单片机应用技术选编(3) 目录 第一章 单片机的综合应用技术1.1 8098单片机存储器的扩展技术1.2 87C196KC单片机的DMA功能1.3 MCS?96系列单片机高精度接口设计1.4 利用PC机的8096软件开发系统1.5 EPROM模拟器及其应用1.6 MCS?51智能反汇编软件的设计与实现1.7 MCS?51系列软件设计与调试中一个值得注意的问题1.8 PL／M语言在微机开发系统中的应用特性1.9 MCS?51单片机开发系统中的断点产生1.10 C语言实型数与单片机浮点数之间数据格式的转换1.11 微机控制系统初始化问题探讨1.12 MCS?51中断系统中的复位问题1.13 工业控制软件的编程原则与编程技巧1.14 CMOS微处理器的功耗特性及其功耗控制原理和应用1.15 基于PLL技术的A/D、D/A转换器的设计1.16 智能仪器监控程序的模块化设计1.17 用软件逻辑开关实现单片机的地址重叠使用1.18 8259A可编程中断控制器与8031单片机接口电路及编程1.19 NSC810及其在各种微处理机中的应用1.20 MC146818在使用中的几个问题1.21 交流伺服系统中采用8155兼作双口信箱存储器的双微机结构1.22 实用汉字库芯片的制作 第二章 新一代存储器及逻辑器件2.1 新一代非易失性记忆元件--闪烁存储器2.2 Flash存储器及应用2.3 随机静态存储器HM628128及应用2.4 非挥发性随机存储器NOVRAM2.5 ASIC的设计方法和设计工具2.6 GAL器件的编程方法及其应用2.7 第三代可编程逻辑器件--高密EPLD辑器件EPLDFPGA设计转换 第三章 数据采集、前向通道与测量技术 3.1 温度传感器通道接口技术 3.2 LM135系列精密温度传感器的原理和应用 3.3 仪表放大器AD626的应用 3.4 5G7650使用中应注意的问题 3.5 用集成运算放大器构成电荷放大器组件 3.6 普通光电耦合器的线性应用 3.7 高线性光耦合型隔离放大器的研制 3.8 一种隔离型16位单片机高精度模拟量接口3.9 单片16位A/D转换器AD7701及其与8031单片机的串行接口3.10 双积分型A/D转换器与MCS?51系列单片机接口的新方法3.11 8031单片机与AD574A/D转换器的最简接口3.12 8098单片机A/D转换接口及其程序设计3.13 提高A/D转换器分辨率的实用方案3.14 用CD4051提高8098单片机内10位A/D转换器分辨率的方法3.15 单片机实现16位高速积分式A/D转换器3.16 434位A/D转换器MAX133(134)的原理及应用3.17 AD574A应用中应注意的问题 3.18 CC14433使用中应注意的问题 3.19 高精度宽范围数据采集系统的温度补偿途径 3.20 缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法 3.21 用单片机实现的数字式自动增益控制 3.22 自动量程转换电路 3.23 双积分型A/D的自动量程切换电路 3.24 常用双积分型A/D转换器自换程功能的扩展3.25 具有自动量程转换功能的单片机A/D接口3.26 混合型数据采集器SDM857的功能与应用3.27 高速数据采集系统的传输接口3.28 SJ2000方向鉴别位移脉宽频率检测多用途专用集成电路3.29 多路高速高精度F/D专用集成电路3.30 数控带通滤波器的实现及其典型应用 第四章 控制系统与后向通道接口技术4.1 模糊逻辑与模糊控制4.2 自动控制技术的新发展--模糊控制技术4.3 模糊控制表的确定原则4.4 变结构模糊控制系统的实验研究4.5 新型集成模糊数据相关器NLX1124.6 功率固态继电器的应用4.7 双向功率MOS固态继电器4.8 SSR小型固态继电器与PSSR功率参数固态继电器4.9 JGD型多功能固态继电器的原理和应用4.10 光电耦合器在晶闸管触发电路中的应用4.11 一种廉价的12位D/A转换器AD667及接口4.12 利用单片机构成高精度PWM式12位D/A4.13 三相高频PWM模块SLE45204.14 专用集成电路TCA785及其应用4.15 单片温度控制器LM3911的应用4.16 工业测控系统软件设计的若干问题研究 第五章 人机对话通道接口技术5.1 廉价实用的8×8键盘5.2 单片机遥控键盘接口5.3 对8279键盘显示接口的改进5.4 用单片机8031的七根I/O线实现对键盘与显示器的控制5.5 通用8位LED数码管驱动电路ICM7218B5.6 利用条图显示驱动器LM3914组成100段LED显示器的方法5.7 液晶显示器的多极驱动方式5.8 点阵式液晶显示屏的构造与应用5.9 点阵式液晶显示器图形程序设计5.10 DMF5001N点阵式液晶显示器和8098单片机的接口技术5.11 8098单片机与液晶显示控制器HD61830接口5.12 利用PL/M语言对点阵式液晶显示器进行汉字程序设计5.13 语音合成器TMS 