8086总线操作：8086微处理器与片外存储器或I/O接口进行数据传输时，经BIU执行8086规定的总线操作。总线周期的组成：8086的基本总线周期为4个时钟周期，每个时钟周期间隔称为一个T状态。8086的中断系统：8086微处理器可处理256种中断。8086对外部硬件中断请求INTR的响应： 当INTR有一高电平，即有可屏蔽中断请求。若此时IF=1且当前指令执行完，进入中断响应周期，处理过程如下：INTA#在两个总线周期中分别发出有效信号，第二周期中8086读到中断类型码保护现场：标志寄存器入栈，清除IF和TF标志位，保护断点（下一条指令地址入栈）。8086总线请求：在一个系统中，若存在多个可控制总线的主模块时，总线使用权的转移存在着一个请求与响应的过程。
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九.输入/输出保护为了支持多任务，80386不仅要有效地实现任务隔离，而且还要有效地控制各任务的输入/输出，避免输入/输出冲突。本文将介绍输入输出保护。 这里下载本文源代码。 <一>输入/输出保护80386采用I/O特权级IPOL和I/O许可位图的方法来控制输入/输出，实现输入/输出保护。 1.I/O敏感指令输入输出特权级(I/O Privilege Level)规定了可以执行所有与I/O相关的指令和访问I/O空间中所有地址的最外层特权级。IOPL的值在如下图所示的标志寄存器中。 标 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O许可位图规定了I/O空间中的哪些地址可以由在任何特权级执行的程序所访问。I/O许可位图在任务状态段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保护方式下的执行条件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 设置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 从I/O地址读出数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 INS 从I/O地址读出字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUT 向I/O地址写数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUTS 向I/O地址写字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 上表所列指令称为I/O敏感指令，由于这些指令与I/O有关，并且只有在满足所列条件时才可以执行，所以把它们称为I/O敏感指令。从表中可见，当前特权级不在I/O特权级外层时，可以正常执行所列的全部I/O敏感指令；当特权级在I/O特权级外层时，执行CLI和STI指令将引起通用保护异常，而其它四条指令是否能够被执行要根据访问的I/O地址及I/O许可位图情况而定(在下面论述)，如果条件不满足而执行，那么将引起出错码为0的通用保护异常。 由于每个任务使用各自的EFLAGS值和拥有自己的TSS，所以每个任务可以有不同的IOPL，并且可以定义不同的I/O许可位图。注意，这些I/O敏感指令在实模式下总是可执行的。 2.I/O许可位图如果只用IOPL限制I/O指令的执行是很不方便的，不能满足实际要求需要。因为这样做会使得在特权级3执行的应用程序要么可访问所有I/O地址，要么不可访问所有I/O地址。实际需要与此刚好相反，只允许任务甲的应用程序访问部分I/O地址，只允许任务乙的应用程序访问另一部分I/O地址，以避免任务甲和任务乙在访问I/O地址时发生冲突，从而避免任务甲和任务乙使用使用独享设备时发生冲突。 因此，在IOPL的基础上又采用了I/O许可位图。I/O许可位图由二进制位串组成。位串中的每一位依次对应一个I/O地址，位串的第0位对应I/O地址0，位串的第n位对应I/O地址n。如果位串中的第位为0，那么对应的I/O地址m可以由在任何特权级执行的程序访问；否则对应的I/O地址m只能由在IOPL特权级或更内层特权级执行的程序访问。如果在I/O外层特权级执行的程序访问位串中位值为1的位所对应的I/O地址，那么将引起通用保护异常。 