随着 微 电 子技术的飞速发展,电子产品越来越微型化,集成化,自动化,低廉化,进而推动着其它许多产业的发展。特别进人21世纪以来,生物技术与电子技术的结合,成为高科技领域的研究热点。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系统”〔’〕(microto talan alysissy stems,即ptTAS),通俗地称为“建在芯片上的实验室”(Lab on a chip)或简称芯片实验室(Lab chip),主要组成部分为电泳芯片,同时是进样,分离和检测为一体的微型装置,其在电泳实验中的高效检测性能为生物化学分析仪器发展提供了一种借鉴。p.TAS广泛应用于生物医学、环境检测、食品卫生、科学以及国防等众多领域。目前 应 用 的大多为多通道的毛细管电泳芯片,这也是芯片发展的一个必然趋势。这不仅对电泳芯片本身的设计和制作提出了更高的要求,也对传感器和数据处理技术提出了新的挑战。考虑成本,集成度,控制能力以及可靠性方面的因素,本系统采用单片机作为实时数据处理、控制以及通讯的硬件平台。如果系统中既有实时的通信任务,同时又有其他实时任务,采用一个廉价的单片机,资源会比较紧张,不仅实现困难,结构复杂,而且效果可能不满意。而采用高性能的处理器,又浪费了其有效资源,所以本系统采用两个MCU协同工作,以并行/分布式多机的思想,构成了电泳芯 片核心的双单片机系统结构。微全 分 析 系 统 进行的多项实时任务,可以划分为以下 几个模块:①采集模块。负责对外围检验设备进行控 制以及对传送过来的信号进行采集和分析;②交互模 块。通过液晶显示,键盘扫描,以及打印等实现实验人 员对前端采集电路的交互操作;③双单片机控制和通 信模块。协调双单片机之间的数据传输和指令传输 ;④网络传输模块。其中一个单片机通过以太网发送接 收数据到上位机。本文提出一种实时多任务的双单片 机控制和通信系统[31的设计,一个MCU基于TCP /IP网络模块的实现。
上传时间: 2013-11-15
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如同今天的许多通用单片机(MCU)已经把USB、CAN和以太网作为标准外设集成在芯片内部一样,越来越多的无线网络芯片和无线网络解决方案也在向集成SoC 方向发展,比如第一代产品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他们集成了8051兼容的单片机.这些无线单片机适合一般的点对点和点对多点的私有网络应用,如单一产品的遥控器和抄表装置等。无线通讯技术给智能装置的互连互通提供了便捷的途径,工业无线网络作为面向工业和家庭自动化的网络技术也正在向着智能,标准和节能方向发展。 目前在工业控制和消费电子领域使用的无线网络技术有ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Blutooth)、GPRS通用分组无线业务、 ISM、IrDA等, 未来还能有3G、超宽频(UWB)、无线USB、Wimax等。 当然还有大量的私有和专用无线网络在工业控制和消费电子装置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在国内工业控制中讨论和使用比较多的两种,蓝牙和无线局域网是在消费电子产品如手机、耳机、打印机、照相机和家庭中小企业网络中广泛使用的无线协议(个别工业产品也有应用,如无线视频监控和汽车音响系统),当然私有无线网络技术和产品在工业也有很多的应用。 ZigBee是一个低功耗、短距离和低速的无线网络技术,工作在2.4GHz国际免执照的频率,在IEEE标准上它和无线局域网、蓝牙同属802家族中的无线个人区域网络, ZigBee是有两部分组成,物理和链路层符合IEEE802.15.4, 网络和应用层符合ZigBee联盟的规范。ZigBee联盟是在2002年成立的非盈利组织,有包括TI、霍尼威尔、华为在内两百多家成员, ZigBee联盟致力推广兼容802.15.4和ZigBee协议的平台, 制定网络层和应用架构的公共规范,希望在楼宇自动化、居家控制、家用电器、工业自动控制和电脑外设等多方面普及ZigBee标准。 