5220的开发与应用5.14 制作T6668语音系统的一些技术问题5.15 单片机、单板机在屏显系统中的应用 第六章 多机通讯网络与遥控技术6.1 用双UART构成的可寻址遥测点装置--兼谈如何组成系统6.2 IBM?PC微机与8098单片机的多机通讯6.3 80C196单片机与IBM?PC机的串行通讯6.4 IBM?PC与MCS?51多机通讯的研究6.5 半双工方式传送的单片机多机通信接口电路及软件设计6.6 单片机与IBM／PC机通讯的新型接口及编程6.7 用光耦实现一点对多点的总线式通讯电路6.8 用EPROM作为通讯变换器实现多机通讯6.9 ICL232单电源双RS?232发送／接收器及其应用6.10 DTMF信号发送／接收电路芯片MT8880及应用6.11 通用红外线遥控系统6.12 8031单片机在遥控解码方面的应用 第七章 电源、电压变换及电源监视7.1 用于微机控制系统的高可靠性供电方法7.2 80C31单片机防掉电和抗干扰电源的设计7.3 可编程基准电压源7.4 电源电压监视器件M81953B7.5 检出电压可任意设定的电源电压监测器7.6 低压降(LDO?Low Drop?Out)稳压器7.7 LM317三端可调稳压器应用二例7.8 三端集成稳压器的扩流应用 第八章 可靠性与抗干扰技术8.1 数字电路的可靠性设计实践与体会8.2 单片机容错系统的设计与实现8.3 微机测控系统的接地、屏蔽和电源供给8.4 ATE的抗干扰及接地技术8.5 微处理器监控电路MAX690A／MAX692A8.6 电测仪表电路的实用抗干扰技术8.7 工业镀锌电阻炉温度控制机的抗干扰措施8.8 一种简单的抗干扰控制算法 ? 第九章 综合应用实例9.1 蔬菜灌溉相关参数的自动检测9.2 MH?214溶解氧测定仪9.3 COP840C单片机在液晶线控空调电脑控制器中的应用9.4 单片机在电饭煲中的应用9.5 用PIC单片机制作电扇自然风发生器 第十章 文章摘要 一、 单片机的综合应用技术1.1 摩托罗拉8位单片机的应用和开发1.2 NS公司的COP800系列8位单片机1.3 M68HC11与MCS?51单片机功能比较1.4 8098单片机8M存储空间的扩展技术1.5 80C196KC单片机的外部设备事件服务器1.6 一种多进程实时控制系统的软件设计1.7 开发单片机的结构化高级语言PL/M?961.8 应用软件开发中的菜单接口技术1.9 单片机用户系统EPROM中用户程序的剖析方法1.10 BJS?98硬件、软件典型实验1.11 FORTH语言系统的开发应用1.12 在Transputer系统上用并行C语言编程的特点1.13 一种软件扩展8031内部计数器简易方法1.14 MCS 51系列单片机功能测试方法研究1.15 用CD 4520B设计对称输出分频器的方法1.16 多路模拟开关CC 4051功能扩展方法1.17 条形码技术及其应用系统的设计与实现? 二、 新一代存储器及逻辑器件2.1 一种多功能存储器M6M 72561J2.2 串行E2PROM及其在智能仪器中的应用2.3 新型高性能的AT24C系列串行E2PROM2.4 2K～512K EPROM编程卡2.5 电子盘的设计与实现2.6 NS GAL器件的封装标签、类型代码和编程结构间的关系 三、数据采集、前向通道与测量技术3.1 仪器用精密运放CA3193的应用3.2 集成电压?电流转换器XTR100的应用3.3 瞬时浮点放大器及应用3.4 隔离放大器289Ｊ及其应用3.5 ICS?300系列新型加速度传感器3.6 一种实用的压力传感器接口电路3.7 霍尔传感器的应用3.8 一种对多个传感器进行调理的方法3.9 两线制压力变送器3.10 小信号双线变送器XTR101的使用3.11 两线长距离频率传输压力变送器的设计3.12 测温元件AD590及其应用3.13 热敏电阻应用动态3.14 一种组合式A/D、D/A转换器的设计3.15 一种复合式A/D转换器3.16 TLC549串行输出ADC及其应用3.17 提高A/D转换精度的方法--双通道A/D转换3.18 模数转换器ICL7135的0～3.9999Ｖ显示3.19 微型光耦合器3.20 一种高精度的分压器电路3.21 利用单片机软件作热电偶非线性补偿3.22 三线制RTD测量电路及应用中要注意的问题3.23 微伏信号高精度检测中极易被忽略的问题3.24 宽范围等分辨率精密测量法3.25 传感器在线校准系统3.26 一种高精度的热敏电阻测温电路3.27 超声波专用集成电路LM1812的原理与应用3.28 旋转变压器数字化检测及其在8098单片机控制伺服系统中的应用3.29 单片集成两端式感温电流源AD590在温度测控系统中的应用?3.30 数字示波器和单片机构成的自动测试系统3.31 霍尔效应式功率测量研究 四、 控制系统与后向通道接口技术4.1 模糊逻辑与模糊控制(实用模糊控制讲座之一)4.2 红绿灯模糊控制器(实用模糊控制讲座之二)4.3 国外模糊技术新产品4.4 交流串级调速双环模糊PI单片机控制系统4.5 