本书从应用的角度，详细地介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统、各种硬件接口设计、各种常用的数据运算和处理程序及接口驱动程序的设计以及MCS-51单片机应用系统的设计，并对MCS-51单片机应用系统设计中的抗干扰技术以及各种新器件也作了详细的介绍。本书突出了选取内容的实用性、典型性。书中的应用实例，大多来自科研工作及教学实践，且经过检验，内容丰富、翔实。 本书可作为工科院校的本科生、研究生、专科生学习MCS-51单片机课程的教材，也可供从事自动控制、智能仪器仪表、测试、机电一体化以及各类从事MCS-51单片机应用的工程技术人员参考。 第一章 单片微型计等机概述 1.1 单片机的历史及发展概况 1.2 单片机的发展趋势 1.3 单片机的应用 1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用范围 1.4 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.5 MCS-51系列单片机 第二章 MCS-51单片机的硬件结构 2.1 MCS-51单片机的硬件结构 2.2 MCS-51的引脚 2.2.1 电源及时钟引脚 2.2.2 控制引脚 2.2.3 I/O口引脚 2.3 MCS-51单片机的中央处理器（CPU） 2.3.1 运算部件 2.3.2 控制部件 2.4 MCS-51存储器的结构 2.4.1 程序存储器 2.4.2 内部数据存储器 2.4.3 特殊功能寄存器（SFR） 2.4.4 位地址空间 2.4.5 外部数据存储器 2.5 I/O端口 2.5.1 I/O口的内部结构 2.5.2 I／O口的读操作 2.5.3 I／O口的写操作及负载能力 2.6 复位电路 2.6.1 复位时各寄存器的状态 2.6.2 复位电路 2.7 时钟电路 2.7.1 内部时钟方式 2.7.2 外部时钟方式 2.7.3 时钟信号的输出 第三章 MCS-51的指令系统 3.1 MCS-51指令系统的寻址方式 3.1.1 寄存器寻址 3.1.2 直接寻址 3.1.3 寄存器间接寻址 3.1.4 立即寻址 3.1.5 基址寄存器加变址寄存器间址寻址 3.2 MCS-51指令系统及一般说明 3.2.1 数据传送类指令 3.2.2 算术操作类指令 3.2.3 逻辑运算指令 3.2.4 控制转移类指令 3.2.5 位操作类指令 第四章 MCS-51的定时器/计数器 4.1 定时器／计数器的结构 4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 4.1.2 定时器／计数器控制寄存器TCON 4.2 定时器／计数器的四种工作方式 4.2.1 方式0 4.2.2 方式1 4.2.3 方式2 4.2.4 方式3 4.3 定时器／计数器对输入信号的要求 4.4 定时器／计数器编程和应用 4.4.1 方式o应用（1ms定时） 4.4.2 方式1应用 4.4.3 方式2计数方式 4.4.4 方式3的应用 4.4.5 定时器溢出同步问题 4.4.6 运行中读定时器／计数器 4.4.7 门控制位GATE的功能和使用方法（以T1为例） 第五章 MCS-51的串行口 5.1 串行口的结构 5.1.1 串行口控制寄存器SCON 5.1.2 特殊功能寄存器PCON 5.2 串行口的工作方式 5.2.1 方式0 5.2.2 方式1 5.2.3 方式2 5.2.4 方式3 5.3 多机通讯 5.4 波特率的制定方法 5.4.1 波特率的定义 5.4.2 定时器T1产生波特率的计算 5.5 串行口的编程和应用 5.5.1 串行口方式1应用编程（双机通讯） 5.5.2 串行口方式2应用编程 5.5.3 串行口方式3应用编程（双机通讯） 第六章 MCS-51的中断系统 6.1 中断请求源 6.2 中断控制 6.2.1 中断屏蔽 6.2.2 中断优先级优 6.3 中断的响应过程 6.4 外部中断的响应时间 6.5 外部中断的方式选择 6.5.1 电平触发方式 6.5.2 边沿触发方式 6.6 多外部中断源系统设计 6.6.1 定时器作为外部中断源的使用方法 6.6.2 中断和查询结合的方法 6.6.3 用优先权编码器扩展外部中断源 第七章 MCS-51单片机扩展存储器的设计 7.1 概述 