GPRS是在现有的GSM 网络发展出来的分组数据承载业务,它工作在标准的GSM频率,由于是一个分组交换系统,它适合工业上的突发,少量的数据传输,还因为GSM网络覆盖广泛,永远在线的特点,GPRS特点适合工业控制中的远程监控和测量系统。在工业控制应用中GPRS 芯片一般是以无线数传模块形式出现的,它通过RS232全双工接口和单片机连接,软件上这些模块都内置了GPRS,PPP和TCP/IP协议,单片机侧通过AT指令集向模块发出测试,连接和数据收发指令,GPRS模块通过中国移动cmnet进入互联网和其他终端或者服务器通讯。目前市场常见的模块有西门子G24TC45、TC35i,飞思卡尔G24,索爱GR47/48, 还有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模块WMP50/100。GPRS模块有区分自带TCP/IP协议和不带协议两种,一般来讲,如果是单片机侧有嵌入式操作系统和TCP/IP协议支持的话或者应用的要求只是收发短信和语音功能的话,可以选择不带协议的模块。 先进的SoC技术正在无线应用领域发挥重要的作用。德州仪器收购了Chipcon公司以后发布的CC2430 是市场上首款SoC的ZigBee单片机, 见图1,它把协议栈z-stack集成在芯片内部的闪存里面, 具有稳定可靠的CC2420收发器,增强性的8051内核,8KRAM,外设有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全协处理器,三个版本分别是32/64/128K的闪存,以128K为例,扣除基本z-stack协议还有3/4的空间留给应用代码,即使完整的ZigBee协议,还有近1/2的空间留给应用代码,这样的无线单片机除了处理通讯协议外,还可以完成一些监控和显示任务。这样无线单片机都支持通过SPI或者UART与通用单片机或者嵌入式CPU结合。 2008年4月发表CC2480新一代单片ZibBee认证处理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗单片机结合的例子。图1 CC2430应用电路 工业控制领域的另一个芯片巨头——飞思卡尔的单片ZigBee处理器MC1321X的方案也非常类似,集成了HC08单片机核心, 16/32/64K 闪存,外设有GPIO, I2C和ADC, 软件是Beestack 协议,只是最多4K RAM 对于更多的任务显得小了些。但是凭借32位单片机Coldfire和系统软件方面经验和优势, 飞思卡尔在满足用户应用的弹性需求方面作的更有特色,它率先能够提供从低-中-高各个层面的解决方案,见图2。
上传时间: 2013-11-02
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1 概述由于在某些通讯设计应用中,需要扩展更多的串口数量,比如车床监控、纺织仪器检测和网状连接的数据采集等应用。为此成都国腾微电子有限公司推出的GM814x 可以满足多个同类产品的并联扩展,并且能简单的实现电路连接和程序控制,主MCU 可以识别数据的来源和指定和某个GM814x 通信。2 应用说明2.1 CS 与SPI 的数据通信GM814x 的CS(片选)引脚可用于控制SPI 总线时钟有效性,CS 低电平有效,内部下拉。CS 有效时,允许芯片的时钟接收和数据收发;无效时,SCLK、DIN 和DOUT 均为高阻状态,GM814x 不响应SPI 上的数据收发,但能正常收发子串口数据和产生相应中断。2.2 应用建议当使用GM814x 的应用需要扩展4 个以上的串口数量时,就需要使用2 片以上的GM814x。扩展的方式也有多种。方式一:将多个GM814x 的SPI 接口接在主MCU 的SPI 总线上,然后将所有GM814x 的中断进行线与后连接到MCU 的IRQ 上,同时将各GM814x 的IRQ 输出又连接到MCU的IO,以便MCU响应中断后检测是具体哪一个GM814x 输出的中断,然后再拉低对应的CS,拉高其它GM814x的CS,并执行通信操作。方式二:如果扩展的GM814x 数量较多,采用上述扩展方式可能会占用MCU较多的IO 资源,则可以将GM814x 的中断输出连接到具有OC 输出的与门芯片上,再输出到MCU 的中断输入。