时序控制专用集成电路LT156及其应用4.6 电池充电控制集成电路4.7 双向晶闸管4.8 双向可控硅的自触发电路及其应用4.9 微处理器晶闸管频率自适应触发器4.10 F18系列晶闸管模块介绍4.11 集成电路UAA4002的原理及应用4.12 IGBT及其驱动电路4.13 TWH8751应用集锦4.14 结构可变式计算机工业控制系统设计4.15 单片机控制的音响编辑器 五、 人机对话通道接口技术5.1 5×7点阵LED智能显示器的应用5.2 基于8031串行口的LED电子广告牌5.3 点阵液晶显示控制器与计算机的接口技术5.4 单片机控制可编程液晶显示系统5.5 大规模语言集成电路应用综述5.6 最新可编程语言集成电路MSSIO61的应用5.7 用PC打印机接口扩展并行接口 六、 多机系统、网络与遥控技术6.1 用8098单片机构成的分布式测温系统6.2 平衡接口EIA?422和EIA485设计指南6.3 I2C BUS及其系统设计6.4 摩托罗拉可寻址异步接受／发送器6.5 用5V供电的RS232C接口芯片6.6 四通道红外遥控器6.7 TA7333P和TA7657P的功能及应用 七、 电源、电压变换及电源监视7.1 单片机控制的可控硅三相电源调压稳压技术7.2 集成开关电源控制器MC34063的原理及应用7.3 LM299精密基准电压源7.4 集成过压保护器的应用7.5 3Ｖ供电的革命7.6 HMOS微机的超低电源电压运行技术 八、 可靠性与抗干扰设计8.1 浅谈舰船电磁兼容与可靠性 九、 综合应用实例9.1 8098单片机交流电气参数测试系统的设计和应用9.2 主轴回转误差补偿控制器9.3 FWK?A型大功率发射台微机控制系统9.4 高性能压控振荡型精密波形发生器ＩCＬ8038及应用9.5 单片机COP 840C在洗碗机中的应用
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基于变频调速的水平连铸机拉坯辊速度控制系统Frequency Inverter Based Drawing RollerS peedC ontrolSy stem ofHorizontal Continuous Casting MachineA 伟刘冲旅巴(南 华 大 学电气工程学院，衡阳421001)摘要拉坯辊速度控制是水平连铸工艺的关键技术之一，采用变频器实现水平连铸机拉坯辊速度程序控制，由信号发生装置给变频器提供程控信号。现场应用表明该控制系统速度响应快，控制精度高，满足了水平连铸生产的需要。关键词水平连铸拉坯辊速度程序控制变频器Absh'act Speedc ontorlof dr awingor leris on eo fth ek eyte chnologiesfo rho rizontalco ntinuousca stingm achine.Fo rth ispu rpose,fr equencyco nverterisad optedfo rdr awingor lersp eedp rogrammablec ontorlof ho rizontalco ntinuousca stingm achine,th ep rogrammableco ntorlsi gnalto fr equencyc onverteris provided场a signal generator. The results of application show that the response of system is rapid and the control accuracy is high enough to meet thedemand of production of horizontal continuous casting.Keywords Horizontalco ntinuousc asting Drawingor ler Speedp rogrammablec ontrol Ferquencyin verter 随着 现 代 化工业生产对钢材需求量的日益增加，连铸生产能力已经成为衡量一个国家冶金工业发展水平的重要指标之一。近十几年来，水平连铸由于具有投资少、铸坯直、见效快等多方面的优点，国内许多钢铁企业利用水平连铸机来浇铸特种合金钢，发挥了其独特的优势并取得了较好的经济效益〔1,2)0采用 水 平 连铸机浇铸特种合金钢时，由于拉坯机是水平连铸系统中的关键设备之一，拉坯机及其控制性能的好坏直接影响着连铸坯的质量，因此，连铸的拉坯技术便成为整个水平连铸技术的核心。由于钢的冶炼过程是在高温下进行的，钢水温度的变化又容易影响铸坯的质量和成材率，因此，如何能在高温环境下控制好与铸坯速度相关的参数(拉、推程量，中停时间和拉坯频率等)对于确保连铸作业的进一步高效化，延长系统的连续作业时间十分关键。因此，拉坯辊速度控制技术是连铸生产过程控制领域中的关键技术之- [31