7.1.1 只读存储器 7.1.2 可读写存储器 7.1.3 不挥发性读写存储器 7.1.4 特殊存储器 7.2 存储器扩展的基本方法 7.2.1 MCS-51单片机对存储器的控制 7.2.2 外扩存储器时应注意的问题 7.3 程序存储器EPROM的扩展 7.3.1 程序存储器的操作时序 7.3.2 常用的EPROM芯片 7.3.3 外部地址锁存器和地址译码器 7.3.4 典型EPROM扩展电路 7.4 静态数据存储的器扩展 7.4.1 外扩数据存储器的操作时序 7.4.2 常用的SRAM芯片 7.4.3 64K字节以内SRAM的扩展 7.4.4 超过64K字节SRAM扩展 7.5 不挥发性读写存储器扩展 7.5.1 EPROM扩展 7.5.2 SRAM掉电保护电路 7.6 特殊存储器扩展 7.6.1 双口RAMIDT7132的扩展 7.6.2 快擦写存储器的扩展 7.6.3 先进先出双端口RAM的扩展 第八章 MCS-51扩展I/O接口的设计 8.1 扩展概述 8.2 MCS-51单片机与可编程并行I／O芯片8255A的接口 8.2.1 8255A芯片介绍 8.2.2 8031单片机同8255A的接口 8.2.3 接口应用举例 8.3 MCS-51与可编程RAM/IO芯片8155H的接口 8.3.1 8155H芯片介绍 8.3.2 8031单片机与8155H的接口及应用 8.4 用MCS-51的串行口扩展并行口 8.4.1 扩展并行输入口 8.4.2 扩展并行输出口 8.5 用74LSTTL电路扩展并行I/O口 8.5.1 用74LS377扩展一个8位并行输出口 8.5.2 用74LS373扩展一个8位并行输入口 8.5.3 MCS-51单片机与总线驱动器的接口 8.6 MCS-51与8253的接口 8.6.1 逻辑结构与操作编址 8.6.2 8253工作方式和控制字定义 8.6.3 8253的工作方式与操作时序 8.6.4 8253的接口和编程实例 第九章 MCS-51与键盘、打印机的接口 9.1 LED显示器接口原理 9.1.1 LED显示器结构 9.1.2 显示器工作原理 9.2 键盘接口原理 9.2.1 键盘工作原理 9.2.2 单片机对非编码键盘的控制方式 9.3 键盘/显示器接口实例 9.3.1 利用8155H芯片实现键盘／显示器接口 9.3.2 利用8031的串行口实现键盘／显示器接口 9.3.3 利用专用键盘／显示器接口芯片8279实现键盘／显示器接口 9.4 MCS-51与液晶显示器（LCD）的接口 9.4.1 LCD的基本结构及工作原理 9.4.2 点阵式液晶显示控制器HD61830介绍 9.5 MCS-51与微型打印机的接口 9.5.1 MCS-51与TPμp－40A/16A微型打印机的接口 9.5.2 MCS-51与GP16微型打印机的接口 9.5.3 MCS-51与PP40绘图打印机的接口 9.6 MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计 9.6.1 BCD码拨盘 9.6.2 BCD码拨盘与单片机的接口 9.6.3 拨盘输出程序 9.7 MCS-51单片机与CRT的接口 9.7.1 SCIBCRT接口板的主要特点及技术参数 9.7.2 SCIB接口板的工作原理 9.7.3 SCIB与MCS-51单片机的接口 9.7.4 SCIB的CRT显示软件设计方法 第十章 MCS-51与D/A、A/D的接口 10.1 有关DAC及ADC的性能指标和选择要点 10.1.1 性能指标 10.1.2 选择ABC和DAC的要点 10.2 MCS-51与DAC的接口 10.2.1 MCS-51与DAC0832的接口 10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口 10.2.3 MCS-51同串行输入的DAC芯片AD7543的接口 10.3 MCS-51与ADC的接口 10.3.1 MCS-51与5G14433（双积分型）的接口 10.3.2 MCS-51与ICL7135（双积分型）的接口 10.3.3 MCS-51与ICL7109（双积分型）的接口 10.3.4 MCS-51与ADC0809（逐次逼近型）的接口 10.3.5 8031AD574（逐次逼近型）的接口 10.4 V/F转换器接口技术 10.4.1 