通用的多电源总线，如VME、VXI 和PCI 总线，都可提供功率有限的3.3V、5V 和±12V（或±24V）电源，如果在这些系统中添加设备（如插卡等），则需要额外的3.3V或5V电源，这个电源通常由负载较轻的-12V电源提供。图1 电路，将-12V 电压升压到15.3V（相对于-12V 电压），进而得到3.3V 的电源电压，输出电流可达300mA。Q2 将3.3V 电压转换成适当的电压（-10.75V）反馈给IC1 的FB 引脚，PWM 升压控制器可提供1W 的输出功率，转换效率为83%。整个电路大约占6.25Cm2的线路板尺寸，适用于依靠台式PC机电源供电，需要提供1W输出功率的应用，这种应用中，由于-12V总线电压限制在1.2W以内，因此需要保证高于83%的转换效率。由于限流电阻（RSENSE）将峰值电流限制在120mA，N 沟道MOSFET（Q1）可选用廉价的逻辑电平驱动型场效应管，R1、R2 设置输出电压（3.3V 或5V）。IC1 平衡端（Pin5）的反馈电压高于PGND引脚（Pin7）1.25V，因此：VFB = -12V + 1.25V = - 10.75V选择电阻R1后，可确定：I2 = 1.25V / R1 = 1.25V / 12.1kΩ = 103μA可由下式确定R2：R2 = （VOUT - VBE）/ I2 =（3.3V - 0.7V）/ 103μA = 25.2 kΩ图1 中，IC1 的开关频率允许通过外部电阻设置，频率范围为100kHz 至500kHz，有利于RF、数据采集模块等产品的设计。当选择较高的开关频率时，能够保证较高的转换效率，并可选用较小的电感和电容。为避免电流倒流，可在电路中增加一个与R1串联的二极管。
上传时间： 2013-10-17
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提出了一种改进的LSM-ALSM子空间模式识别方法，将LSM的旋转策略引入ALSM，使子空间之间互不关联的情况得到改善，提高了ALSM对相似样本的区分能力。讨论中以性能函数代替经验函数来确定拒识规则的参数，实现了识别率、误识率与拒识率之间的最佳平衡；通过对有限字符集的实验结果表明，LSM-ALSM算法有效地改善了分类器的识别率和可靠性。关 键 词 学习子空间; 性能函数; 散布矩阵; 最小描述长度在子空间模式识别方法中，一个线性子空间代表一个模式类别，该子空间由反映类别本质的一组特征矢量张成，分类器根据输入样本在各子空间上的投影长度将其归为相应的类别。典型的子空间算法有以下三种[1, 2]：CLAFIC(Class-feature Information Compression)算法以相关矩阵的部分特征向量来构造子空间，实现了特征信息的压缩，但对样本的利用为一次性，不能根据分类结果进行调整和学习，对样本信息的利用不充分；学习子空间方法(Leaning Subspace Method, LSM)通过旋转子空间来拉大样本所属类别与最近邻类别的距离，以此提高分类能力，但对样本的训练顺序敏感，同一样本训练的顺序不同对子空间构造的影响就不同；平均学习子空间算法(Averaged Learning Subspace Method, ALSM)是在迭代训练过程中，用错误分类的样本去调整散布矩阵，训练结果与样本输入顺序无关，所有样本平均参与训练，其不足之处是各模式的子空间之间相互独立。针对以上问题，本文提出一种改进的子空间模式识别方法。子空间模式识别的基本原理1.1 子空间的分类规则子空间模式识别方法的每一类别由一个子空间表示，子空间分类器的基本分类规则是按矢量在各子空间上的投影长度大小，将样本归类到最大长度所对应的类别，在类x()iω的子空间上投影长度的平方为()211,2,,()argmax()jMTkkjpg===Σx (1)式中 函数称为分类函数；为子空间基矢量。两类的分类情况如图1所示。
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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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用单片机实现温度远程显示摘 要：文章介绍了用AT89S8252单片机的串行接口与智能温度巡回检测仪（XJ-08S）通过RS—485总线相互通讯实现热水温度远程显示的一种低成本解决方案，内容涉及RS—485总线通讯、单片机驱动数码管显示、数据转换以及键盘处理软硬件设计等内容。关键词：单片机 RS—485总线 数码管显示 数据转换 键盘处理一、前 言目前检测温度一般采用热电偶或热敏电阻作为传感器，这种传感器至仪表之间一般都要用专用的温度补偿导线，而温度补偿导线价格很贵，并且线路太长也会影响测量精度。在实际应用中往往需要对较远处（1KM左右）的温度信号进行监视。现有的解决方案有很多，例如：1、 在现场用智能仪表对温度信号进行测量，用计算机作上位机与智能仪表进行通讯来实现远程温度监测（采用这种方案要增加计算机设备及相关计算机软件）。2、 NCU+DDC实现远程温度监测。用两个DDC，一个安装在现场测量温度，另一个安装在监视地，两个DDC通过NCU进行通讯从而实现远程温度监测。但以上方案都存在成本高的问题，有没有低成本的解决方案呢？其实，在单片机应用日益广泛的今天，完全可以用单片机以极低的成本来实现远程温度监测。二、问题的提出我单位管理的锅炉房同时给两栋建筑物内的两家酒店供应蒸汽，由安装在两栋建筑物地下室的热交换器进行热交换后产生热水送给客房。从锅炉房至两个热交换站的距离分别约600米，值班人员要不停地奔波于两个热交换站与锅炉房之间进行设备巡视，检查热水温度是否控制在规定的范围，这样不仅增加了值班人员的劳动强度，同时也使锅炉房经常无人(因每班1人值班)。如果能在锅炉房显示两个热交换站内各热交换器的热水温度，则值班人员仅在热水温度异常时才需到各热交换站检查设备，这样便可解决上述问题。我公司曾就此问题找专业公司作过方案，其报价在人民币１０万元左右，后因种种原因该项目未实施。经过分析，本人发现可以用单片机+智能仪表以低成本实现温度远程显示，并且经过实验取得了成功，现将设计方案简述如下：三、控制要求及解决方案选择 1、 两个热交换站分高低区共安装有8个热交换器，正常水温在45oC至65oC之间；两个热交换站与锅炉房的距离分别为500米和600米左右。2、 要求在锅炉房能以巡回及定点两种方式显示8个热交换器的热水温度，巡回方式以3秒为周期轮流更新及显示各热交换器热水温度。定点方式时每按上键或下键一次则显示上或下一个热交换器热水温度，每3秒自动更新数据一次。3、 根据控制要求选择单片机+智能仪表的解决方案：用带通讯接口的智能仪表安装在现场测量温度，设计制作一个单片机装置完成与智能仪表的通讯及数据显示。四、通讯协议、智能仪表选择及其参数介绍因热水温度信号变化较慢，因而对通信的速度要求不高，对于这种低速率远距离的通讯选用RS-485总线适宜。RS-485是EIA（美国电子工业联合会）在1983年公布的新的平衡传输标准，是工业界使用最为广泛的双向、平衡传输线标准接口，它以半双工方式通信，支持多点连接，传统驱动器允许创建多达32个节点的网络，且其具有传输距离远（最大传输距离为1200M），传输速度快（1200M时为100KBPS）等优点。其连接方法如下图所示。