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微处理器及微型计算机的发展概况 第一代微处理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040为代表的四位微处理机。 第二代微处理机（1973年~1977年），典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微处理机 第三代微机是以16位机为代表，基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基础发展起来的；M68000是Motorola公司在M6800 的基础发展起来的； 第四代微处理机 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU为代表， 第五代微处理机的发展更加迅猛，1993年3月被命名为PENTIUM的微处理机面世，98年PENTIUM 2又被推向市场。 INTEL CPU 发展历史Intel第一块CPU 4004,4位主理器,主频108kHz,运算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百万条指令),集成晶体管2,300个,10微米制造工艺,最大寻址内存640 bytes,生产曰期1971年11月. 8085,8位主理器,主频5M,运算速度0.37MIPs,集成晶体管6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存64KB,生产曰期1976年 8086,16位主理器,主频4.77/8/10MHZ,运算速度0.75MIPs,集成晶体管29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存1MB,生产曰期1978年6月. 80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率33/50/66MHZ,运算速度20~60MIPs,集成晶体管1.2M个,1微米制造工艺,168针PGA,最大寻址内存4GB,缓存8/16/32/64KB,生产曰期1989年4月 Celeron一代, 主频266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 总线频率66MHz,0.25微米制造工艺,生产曰期1998年4月) Pentium 4 (478针),至今分为三种核心:Willamette核心(主频1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工艺),Northwood核心(主频1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺, 二级缓存512K),Prescott核心(主频2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集SSE3),生产曰期2001年7月. 更大的缓存、更高的频率、 超级流水线、分支预测、乱序执行超线程技术 微型计算机组成结构单片机简介单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 三、计算机编程语言的发展概况 机器语言 机器语言就是0，1码语言，是计算机唯一能理解并直接执行的语言。汇编语言 用一些助记符号代替用0，1码描述的某种机器的指令系统，汇编语言就是在此基础上完善起来的。高级语言 BASIC，PASCAL，C语言等等。用高级语言编写的程序称源程序，它们必须通过编译或解释，连接等步骤才能被计算机处理。 面向对象语言 C++，Java等编程语言是面向对象的语言。 1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础（一） 十进制ND有十个数码：0～9，逢十进一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加权展开式以10称为基数，各位系数为0～9，10i为权。 一般表达式：ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+… （二） 二进制NB两个数码：0、1, 逢二进一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加权展开式以2为基数，各位系数为0、1， 2i为权。 一般表达式： NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+… （三）十六进制NH十六个数码0～9、A～F，逢十六进一。 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展开式以十六为基数，各位系数为0～9，A～F，16i为权。 