V／F转换器实现A／D转换的方法 10.4.2 常用V／F转换器LMX31简介 10.4.3 V／F转换器与MCS-51单片机接口 10.4.4 LM331应用举例 第十一章 标准串行接口及应用 11.1 概述 11.2 串行通讯的接口标准 11.2.1 RS-232C接口 11.2.2 RS-422A接口 11.2.3 RS-485接口 11.2.4 各种串行接口性能比较 11.3 双机串行通讯技术 11.3.1 单片机双机通讯技术 11.3.2 PC机与8031单片机双机通讯技术 11.4 多机串行通讯技术 11.4.1 单片机多机通讯技术 11.4.2 IBM-PC机与单片机多机通讯技术 11.5 串行通讯中的波特率设置技术 11.5.1 IBM－PC/XT系统中波特率的产生 11.5.2 MCS-51单片机串行通讯波特率的确定 11.5.3 波特率相对误差范围的确定方法 11.5.4 SMOD位对波特率的影响 第十二章 MCS-51的功率接口 12.1 常用功率器件 12.1.1 晶闸管 12.1.2 固态继电器 12.1.3 功率晶体管 12.1.4 功率场效应晶体管 12.2 开关型功率接口 12.2.1 光电耦合器驱动接口 12.2.2 继电器型驱动接口 12.2.3 晶闸管及脉冲变压器驱动接口 第十三章 MCS-51单片机与日历的接口设计 13.1 概述 13.2 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MSM5832的接口设计 13.2.1 MSM5832性能及引脚说明 13.2.2 MSM5832时序分析 13.2.3 8031单片机与MSM5832的接口设计 13.3 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MC146818的接口设计 13.3.1 MC146818性能及引脚说明 13.3.2 MC146818芯片地址分配及各单元的编程 13.3.3 MC146818的中断 13.3.4 8031单片机与MC146818的接口电路设计 13.3.5 8031单片机与MC146818的接口软件设计 第十四章 MCS-51程序设计及实用子程序 14.1 查表程序设计 14.2 散转程序设计 14.2.1 使用转移指令表的散转程序 14.2.2 使用地地址偏移量表的散转程序 14.2.3 使用转向地址表的散转程序 14.2.4 利用RET指令实现的散转程序 14.3 循环程序设计 14.3.1 单循环 14.3.2 多重循环 14.4 定点数运算程序设计 14.4.1 定点数的表示方法 14.4.2 定点数加减运算 14.4.3 定点数乘法运算 14.4.4 定点数除法 14.5 浮点数运算程序设计 14.5.1 浮点数的表示 14.5.2 浮点数的加减法运算 14.5.3 浮点数乘除法运算 14.5.4 定点数与浮点数的转换 14.6 码制转换 ……
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本书针对Atmel公司的AVR系列单片机和ImageCraft公司的ICC AVR开发环境，详细地介绍了AT90LS8535的C语言程序设计。全书共有13章，其内容既涉及到了单片机的结构原理、指令系统、内容资源和外部功能扩展，又包含了单片机的编程工具——ICC AVR C编程器的数据类型、控制流、函数和指针等。本书的特点是：深入浅出，从最基本的概念开始，循序渐进地讲解单片机的应用开发；列举了大量实例，使读者能从实际应用中掌握单片机的开发与应用技术。本书适合作为从事单片机开发人员的参考用书。书中先后讲解了C语言基础、AVR单片机基础，并举了一些简单的实例。本书非常适合初学者。 【目录信息】 第1章 单片机系统概述 1. 1 AVR系列单片机的特点 1. 2 AT90系列单片机简介 第2章 AT90LS8535单片机的基础知识 2. 1 AT90LS8535单片机的总体结构 2. 1. 1 AT90LS8535单片机的中央处理器 2. 1. 2 AT90LS8535单片机的存储器组织 2. 1. 3 AT90LS8535单片机的I／O接口 2. 1. 4 AT90LS8535单片机的内部资源 2. 1. 5 AT90LS8535单片机的时钟电路 2. 1. 