同时又将所有的GM814x 的中断输出进行编码输入到MCU,以供其判断产生中断的是哪一个GM814x。方式三:将所有GM814x 的中断输出连接到优先编码器进行编码输出,同时编码器也能输出低电平信号给MCU 作为中断响应。MCU 检测编码数据以获知产生中断的GM814x,然后进行数据通信处理。这种方式电路最简单,占用MCU 的IO 资源也最少。 举例:使用MCS51 单片机扩展8 片GM814x。本电路中,采用了上述提到的第三种扩展方式。通过普通的MCS51 单片机扩展最多8 片GM814x,可扩展最多32 个标准串口。为了节省MCU的IO 资源,电路中增加了一片8-3 线优先编码器74LS348 和一片3-8 线译码器74HC138。8 片GM814x 的IRQ 中断通过一片74LS348 输出中断源向量,同时产生GS 低电平信号到MCS51 的外部中断0 上,MCS51 响应中断后,可查询A0~A2 的值确定产生中断的GM814x,然后MCU 使能74HC138,输出对应的ABC 信号选中产生IRQ 信号的GM814x,再进行SPI 总线上的数据通信。 示例程序:本示例程序使用C 语言描述,仅供参考。 由于74LS348 是优先编码器,多个中断同时产生的时候,74LS348 的编码只会指示输入编号上最高的IRQ,MCU 无法直接获知是否其它的GM814x 也产生了中断。同时GM814x 在自己的中断申请后,数据传输到第8bit 时会自动清除,所以数据接收完后如果MCU 的中断引脚仍然为低,则表示还有其它GM814x 的中断申请,故必须在处理完当前中断后继续查询新的中断向量。这就是上述示例程序中while 循环的目的。 以上应用建议仅供设计者参考,不代表最终实现方式,更可靠和实际的实现方式可由设计者根据自己的实际情况确定。l 示例中的数据、参数和标志字命名不代表实际产品的特性,请参考实际产品的数据手册来获取你所需要的数据。
上传时间: 2013-10-26
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本书从实用角度出发,全面系统深入地阐述了MCS—51单片机及其兼容机外围电路的 设计与应用..全书共10章.第1章至第3章分别介绍各种智能化/网络化集成传感器、传 感器系统的原理与应用、数字IC及智能传感器的接口技术.第4章阐述单片机测控系统的 设计.第5章阐述数据采集系统及新颖检测电路的设计.第6章讲述智能仪器专用集成电 路及其应用.第7章介绍一种基于串行口在线下载的单片机开发系统的设计.第8章阐述 单片机系统稳压电源的设计.第9章介绍电源监控及保护电路.第10章专门介绍单片机测 控系统的抗干扰措施.随书赠送的光盘中,包含了大量的单片机外围集成电路的最新英 文资料,是不可多得的珍贵技术资料库...
上传时间: 2013-10-13
上传用户:凌云御清风
单片机原理与应用《课程简介》:单片机已成为电子系统中进行数据采集、信息处理、通信联络和实施控制的重要器件。通常利用单片机技术在各种系统、仪器设备或装置中,形成嵌入式智能系统或子系统。因此,单片机技术是电类专业特别是电子信息类学生必须具备的基本功。本课程以51系列单片机为模型,主要向学生介绍单片机的基本结构、工作原理、指令系统与程序设计、系统扩展与工程应用。作为微机原理与接口技术的后续课程,本课程强调实践环节,侧重系统构成与应用设计。力求通过实践环节,软、硬结合,培养初步的单片机开发能力,并使其前导课程讲授的基本概念得到综合与深化。由于课时的限制,综合性的应用设计安排在后续课程《微机应用系统设计》中进行。 课 程 内 容:第一章 单片微型计算机概述单片机的发展与应用 MCS-51系列单片机简介第二章 MCS-51系列单片机结构MCS-51单片机基本结构 CPU 时序简介 存储器空间结构 片内RAM与SFR时钟电路与复位电路 并行I/O口与总线扩展第三章 MCS-51单片机指令系统指令系统简介数据传送指令 数据处理指令 位处理指令 程序控制指令汇编语言程序设计方法 程序调试的常用方法第四章 SCB-I 单片单板机SCB-I 单片单板机结构简介 监控系统简介SCB-I 单片单板机的基本操作 第五章 单片机常用接口电路的软、硬件设计LED显示接口电路与应用编程键盘接口电路与应用编程计数器/定时器工作原理及其应用编程MCS-51中断系统及其应用编程8255扩展并行接口及其应用编程串行通信接口及其应用编程A/D与D/A转换接口及其应用编程*第六章 单片机应用系统设计举例第七章 单片机开发工具简介* 加“*”为选讲内容教学要求:1、 了解单片机的一般性概念及单片机技术的发展。