一般表达式： NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+… 二、不同进位计数制之间的转换 （二）二进制与十六进制数之间的转换 24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。举例：（三）十进制数转换成二、十六进制数整数、小数分别转换 1.整数转换法“除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。举例： 2. 小数转换法“乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数，从最高位排到最低位。举例： 三、带符号数的表示方法 机器数：机器中数的表示形式。真值： 机器数所代表的实际数值。举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数：[X1]机= 01010100 [X2]机= 11010100(二)原码、反码、补码最高位为符号位，0表示 “+”，1表示“－”。 数值位与真值数值位相同。 例 8位原码机器数： 真值： x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B 机器数： [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原码表示简单直观,但0的表示不唯一，加减运算复杂。 正数的反码与原码表示相同。 负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反。 例 8位反码机器数： x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4： [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、补码（Two’s Complement）正数的补码表示与原码相同。 负数补码等于2n－abs（x）8位机器数表示的真值四、 二进制编码例：求十进制数876的BCD码 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符编码 美国标准信息交换码ASCII码，用于计算 机与计算机、计算机与外设之间传递信息。 3、汉字编码 “国家标准信息交换用汉字编码”（GB2312-80标准），简称国标码。 用两个七位二进制数编码表示一个汉字 例如“巧”字的代码是39H、41H汉字内码例如“巧”字的代码是0B9H、0C1H1·4 运算基础 一、二进制数的运算加法规则：“逢2进1” 减法规则：“借1当2” 乘法规则：“逢0出0，全1出1”二、二—十进制数的加、减运算 BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则“逢10进1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决BCD数的运算问题，采取调整运算结果的措施：即“加六修正”和“减六修正”例：10001000(BCD)+01101001(BCD) =000101010111(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 ＋ 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 ＋ 0 1 1 0 0 1 1 0 ……调整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 进位 例： 10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 － 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 － 0 1 1 0 ……调整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 带符号二进制数的运算 1.5 几个重要的数字逻辑电路编码器译码器计数器微机自动工作的条件程序指令顺序存放自动跟踪指令执行1.6 微机基本结构微机结构各部分组成连接方式1、以CPU为中心的双总线结构；2、以内存为中心的双总线结构；3、单总线结构CPU结构管脚特点 1、多功能；2、分时复用内部结构 1、控制; 2、运算; 3、寄存器; 4、地址程序计数器堆栈定义 1、定义；2、管理；3、堆栈形式