6 AT90LS8535单片机的系统复位 2. 1. 7 AT90LS8535单片机的节电方式 2. 1. 8 AT90LS8535单片机的芯片引脚 2. 2 AT90LS8535单片机的指令系统 2. 2. 1 汇编指令格式 2. 2. 2 寻址方式 2. 2. 3 伪指令 2. 2. 4 指令类型及数据操作方式 2. 3 应用程序设计 2. 3. 1 程序设计方法 2. 3. 2 应用程序举例 第3章 AT90LS8535单片机的C编程 3. 1 支持高级语言编程的AVR系列单片机 3. 2 AVR的C编译器 3. 3 ICCAVR介绍 3. 3. 1 安装ICCAVR 3. 3. 2 设置ICCAVR 3. 4 用ICCAVR编写应用程序 3. 5 下载程序文件 第4章 数据类型. 运算符和表达式 4. 1 ICCAVR支持的数据类型 4. 2 常量与变量 4. 2. 1 常量 4. 2. 2 变量 4. 3 AT90LS8535的存储空间 4. 4 算术和赋值运算 4. 4. 1 算术运算符和算术表达式 4. 4. 2 赋值运算符和赋值表达式 4. 5 逻辑运算 4. 6 关系运算 4. 7 位操作 4. 7. 1 位逻辑运算 4. 7. 2 移位运算 4. 8 逗号运算 第5章 控制流 5. 1 C语言的结构化程序设计 5. 1. 1 顺序结构 5. 1. 2 选择结构 5. 1. 3 循环结构 5. 2 选择语句 5. 2. 1 if语句 5. 2. 2 switch分支 5. 2. 3 选择语句的嵌套 5. 3 循环语句 5. 3. 1 while语句 5. 3. 2 do…while语句 5. 3. 3 for语句 5. 3. 4 循环语句嵌套 5. 3. 5 break语句和continue语句 第6章 函数 6. 1 函数的定义 6. 1. 1 函数的定义的一般形式 6. 1. 2 函数的参数 6. 1. 3 函数的值 6. 2 函数的调用 6. 2. 1 函数的一般调用 6. 2. 2 函数的递归调用 6. 2. 3 函数的嵌套调用 6. 3 变量的类型及其存储方式 6. 3. 1 局部变量 6. 3. 2 局部变量的存储方式 6. 3. 3 全局变量 6. 3. 4 全局变量的存储方式 6. 4 内部函数和外部函数 6. 4. 1 内部函数 6. 4. 2 外部函数 第7章 指针 7. 1 指针和指针变量 7. 2 指针变量的定义和引用 7. 2. 1 指针变量的定义 7. 2. 2 指针变量的引用 7. 2. 3 指针变量作为函数参数 7. 3 数组与指针 7. 3. 1 指向数组元素的指针变量 7. 3. 2 数组元素的引用 通过指针 7. 3. 3 数组名作为函数参数 7. 3. 4 指向多维数组的元素的指针变量 7. 4 字符串与指针 7. 4. 1 字符串的表示形式 7. 4. 2 字符串指针变量与字符数组的区别 7. 5 函数与指针 7. 5. 1 函数指针变量 7. 5. 2 指针型函数 7. 6 指向指针的指针 7. 7 有关指针数据类型和运算小结 7. 7. 1 有关指针的数据类型的小结 7. 7. 2 指针运算的小结 第8章 结构体和共用体 8. 1 结构体的定义和引用 8. 1. 1 结构体类型变量的定义 8. 1. 2 结构体类型变量的引用 8. 2 结构类型的说明 8. 3 结构体变量的初始化和赋值 8. 3. 1 结构体变量的初始化 8. 3. 2 结构体变量的赋值 8. 4 结构体数组 8. 4. 1 结构体数组的定义 8. 4. 2 结构体数组的初始化 8. 5 指向结构体类型变量的指针 8. 5. 1 指向结构体变量的指针 8. 5. 2 指向结构体数组的指针 8. 5. 3 指向结构体变量的指针做函数参数 8. 6 共用体 8. 6. 1 共用体的定义 8. 6. 2 共用体变量的引用 第9章 A190LS8535的内部资源 9. 1 I／O 口 9. 1. 1 端口A 9. 1. 2 端口B 9. 1. 3 端口C 9. 1. 4 端口D 9. 1. 5 I／O口的编程 9. 2 中断 9. 2. 1 单片机的中断功能 9. 2. 2 AT90LS8535单片机的中断系统 9. 2. 3 1CCAVRC编译器的中断操作 9. 2. 4 中断的编程 9. 3 串行数据通信 9. 3. 1 数据通信基础 9. 3. 