2、 掌握51系列单片机的基本结构与工作原理。3、 掌握51系列单片机的指令系统与程序设计的基本方法。4、 以单片单板机为样板,掌握51系列单片机的系统扩展设计。5、 通过实验,掌握单片机常用接口电路的软硬件设计及其应用。6、 以上为本课程的基本要求。作为提高要求,对有能力、有兴趣的学生,若能较快地完成基本实验,可在规定课时内安排有一定难度的综合性实验,以提高其应用设计的能力。 课时安排和考核方式:1、 讲课40学时,实验20学时,课内外学时比 1:2 ;(实验从第七周开始,7个基本实验,选做1个综合实验)2、 考核方式平时考查 20实验考核 40(含实验过程、实验验收与实验报告)期末笔试 40参考书:《MCS-51单片机应用设计》 张毅刚 等编 哈尔滨工业大学出版社《MCS-51系列单片机原理及应用》 孙涵芳 徐爱卿 编著 北京航空航天大学出版社《单片微机与测控技术》 赵秀菊 等编 东南大学出版社《单片微型机原理、应用与实验》 张友德 等编 复旦大学出版社 《单片机实验》 肖璋 雷兆宜 编 暨南大学讲义
上传时间: 2014-01-08
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atmega8原理与及应用手册,ATmega8 是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高档单片机。在AVR家族中,ATmega8是一种非常特殊的单片机,它的芯片内部集成了较大 容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具备AVR高档单片机MEGE系列的全部性能和特点。但由于采用了小引脚封装(为DIP 28和TQFP/MLF32),所以其价格仅与低档单片机相当,再加上AVR单片机的系统内可编程特性,使得无需购买昂贵的仿真器和编程器也可进行单片机 嵌入式系统的设计和开发,同时也为单片机的初学者提供了非常方便和简捷的学习开发环境。 ATmega8的这些特点,使其成为一款具有极高性能价格比的单片机,深受广大单片机用户的喜爱,在产品应用市场上极具竞争力,被很多家用电器厂商和仪器仪表行业看中,从而使ATmega8迅速进入大批量的应用领域。 ATmega系列单片机属于AVR中的高档产品,它承袭了AT90所具有的特点,并在AT90(如 AT9058515、AT9058535)的基础上,增加了更多的接口功能,而且在省电性能。稳定性、抗干扰性以及灵活性方面考虑得更加周全和完善。 ATmega8 是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。AVR单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起,所有的工作寄存器都与ALU(算术逻辑单元)直接相连,实 现了在一个时钟周期内执行的一条指令同时访问(读写)两个独立寄存器的操作。这种结构提高了代码效率,使得大部分指令的执行时间仅为一个时钟周期。因此, ATmega8可以达到接近1MIPS/MHz的性能,运行速度比普通CISC单片机高出10倍。
上传时间: 2013-11-08
上传用户:朗朗乾坤
制器原理及其 在运动控制系统中的应用 为了满足高性能运动控制系统的开发需要.结合工程上的实际应 用,本书介绍了数字信号处理器的发展概况和美国德州仪器(TI)等 公司生产的DSP芯片的特点,以及运动控制系统的发展概况,并对 现有的系统实现方法作了对比;在此基础上.详细介绍了TI公司生产 的TMS320x24x系列DSP控制器的芯片结构.功能外设,指令系统. 集成开发环境和系统开发,调试工具等内容;通过对无刷直流电动机 控制器,交流伺服电动机控制器等实现方案的设计思路和程序代码的 翔实介绍.对利用x24x系列DSP控制器进行系统开发过程中出现的 主要问题及其解决办法进行了总结。
上传时间: 2014-12-28
