等元器件的基本知识1 .电阻器电阻器在电路中起限流、分流、降压、分压、负载、匹配等作用。1.1电阻器的分类电阻器按其结构可分为三类，即固定电阻器、可变电阻器(电位器)和敏感电阻器。按组成材料的不同，又可分为炭膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、热敏电阻器、压敏电阻器等。常用电阻器的外形图如图1.1 1.2 电阻器的参数及标注方法电阻器的参数很多，通常考虑的有标称阻值、额定功率和允许偏差等。（１）、标称阻值和允许误差 电阻器的标称阻值是指电阻器上标出的名义阻值。而实际阻值与标称阻值之间允许的最大偏差范围叫做阻值允许偏差，一般用标称阻值与实际阻值之差除以标称阻值所得的百分数表示，又称阻值误差。普通电阻器阻值误差分三个等级：允许误差小于±5﹪的称Ⅰ级，允许误差小于±１０﹪的称Ⅱ级，允许误差小于±２０﹪的称Ⅲ级。表示电阻器的阻值和误差的方法有两种：一是直标法，二是色标法。直标法是将电阻的阻值直接用数字标注在电阻上；色标法是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值和误差，其规定如表1.1（a）和（b）。 用色标法表示电阻时，根据阻值的精密情况又分为两种：一是普通型电阻，电阻体上有四条色环，前两条表示数字，第三条表示倍乘，第四条表示误差。二是精密型电阻，电阻体上有五条色环，前三条表示数字，第四条表示倍乘，第五条表示误差。通用电阻器的标称阻值系列如表1.2所示，任何电阻器的标称阻值都应为表1.2所列数值乘以10nΩ，其中n为整数。（2）、电阻器的额定功率 电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率。常用的额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、25W等。电阻器的额定功率有两种表示方法，一是2W以上的电阻，直接用阿拉伯数字标注在电阻体上，二是2W以下的炭膜或金属膜电阻，可以根据其几何尺寸判断其额定功率的大小如表1.3。3 电阻器的简单测试 电阻器的好坏可以用仪表测试，电阻器阻值的大小也可以用有关仪器、仪表测出,测试电阻值通常有两种方法，一是直接测试法，另一种是间接测试法。（1）．直接测试法就是直接用欧姆表、电桥等仪器仪表测出电阻器阻值的方法。通常测试小于1Ω的小电阻时可用单臂电桥，测试1Ω到1MΩ电阻时可用电桥或欧姆表（或万用表），而测试1MΩ以上大电阻时应使用兆欧表。
上传时间： 2013-10-26
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