2 AT90LS8535的同步串行接口 9. 3. 3 AT90LS8535的异步串行接口 9. 4 定时／计数器 9. 4. 1 定时／计数器的分频器 9. 4. 2 8位定时／计数器0 9. 4. 3 16位定时／计数器1 9. 4. 4 8位定时／计数器2 9. 5 EEPROM 9. 5. 1 与EEPROM有关的寄存器 9. 5. 2 EEPROM读／写操作 9. 5. 3 EEPROM的应用举例 9. 6 模拟量输入接口 9. 6. 1 模数转换器的结构 9. 6. 2 ADC的使用 9. 6. 3 与模数转换器有关的寄存器 9. 6. 4 ADC的噪声消除 9. 6. 5 ADC的应用举例 9. 7 模拟比较器 9. 7. 1 模拟比较器的结构 9. 7. 2 与模拟比较器有关的寄存器 9. 7. 3 模拟比较器的应用举例 第10章 AT90LS8535的人机接口编程 10. 1 键盘接口 10. 1. 1 非矩阵式键盘 10. 1. 2 矩阵式键盘 10. 2 LED显示输出 10. 2. 1 LED的静态显示 10. 2. 2 LED的动态扫描显示 10. 2. 3 动态扫描显示专用芯片MC14489 10. 3 LCD显示输出 10. 3. 1 字符型LCD 10. 3. 2 点阵型LCD 10. 4 ISD2500系列语音芯片的编程 10. 4. 1 ISD2500的片内结构和引脚 10. 4. 2 ISD2500的操作 10. 4. 3 ISD2500和单片机的接口及编程 10. 5 TP-uP微型打印机 10. 5. 1 TP-uP打印机的接口和逻辑时序 10. 5. 2 P-uP打印机的打印命令和字符代码 10. 5. 3 AT90LS8535与TP-uP系列打印机的接口及编程 10. 6 IC卡 10. 6. 1 IC卡读写装置 10. 6. 2 IC卡软件 第11章 AT90LS8535的外围扩展 11. 1 简单I/O扩展芯片 11. 1. 1 用74LS377扩展数据输出接口 11. 1. 2 数据输入接口 11. 2 模拟量输出 11. 2. 1 D／A转换器简介 11. 2. 2 8位数模转换器DAC0832 11. 2. 3 8位数模转换器与单片机的接口及编程 11. 2. 4 12位数模转换器DACl230 11. 2. 5 12位数模转换器与单片机的接口及编程 11. 3 可编程I/O扩展芯片8255A 11. 3. 1 8255A的引脚和内部结构 11. 3. 2 8255A的工作方式 11. 3. 3 8255A的控制字 11. 3. 4 AT90LS8535和8255A的接口 11. 4 带片内RAM的I／O扩展芯片8155 11. 4. 1 8155的引脚和内部结构. 11. 4. 2 8155的I／O口工作方式 11. 4. 3 8155的定时／计数器 11. 4. 4 8155的命令和状态字 11. 4. 5 AT90LS8535与8155的接口及编程 11. 5 定时／计数器芯片8253 11. 5. 1 8253的信号引脚和逻辑结构 11. 5. 2 8253的工作方式 11. 5. 3 8253的控制字 11. 5. 4 AT90LS8535与8253的接口及编程 11. 6 实时时钟芯片DS1302 11. 6. 1 DS1302的引脚和内部结构 11. 6. 2 DS1302的控制方式 11. 6. 3 AT90LS8535与DS1302的接口与编程 11. 7 数字温度传感器DS18B20 11. 7. 1 DSl8B20的引脚和内部结构 11. 7. 2 DS18B20的温度测量 11. 7. 3 AT90LS8535与DS18B20的接口与编程 第12章 AT90LS8535的通信编程 12. 1 串口通信 12. 1. 1 异步串口UART通信 12. 1. 2 同步串口SPI通信 12. 2 I2C总线 12. 2. 1 I2C总线协议 12. 2. 2 采用AT90LS8535的并行I／O口模拟I2C总线 12. 3 CAN总线 12. 3. 1 CAN总线的特点 12. 3. 2 CAN协议的信息格式 12. 3. 3 CAN控制器SJA1000 12. 3. 4 AT90LS8535与SJA1000的接口及编程 12. 4 AT90LS8535单片机与PC的串行通信 12. 4. 1 基于VC 6. 0的PC串口通信 12. 4. 2 应用实例 第13章 系统设计中的程序处理方法 13. 1 数字滤波处理 13. 1. 1 平滑滤波 13. 1. 2 中值滤波 13. 1. 3 程序判断滤波 13. 2 非线性处理 13. 2. 1 查表法 13. 2. 2 线性插值法