I/O地址空间按字节进行编址。一条I/O指令最多可涉及四个I/O地址。在需要根据I/O位图决定是否可访问I/O地址的情况下，当一条I/O指令涉及多个I/O地址时，只有这多个I/O地址所对应的I/O许可位图中的位都为0时，该I/O指令才能被正常执行，如果对应位中任一位为1，就会引起通用保护异常。 80386支持的I/O地址空间大小是64K，所以构成I/O许可位图的二进制位串最大长度是64K个位，即位图的有效部分最大为8K字节。一个任务实际需要使用的I/O许可位图大小通常要远小于这个数目。 当前任务使用的I/O许可位图存储在当前任务TSS中低端的64K字节内。I/O许可位图总以字节为单位存储，所以位串所含的位数总被认为是8的倍数。从前文中所述的TSS格式可见，TSS内偏移66H的字确定I/O许可位图的开始偏移。由于I/O许可位图最长可达8K字节，所以开始偏移应小于56K，但必须大于等于104，因为TSS中前104字节为TSS的固定格式，用于保存任务的状态。 1.I/O访问许可检查细节保护模式下处理器在执行I/O指令时进行许可检查的细节如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，则直接转步骤(8)；(2)取得I/O位图开始偏移；(3)计算I/O地址对应位所在字节在I/O许可位图内的偏移；(4)计算位偏移以形成屏蔽码值，即计算I/O地址对应位在字节中的第几位；(5)把字节偏移加上位图开始偏移，再加1，所得值与TSS界限比较，若越界，则产生出错码为0的通用保护故障；(6)若不越界，则从位图中读对应字节及下一个字节；(7)把读出的两个字节与屏蔽码进行与运算，若结果不为0表示检查未通过，则产生出错码为0的通用保护故障；(8)进行I/O访问。设某一任务的TSS段如下： TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;对应I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;对应I/O端口40H—47H DB 01100000B ;对用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;对应I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位图结束字节TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假设IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常执行，有些会引起通用保护异常： in al,21h ;(1)正常执行 in al,47h ;(2)引起异常 out 20h,al ;(3)正常实行 out 4eh,al ;(4)引起异常 in al,20h ;(5)正常执行 out 20h,eax ;(6)正常执行 out 4ch,ax ;(7)引起异常 in ax,46h ;(8)引起异常 in eax,42h ;(9)正常执行 由上述I/O许可检查的细节可见，不论是否必要，当进行许可位检查时，80386总是从I/O许可位图中读取两个字节。目的是为了尽快地执行I/O许可检查。一方面，常常要读取I/O许可位图的两个字节。例如，上面的第(8)条指令要对I/O位图中的两个位进行检查，其低位是某个字节的最高位，高位是下一个字节的最低位。可见即使只要检查两个位，也可能需要读取两个字节。另一方面，最多检查四个连续的位，即最多也只需读取两个字节。所以每次要读取两个字节。这也是在判别是否越界时再加1的原因。为此，为了避免在读取I/O许可位图的最高字节时产生越界，必须在I/O许可位图的最后填加一个全1的字节，即0FFH。此全1的字节应填加在最后一个位图字节之后，TSS界限范围之前，即让填加的全1字节在TSS界限之内。 I/O许可位图开始偏移加8K所得的值与TSS界限值二者中较小的值决定I/O许可位图的末端。当TSS的界限大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图的有效部分就有8K字节，I/O许可检查全部根据全部根据该位图进行。