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RS-232-C 是PC 机常用的串行接口,由于信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。本产品(转接器),可以实现任意电平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的无源电平转接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口？采用RS-232-C 接口有何特点？传输电缆长度如何考虑？答： 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。(1) 接口的信号内容实际上RS-232-C 的25 条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9 条引线。(2) 接口的电气特性 在RS-232-C 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V 的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1”(3) 接口的物理结构 RS-232-C 接口连接器一般使用型号为DB-25 的25 芯插头座,通常插头在DCE 端,插座在DTE端. 一些设备与PC 机连接的RS-232-C 接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9 的9 芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。(4) 传输电缆长度由RS-232C 标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50 英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过50 英尺，美国DEC 公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2 的实验结果。其中1 号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2 号电缆为不带屏蔽的电缆。 2. 什么是RS-485 接口？它比RS-232-C 接口相比有何特点？答： 由于RS-232-C 接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：（1） 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。（2） 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。（3） 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式， 这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。（4） 传输距离有限，最大传输距离标准值为50 英尺，实际上也只能 用在50 米左右。针对RS-232-C 的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-485 就是其中之一，它具有以下特点：1. RS-485 的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V 表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V 表示。接口信号电平比RS-232-C 降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL 电平兼容，可方便与TTL 电路连接。2. RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。4. RS-485 接口的最大传输距离标准值为4000 英尺，实际上可达 3000 米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1 个收发器， 即单站能力。而RS-485 接口在总线上是允许连接多达128 个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485 接口方便地建立起设备网络。因RS-485 接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485 接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485 接口连接器采用DB-9 的9 芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485 采用DB-9（针）。3. 采用RS485 接口时，传输电缆的长度如何考虑？答： 在使用RS485 接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG 铜芯双绞电话电缆（线 径为0.51mm），线间旁路电容为52.5PF/M，终端负载电阻为100 欧 时所得出。（曲线引自GB11014-89 附录A）。由图中可知，当数据信 号速率降低到90Kbit/S 以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV 时， 则电缆长度被限制在1200M。实际上，图中的曲线是很保守的，在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如：当数据信号速率为600Kbit/S 时，采用24AWG 电缆，由图可知最 大电缆长度是200m，若采用19AWG 电缆（线径为0。91mm）则电缆长 度将可以大于200m； 若采用28AWG 电缆（线径为0。32mm）则电缆 长度只能小于200m。
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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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