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PIC16F877 单片机的键盘和LED 数码显示接口 1 PIC16F877单片机与键盘和LED数码显示的硬件接口电路单片机的许多应用都需要进行人机对话，最简单的人机对话需要LED 数码管显示数字和少量字符；键盘是解决计算机输入的简单手段；借此可以向计算机输入程序、置数、送操作命令、控制程序的执行等等，所以使用非常广泛。图1 键盘、LED数码显示与PIC16F877 单片机的接口电路本例中采用8 个按键组成的小键盘，4 只共阴极的LED 数码管，采用4 片74LS373 驱动数码管，采用的驱动方法是静态方式。使用1 片74LS245 作为键盘的接口；这些外围器件与PIC16F877 单片机的接口电路如图1 所示，这种连接方法与51 系列的单片机连接方法一样，其他的连接方法还有好几种，PIC16F877 单片机的键盘输入接法还有其他特殊而十分方便好用的方式。8 键键盘通过74LS245 与单片机相连，键盘按键状态的数据输入由RC3 输出脚控制；当RC3=“0”时，键盘状态从74LS245 的A 端输出到单片机的PORTB口，此时读PORTB口的数据即为键盘状态。为了及时地响应键盘操作，需要经常对键盘进行扫描；扫描的方式有许多种，我们将键盘的扫描程序安排在主程序的循环执行过程中的方式，并采用20ms延迟来消除按键的抖动问题，此外，为了实现每按键一次只响应一次的功能，在执行相应的按键程序之前，必须确保按键已经松开；在本例中这一措施有效的防止了数据抖动过快的问题。LED 数码显示有动态扫描和静态显示两种方式（图1 采取的方式为静态方式），在动态扫描方式中，各数码显示是轮流点亮的，即控制数码显示的位选信号和相应的要显示的数码的字形代码同时逐一送出，反复不已，由于视觉的暂留现象，却好象全都点亮着，这种电路的接法以后再介绍。在静态方式中，只要将数据送出锁存以后，各数码显示的数据不需要刷新，只要数据不需改变，就可以不去管他，所以称为静态显示。在图1 电路中，输出显示的操作简化为对74LS373 的并口操作而已。由于静态方式的工作原理比较简单，编程也比较直观简单，程序间的相互关联很少。因此编程容易，但要增加硬件，成本较高；与之相比，动态扫描的编程虽然要复杂一些，但因其所用硬件少，成本低。由数码转化为字形代码可采用软件译码、硬件译码等两种方式。软件译码是将各数码的字形代码构成一个表格存储于内存之中，在显示数码时，通过执行查表程序而得到相应的字形代码，再将之送入数码显示输出电路进行显示，本例即采用这种方式，这种方式的编程与单片机有关，在程序中给出了PIC16F877 的编程例程，对需要熟悉PIC16F877 单片机的人员有一定的参考价值。硬件译码则采用CD4511、74LS46、74LS47、74LS48、74LS49等BCD 码—7段锁存、译码、驱动芯片直接译出字形代码，点亮LED。74LS373 由LE 端对要显示的数据进行锁存控制，实现LED 的静态显示。采用了PIC16F877 的端口输出操作，模拟74LS373 的数据锁存时序，即由软件实现数据锁存，这种方法可以十分容易的改变时序和延迟长短，使高速设备可以与低速设备联系配合好，设计简单方便，不好的地方是编程较长和稍微复杂一点。这种编程方法在下面的程序中有很好的体现。
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本文介绍了一种以单片机为核心的智能粮库温度测量系统,阐述了其工作原理,设计了硬件和软件系统。介绍了测温系统的组成,采用单片机对温度传感器进行控制和数据传输,温度信号采集由智能传感器DS18B20完成。根据单总线独特的优点,方便地组建传感器网络。多点温度数据可通过中心控制室的PC机实现图文显示的效果。该系统采用RS485总线技术,传输距离超过1200米，克服了电缆电阻对测量结果的影响,提高了测量的准确性,能实现可靠的多点、动态的温度监控。试验结果表明，该检测系统精度高，检测误差均在0.5%以内。该系统已经在粮库温度测量中推广应用。