当TSS的界限不大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图有效部分就不到8K字节，于是对较小I/O地址访问的许可检查根据位图进行，而对较大I/O地址访问的许可检查总被认为不可访问而引起通用保护故障。因为这时会发生字节越界而引起通用保护异常，所以在这种情况下，可认为不足的I/O许可位图的高端部分全为1。利用这个特点，可大大节约TSS中I/O许可位图占用的存储单元，也就大大减小了TSS段的长度。 <二>重要标志保护输入输出的保护与存储在标志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相关，显然不能允许随便地改变IOPL，否则就不能有效地实现输入输出保护。类似地，对EFLAGS中的IF位也必须加以保护，否则CLI和STI作为敏感指令对待是无意义的。此外，EFLAGS中的VM位决定着处理器是否按虚拟8086方式工作。 80386对EFLAGS中的这三个字段的处理比较特殊，只有在较高特权级执行的程序才能执行IRET、POPF、CLI和STI等指令改变它们。下表列出了不同特权级下对这三个字段的处理情况。 不同特权级对标志寄存器特殊字段的处理 特权级 VM标志字段 IOPL标志字段 IF标志字段 CPL=0 可变(初POPF指令外) 可变 可变 0 不变 不变 可变 CPL>IOPL 不变 不变 不变 从表中可见，只有在特权级0执行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相对于IOPL同级或更内层特权级执行的程序才可以修改IF位。与CLI和STI指令不同，在特权级不满足上述条件的情况下，当执行POPF指令和IRET指令时，如果试图修改这些字段中的任何一个字段，并不引起异常，但试图要修改的字段也未被修改，也不给出任何特别的信息。此外，指令POPF总不能改变VM位，而PUSHF指令所压入的标志中的VM位总为0。 <三>演示输入输出保护的实例(实例九)下面给出一个用于演示输入输出保护的实例。演示内容包括：I/O许可位图的作用、I/O敏感指令引起的异常和特权指令引起的异常；使用段间调用指令CALL通过任务门调用任务，实现任务嵌套。 1.演示步骤实例演示的内容比较丰富，具体演示步骤如下：(1)在实模式下做必要准备后，切换到保护模式；(2)进入保护模式的临时代码段后，把演示任务的TSS段描述符装入TR，并设置演示任务的堆栈；(3)进入演示代码段，演示代码段的特权级是0；(4)通过任务门调用测试任务1。测试任务1能够顺利进行；(5)通过任务门调用测试任务2。测试任务2演示由于违反I/O许可位图规定而导致通用保护异常；(6)通过任务门调用测试任务3。测试任务3演示I/O敏感指令如何引起通用保护异常；(7)通过任务门调用测试任务4。测试任务4演示特权指令如何引起通用保护异常；(8)从演示代码转临时代码，准备返回实模式；(9)返回实模式，并作结束处理。
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单片机应用技术选编(9) 目录 第一章 专题论述1.1 集成电路进入片上系统时代(2)1.2 系统集成芯片综述(10)1.3 Java嵌入技术综述(18)1.4 Java的线程机制(23)1.5 嵌入式系统中的JTAG接口编程技术(29)1.6 EPAC器件技术概述及应用(37)1.7 VHDL设计中电路简化问题的探讨(42)1.8 8031芯片主要模块的VHDL描述与仿真(48)1.9 ISP技术在数字系统设计中的应用(59)1.10 单片机单总线技术(64)1.11 智能信息载体iButton及其应用(70)1.12 基于单片机的高新技术产品加密方法探讨(76)1.13 新一代私钥加密标准AES进展与评述(80)1.14 基于单片机的实时3DES加密算法的实现(86)1.15 ATA接口技术(90)1.16 基于IDE硬盘的高速数据存储器研究(98)1.17 模拟比较器的应用(102) 第二章 综合应用技术2.1 闪速存储器硬件接口和程序设计中的关键技术(126)2.2 51单片机节电模式的应用(131)2.3 分布式实时应用的两个重要问题(137)2.4 分布式运算单元的原理及其实现方法(141)2.5 用PLD器件设计逻辑电路时的竞争冒险现象(147)2.6 