上传用户:lihairui42
本文结合微机继电保护测试仪的科研项目的研究与实践,提出一种基于 DSP 的微机继电保护测试仪器的设计方案,现已研制成功并转产。该继电保护仪硬件的各功能部件按电路模块化思想独立设计,强弱电、模数之间均有可靠隔离通道,其目的是为了调试方便,并有利于硬件升级;软件部分的高级应用程序操作界面友好、性能优越。整机通信高速稳定、性能优异、功能强大、升级快捷;提供的网络端口、USB 端口,使系统具备良好的可扩展性。
上传时间: 2013-10-18
上传用户:小火车啦啦啦
德州仪器 (TI) 处理器几乎能满足您所能想到的各种应用需求。我们阵营强大的处理器系列拥有各种价位、性能及功耗的产品可供选择,能满足几乎任何数字电子设计的要求。利用 TI 广博的系统专业知识、针对外设设计的全方位支持以及随时可方便获得的全套软件与配套模拟组件,您能够实现无穷无尽的设计方案。德州仪器 2008 年第二季度 数字信号处理选择指南TI 数字信号处理技术介绍1Ô数字媒体处理器OMAP应用处理器C6000数字信号处理器C5000数字信号处理器C2000数字信号处理器MSP430微控制器音频汽车通信工业医疗安全监控视频无线主要特性完整的定制型视频解决方案低功耗与高性能高性能低功耗与高性能结合高性能与高集成度可实现更环保的工业应用超低功耗达芬奇数字媒体处理器:针对数字视频而精心优化达芬奇 (DaVinci) 技术包括可扩展的可编程信号处理片上系统 (SoC)、加速器与外设,专为满足各种视频终端设备在性价比与特性方面的要求进行了优化。最新的 OMAP™ 应用处理器:最佳的通用多媒体与图形功能TI 高度可扩展的 OMAP 平台能够以任何单芯片组合实现业界通用多媒体与图形处理功能的最佳组合。最新推出的四款 OMAP35x 器件的目标应用非常广泛,其中包括便携式导航设备、因特网设备、便携式媒体播放器以及个人医疗设备等。最高性能:TMS320C6000™ DSP平台C6000™ DSP 平台可提供业界最高性能的定点与浮点 DSP,理想适用于视频、影像、宽带基础局端以及高性能音频等应用领域。低功耗与高性能相结合:TMS320C5000™ DSP 平台C5000™ DSP 平台不仅可提供业界最低的待机功耗,同时还支持高级自动化电源管理,能够充分满足诸如数字音乐播放器、VoIP、免提终端附件、GPS 接收机以及便携式医疗设备等个人及便携式产品的需求。结合类似 MCU 的控制功能与DSP 的高性能:TMS320C2000™数字信号控制器C2000™ 数字信号控制器 (DSC) 平台融合了控制外设的集成功能与微控制器 (MCU) 的易用性,以及 TI 先进DSP 技术的处理能力和 C 语言编程效率。C2000 DSC 理想适用于嵌入式工业应用,如数字马达控制、数字电源以及智能传感器等。MSP430 超低功耗微控制器平台TI MSP430 系列超低功耗 16 位 RISC 混合信号处理器可为电池供电的测量应用提供具有终极性能的解决方案。TI充分发挥自身在混合信号与数字技术领域卓越的领先优势, 推出的MSP430 使系统设计人员不仅能够同时实现与模拟信号、传感器与数字组件的接口相连,而且还能实现无与伦比的低功耗。轻松易用的软件与开发工具对于加速 DSP 产品开发而言,TMS320™ DSP 获得了 eXpressDSP™ 软件与开发工具的支持,其中包括Code Composer Studio™ IDE、DSP/BIOS™内核、TMS320 DSP 算法标准以及众多可重复使用的模块化软件等,均来自业界最大规模开发商网络。配套模拟产品TI 可提供各种配套的数据转换器、电源管理、放大器、接口与逻辑产品,能够充分满足您设计的整体需求。
上传时间: 2013-10-14
上传用户:jasson5678
针对石油测井仪器须将地下传感器发送的不同数量级信号进行识别并恢复原始数值,从而方便地面分析地下情况,本文介绍了一种基于FPGA和DSP的石油测井控制系统的软硬件设计与实现的新方法,采用FPGA芯片EP1C6T144C8进行主要时序控制,DSP做算法运算,不依靠GPIO而用数据总线来控制放大模式位。调试以及现场试验结果表明,该系统能够准确的实现对整支测井仪器的控制,并且恢复原始数据。
上传时间: 2014-08-11
上传用户:凤临西北