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基于单片机的陶瓷窑多点温度检测系统:摘 要：系统以51单片机为核心，利用K型热电偶作为传感器，对陶瓷窑中多点温度进行监控，通过串行通信，可供PC机上绘制温度变化曲线图的技术人员分析问题，并设计了新颖的冷端补偿电路和通用查表法，本系统成本低，测温精度高，可靠实用．关键词：单片机；串行通信；冷端温度补偿；VB 在烧结陶瓷时，火候的控制对陶瓷的质量、色泽有直接的影响，进一步影响陶瓷成品的价格，而长期以来控制火候的工作就依靠工人师傅的经验，本文设计了一种多点温度实时监控系统，它能在Pc机上实时显示测量点的温度而且如果温度超过设定的临界值时，就发出信号报警，并且可以通过Pc机绘制同一个时刻不同点或者是不同时刻同一点的温度变化曲线．这样能有助于发现问题并解决问题，为节约成本和提高生产率、生产质量做出贡献．
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基于多点网络的水厂自动监控系统设计Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works刘 美 俊(湖南工程学院，湘潭411101)摘要针对水厂工作水泵多、现场离控制站距离远的特点，提出了一种基于MPI多点网络的自动监控系统的设计方法，分析了系统的工作原理，介绍了系统中数据的采集与处理、主站与从站的通信原理以及系统软件的设计。由于这种系统的主、从站PLC之间采用MPI网络通信，具有运行可靠、性能价格比高的特点，所以适用于中小规模水厂的分布式监控场合。关键词多点网络主站从站监控系统Abstract Ina ccordancew ithth efe atuersof w aterw orks,i. e. ，manyp umpsin o perationa ndth ep umps， farfor mt hec ontrolst ation,th em ethodo fdesigninga na utomati(〕monitoringa ndc ontorlsy stemb asedo nM PIis p resented.Th eo perationalpr incipleo fth esy stemi san alyzed,th ed atac olection,data processing; communication between master station and slave station as wel as design and system software are discussed. Because MPI network communicationis used among master station, slave stations and PLC, the system is reliable and high cost-efective. It is， suitable for smal and mediumsized water works for distrbuted monitoring and control.Keywords MPI Masterst ation Slaves tation Monitoringa ndc ontorlsy stem 自来 水 厂 的自动控制系统一般分为两大部分，一对组态硬件要求较高，投资较大。相对而言，MPI网是水源地深水泵的工作控制，一是水厂区变频恒压供络速度可达187.5 M bps，通过一级中继器传输距离可水控制，两部分的实际距离通常都比较远。某厂水源达Ikm 。根据水厂的具体情况，确定以MPI方式组地有3台深井泵给水厂区的蓄水池供水。水厂区的成网络，主站PLC为S7-300系列的CPU3121FM，从任务是对水池的水进行消毒处理后，通过加压泵向管站为S7-200系列的CPU222。这样既满足了系统要路恒压供水。选用Siemens公司的S7系列可编程控求，又相对于Profibus网络节省了三分之一的成本，制器(PLC)和上位机组成实时数据采集和监控系统， 这种分布式监控系统具有较高的性能价格比。