IRIG?B格式时间码解码接口卡电路设计(150)2.7 一种基于单片机时频信号处理的实用方法(155)2.8 射频接收系统晶体振荡电路的设计与分析(161)2.9 揭开ΣΔ ADC的神秘面纱(166)2.10 过采样高阶A/D转换器的硬件实现(172)2.11 A/D转换的计算与编程(176)2.12 一种提高单片机内嵌式A/D分辨力的方法(179)2.13 单片微型计算机多字节浮点快速相对移位法开平方运算的实现(182)2.14 单片微型计算机多字节浮点除法快速扫描运算的实现(186)2.15 DSP芯片与触摸屏的接口控制(188)第三章 操作系统与软件技术3.1 嵌入式系统中的实时操作系统(192)3.2 嵌入式系统的开发利器——Windows CE操作系统(197)3.3 介绍一种实时操作系统DSP/BIOS(203)3.4 实时操作系统用于嵌入式应用系统的设计(212)3.5 实时Linux操作系统初探(217)3.6 Linux网络设备驱动程序分析与设计(223)3.7 在51系列单片机上实现非抢先式消息驱动机制的RTOS(229)3.8 用结构化程序设计思想指导汇编语言开发(236)3.9 单片机高级语言C51与汇编语言ASM51的通用接口(240)3.10 ASM51无参数化调用C51函数的实现(245)3.11 TMS320C3X的汇编语言和C语言及混合编程技术(249)3.12 TMS320C6000嵌入式系统优化编程的研究(254)3.13 TMS320C54X软件模拟实现UART技术(260)3.14 W78E516及其在系统编程的实现(265)3.15 键盘键入信号软件处理方法探讨(272)3.16 单片机系统中数字滤波的算法(276)第四章 网络、通信与数据传送 4.1 实时单片机通信网络中的内存管理(284)4.2 CRC16编码在单片机数据传输系统中的实现(288)4.3 在VC++中用ActiveX控件实现与单片机的串行通信(293)4.4 利用Windows API函数构造C++类实现串行通信(298)4.5 用Win32 API实现PC机与多单片机的串行通信(304)4.6 GPS接收机与PC机串行通信技术的开发与应用(311)4.7 TCP/IP协议问题透析(316)4.8 单片机的MODEM通信(328)4.9 无线串行接口电路设计(335)4.10 通用无线数据传输电路设计(340)4.11 FX909在无线高速MODEM中的应用(343)4.12 蓝牙——短距离无线连接新技术(348)4.13 蓝牙技术——一种短距离的无线连接技术(351)4.14 蓝牙芯片及其应用(357)4.15 BlueCoreTM01蓝牙芯片的特性与应用(361)4.16 内嵌微控制器的无线数据发射器的特性及应用(365)第五章 新器件及其应用技术5.1 一种全新结构的微控制器——Triscend E5(372)5.2 PSD8XXF的在系统编程技术(376)5.3 PSD813F1及其接口编程技术(382)5.4 一种优越的可编程逻辑器件——ISP器件(387)5.5 ISPPLD原理及其设计应用(393)5.6 ispPAC10在系统可编程模拟电路及其应用(397)5.7 在系统可编程器件ispPAC80及其应用(404)5.8 采用ispLSI1016设计高精度光电码盘计数器(408)5.9 基于ADμC812的一种仪表开发平台(413)5.10 基于P87LPC764的ΣΔ ADC应用设计方法(418)5.11 MP3解码芯片组及其应用(431)5.12 射频IC卡E5550原理及应用(434)5.13 HD7279A键盘显示驱动芯片及应用(439)5.14 基于SPI接口的ISD4104系列语音录放芯片及其应用(444)5.15 解决DS1820通信误码问题的方法(450)5.16 数字电位器在测量放大器中的应用(455)第六章 总线及其应用技术6.1 按平台模式设计的虚拟I2C总线软件包VIIC(462)6.2 虚拟I2C总线软件包的开发及其应用(470)6.3 RS485总线的理论与实践(479)6.4 RS232至RS485/RS422接口的智能转换器(484)6.5 实用隔离型RS485通信接口的设计(489)6.6 几种RS485接口收发方向转换方法(495)6.7 LonWorks总线技术及发展(498)6.8 