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包括了新型70MHz带通滤波器设计,40MHz带通滤波器设计实例 凡是有能力对信号频谱进行处理的装置都可以称为滤波器。在通信设备和各类系统中，滤波器应用极为广泛，滤波器的优劣直接决定产品的好坏，所以对滤波器的研究和生产一直备为关注。由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展也上了一个新台阶，并且朝高精度、低功耗、小体积方向发展。本文主要以中心频率为70MHz 带通滤波器为例，介绍如何采用Bessel函数[1]进行带通滤波器的设计，同时借助Pspice软件[2,3]强大的电路仿真功能对滤波器的波特图和群延迟进行仿真，以观测其效果。2 方案选择带通滤波器技术指标要求：带宽3dB 为4MHz，离中心频率± 4MHz 处最小衰减为14dB。在整个通带内时延不变。虽然目前最常用的滤波器设计方法是巴特沃斯、切比雪夫、椭圆函数等几种形式，但这些方法在设计70MHz 滤波器时，要通过变换以实现其带通，并且它们所设计的滤波器的群延迟特性在通带内呈现凹形波形，故在实际使用（如在广播，移动通信中的中频滤波，二次滤波）中要进行群延迟均衡，使设计步骤繁琐且使滤波电路复杂。采用Bessel 函数设计的带通滤设器具有最窄过渡带；在通带内时延均衡，电路所用的阶数最少；在实际的应用中电路容易调整；由于所有的节点谐振在相同的频率上，调谐比较简单；从经济性和制造容易程度来考虑，电容耦合电路最合适，而用Bessel 函数设计的滤波器正是电容耦合电路，故采用Bessel 函数进行滤波器的设计。
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为满足三维大地电磁勘探技术对多个采集站的同步需求，基于FPGA设计了一种晶振频率校准系统。系统可以调节各采集站的恒温压控晶体振荡器同步于GPS，从而使晶振能够输出高准确度和稳定度的同步信号。系统中使用FPGA设计了高分辨率的时间间隔测量单元，达到0.121 ns的测量分辨率，能对晶振分频信号与GPS秒脉冲信号的时间间隔进行高精度测量，缩短了频率校准时间。同时在FPGA内部使用PicoBlaze嵌入式软核处理器监控系统状态，并配合滑动平均滤波法对测量得到的时间间隔数据实时处理，有效地抑制了GPS秒脉冲波动对频率校准的影响。
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本文以对步伐特征的研究为基础，描述一个采用3轴加速度计ADXL345的全功能计步器参考设计，它能辨别并计数步伐，测量距离、速度甚至所消耗的卡路里。 ADXL345专有的（正在申请专利）片内32级先进先出(FIFO)缓冲器可以存储数据，并执行计步器应用的相关操作，从而最大程度地减少主处理器干预，为便携式设备节省宝贵的系统功率。其13位分辨率(4 mg/LSB)甚至允许计步器以合理的精度测量超低速步行（每步加速度变化约55 mg）。
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高精度数字气压传感器MS5611-01BA03，可用于航模测量，楼层定位等应用。
上传时间： 2013-11-04
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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
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摘要： 本文介绍了利用A3955对步进电机实现控制的方法及其电路设计。关键词： 步进电机；PIC16C621A； A3955；脉宽调制 步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大，同时由于分散器件的延时，其可靠性大大降低；软件环形分配器要占用主机的运行时间，降低了速度；专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好，但其适应性受到限制，同时开发周期长、需求费用较高。 步进电机控制步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机制。步进电机可分为反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)和混合式步进电机(HB)。 步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。就转动一个角度，因此非常适合于单片机控。
上传时间： 2013-12-05
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文中在FFT基础上,运用高低通滤波器原理,采用精确计算得出多普勒频率偏差的方法,从而提高了频率、目标速度的测量精度。计算机仿真和外场试验结果均表明了此方法的有效性。目前该方法已应用于某单脉冲跟踪雷达系统。
上传时间： 2013-10-30
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