系统对深水泵进行远程控制，对供水泵采用变频器进行恒中PLC的物理层采用RS - 485接口，网络延伸选用压控制以保证整个水厂的电机设备安全、可靠地运带防雷保护的中继器，使系统的安全运行得到了保行。证。MPI网络的拓扑结构如图1所示。1 多点网络(NWI)监控系统的组成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多点网络与Profibus现场总线网络两种组网方式。Profibus现场总线的应用目前较为普遍，通用性较好，它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA组成。Profibus - DP型用于分散外设间的数据传输，传输速率为9.6kbps一12Mbps，主要用于现场控制器与分散1/0之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求，特别适合于加工自动化领域的应用;Profibus - FMS主要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或非循环数据交换任务，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理层和数据链路层，适用于过程自动化的总线类型。
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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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电子发烧友网核心提示：Altera公司昨日宣布，在业界率先在28 nm FPGA器件上成功测试了复数高性能浮点数字信号处理（DSP）设计。独立技术分析公司Berkeley设计技术有限公司（BDTI）验证了能够在 Altera Stratix V和Arria V 28 nm FPGA开发套件上简单方便的高效实现Altera浮点DSP设计流程，同时验证了要求较高的浮点DSP应用的性能。本文是BDTI完整的FPGA浮点DSP分析报告。 Altera的浮点DSP设计流程经过规划，能够快速适应可参数赋值接口的设计更改，其工作环境包括来自MathWorks的MATLAB和 Simulink，以及Altera的DSP Builder高级模块库，支持FPGA设计人员比传统HDL设计更迅速的实现并验证复数浮点算法。这一设计流程非常适合设计人员在应用中采用高性能 DSP，这些应用包括，雷达、无线基站、工业自动化、仪表和医疗图像等。
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系统以AT89C2051为核心，基于DS18B20的单总线模式设计了一个多点环境温度采集系统，解决了传统测温系统的结构复杂，功耗高，不适应野外无人值守环境温度检测的问题。文章给出了各模块的硬件电路，软件设计流程以及程序编制中的注意事项。经实验，该系统工作稳定可靠，功耗低，非常适合无人值守情况下的野外环境温度检测。
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电子发烧友网核心提示：Altera公司昨日宣布，在业界率先在28 nm FPGA器件上成功测试了复数高性能浮点数字信号处理（DSP）设计。独立技术分析公司Berkeley设计技术有限公司（BDTI）验证了能够在 Altera Stratix V和Arria V 28 nm FPGA开发套件上简单方便的高效实现Altera浮点DSP设计流程，同时验证了要求较高的浮点DSP应用的性能。本文是BDTI完整的FPGA浮点DSP分析报告。 Altera的浮点DSP设计流程经过规划，能够快速适应可参数赋值接口的设计更改，其工作环境包括来自MathWorks的MATLAB和 Simulink，以及Altera的DSP Builder高级模块库，支持FPGA设计人员比传统HDL设计更迅速的实现并验证复数浮点算法。这一设计流程非常适合设计人员在应用中采用高性能 DSP，这些应用包括，雷达、无线基站、工业自动化、仪表和医疗图像等。
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