LonWorks网络监控的简单实现(505)6.9 现场总线CANbus与RS485之间透明转换的实现(509)6.10 居室自动化系统中的X10和CE总线(513)6.11 通用串行总线USB(519)6.12 USB2.0技术概述(524)6.13 带通用串行总线USB接口的单片机EZUSB(530)6.14 嵌入式处理器中的慢总线技术应用(536)6.15 SPI串行总线在单片机8031应用系统中的设计与实现(540)第七章 可靠性及安全性技术7.1 软件可靠性及其评估(546)7.2 网络通信中的基本安全技术(554)7.3 数字语音混沌保密通信系统及硬件实现(560)7.4 伪随机序列及PLD实现在程序和系统加密中的应用(565)7.5 增强单片机系统可靠性的若干措施(569)7.6 FPGA中的空间辐射效应及加固技术(573)7.7 一种双机备份系统的软实现(577)7.8 计算机系统容错技术的应用(581)7.9 容错系统中的自校验技术及实现方法(585)7.10 基于MAX110的容错数据采集系统的设计(589)7.11 冗余式时钟源电路(593)7.12 微机控制系统的抗干扰技术应用(599)7.13 单片开关电源瞬态干扰及音频噪声抑制技术(604)7.14 单片机应用系统程序运行出轨问题研究(608)7.15 分布式系统故障卷回恢复技术研究与实践(613)第八章 典型应用实例8.1 基于单片机系统采用DMA块传输方式实现高速数据采集(620)8.2 GPS数据采集卡的设计(624)8.3 一种新型非接触式IC卡识别系统研究(629)8.4 自适应调整增益的单片机数据采集系统(633)8.5 利用光纤发射/接收器对实现远距离高速数据采集(639)8.6 一种频率编码键盘的设计与实现(645)8.7 高准确度时钟程序算法(649)8.8 旋转编码器的抗抖动计数电路(652)8.9 利用X9241实现高分辨率数控电位器(656)8.10 基于AD2S80A的高精度位置检测系统及其在机器人控制中的应用(661)第九章 文章摘要一、专题论述(670)1.1 微控制器的发展趋势(670)1.2 系统微集成技术的发展(670)1.3 多芯片组件技术及其应用(671)1.4 MCS51和80C51系列单片机(671)1.5 PSD813器件在单片机系统中的应用(671)1.6 主辅单片机系统的设计及应用(671)1.7 一种双单片机结构的微机控制器(671)1.8 用PC机直接开发单片机系统(672)1.9 单片机系统大容量存储器扩展技术(672)1.10 高性能微处理器性能模型设计(672)1.11 闪速存储器的选择与接口(672)1.12 串行存储器接口的比较及选择(672)1.13 移位寄存器分析方法的研究(673)1.14 GPS的时频系统(673)1.15 一种基于C语言的虚拟仪器系统实现方法(673)1.16 智能家庭网络研究综述(673)1.17 用C51实现电力部多功能电能表通信规约(674)1.18 测控系统中采样数据的预处理(674)1.19 数据采集系统动态特性的总体评价(674)1.20 一个高速准确的手写数字识别系统(674)1.21 日本理光实时时钟集成电路发展历史及现状(675)1.22 单片开关电源的发展及其应用(675)二、综合应用技术(676)2.1 MCS51系列单片机在SDH系统中的应用(676)2.2 公共闪存接口在Flash Memory程序设计中的应用(676)2.3 应用IA MMXTM技术的离散余弦变换(676)2.4 串行实时时钟芯片DS1302程序设计中的问题与对策(676)2.5 数字传感器及其应用(677)2.6 电阻式温度传感器的系列化设计及其应用(677)2.7 温度传感器及其与微处理器接口(677)2.8 AD7416数字温度传感器及其应用(677)2.9 隔离放大器及其应用(677)2.10 高速A/D转换器动态参数(678)2.11 V/F变换在单片机系统中的应用(678)2.12 微处理器内嵌式模数转换器在精密仪器中的应用研究(678)2.13 电子秤非线性自动修正方法(678)2.14 光耦传输的非线性校正(678)2.15 高斯滤波器在实时系统中的快速实现(679)2.16 用在系统可编程模拟器件实现双二阶型滤波器(679)2.17 最小二乘法在高精度温度测量中的应用(679)2.18 提高实时频率测量范围和精度新方法(679)2.19 具有微控制器的智能仪表设计与应用(679)2.20 用C语言编程的数据采集系统(680)2.21 大动态范围浮点A/D数据采集器的设计(680)2.22 基于PCI高速数据采集系统(680)2.23 一种基于PC机的高速16位并行数据采集接口(680)2.24 数据采集系统中增强型并行接口（EPP）电路的设计(681)2.25 用增强型并行接口EPP协议扩展计算机的ISA接口(681)2.26 基于增强型并行接口EPP的便携式高速数据采集系统(681)2.27 增强型并行接口EPP协议及其在CAN监控节点中的应用(681)2.28 利用增强型并行接口协议传输图像文件(681)2.29 用并行接口进行数据采集(682)2.30 高信噪比的VFC/DPLL数据采集装置(682)2.31 高精度数字式转速测量系统的研究(682)2.32 用单片机测量相位差的新方法(682)2.33 交流采样在电力系统中应用(682)2.34 同步图形存储器IS42G32256的电源与应用(683)2.35 IBM?PC处理10MHz高速模拟信号的研究(683)2.36 MCS51系列单片机存储容量扩展方法(683)2.37 用单片机实现数字相位变换器的设计方法(683)2.38 一种新的可重配置的串口扩展方案(683)2.39 VB环境下对双端口RAM物理读写的实现(684)2.40 双CPU实现远程多键盘鼠标交互(684)2.41 两种电阻时间变换器设计与分析(684)2.42 液晶显示器的接口和编程技巧(684)2.43 一种简单的电机变频调速方案及其应用(684)2.44 基于单片机的火控系统符号产生器电路原理设计(685)2.45 A/D转换器性能的改善方法(685)2.46 快速小波变换算法与信噪分离(685)2.47 80C196MC/MD单片机多个中断程序的同步问题(685)三、操作系统及软件技术(686)3.1 嵌入式软件技术的现状与发展动向(686)3.2 什么是嵌入式实时操作系统(686)3.3 实时多任务系统中的一些基本概念(686)3.4 一个源码公开的实时内核(687)3.5 Windows CE的实时性分析(687)3.6 串口通信多线程实现的分析(687)3.7 基于中间件的开发研究(688)3.8 Windows 95下实时控制软件设计的研究(688)3.9 Windows NT 4.0下设备驱动程序的开发与应用(688)3.10 Windows 98 下硬件中断驱动程序的开发(688)3.11 Windows下实时数据采集的实现(688)3.12 Win 95 下虚拟设备驱动程序设计开发(689)3.13 Win 95 环境下测控软件中端口读写的快速实现(689)3.14 Linux系统中ARP的编程实现技术(689)3.15 Linux中System V进程通信机制及访问控制技术的改进(689)3.16 VC++6.0中动态创建MSComm控件的问题及对策(689)3.17 在Visual Basic下使用I/O接口程序(690)3.18 VB应用程序速度的优化技术(690)3.19 嵌入式实时操作系统在机车微机测控软件开发中的应用(690)3.20 结构化程序方法在汇编语言中的应用(690)3.21 AVR单片机编程特性的应用研究(690)3.22 一种有效的51系列单片机软件仿真器(691)3.23 PIC单片机软件模拟仿真时输入信号的激励方式(691)3.24 基于LabVIEW的分布式VXI仪器教学实验系统设计(691)四、网络、通信及数据传输(692)4.1 单片机网络的组成与控制(692)4.2 实现ARINC 429数字信息传输的方案设计(692)4.3 结合电力线载波和电话通信的报警网络系统(692)4.4 网络电子密码锁监控系统的设计与实现(692)4.5 IRIG?E标准FM?FM解调器的有关技术(693)4.6 基于TCP/IP的多媒体通信实现(693)4.7 基于TCP/IP的多线程通信及其在远程监控系统中的应用(693)4.8 基于Internet的远程测控技术(693)4.9 Windows 95串行通信的几种方式及编程(693)4.10 在Windows 95下PC机和单片机的串行通信(693)4.11 基于80C196KC微处理器的高速串行通信(694)4.12 使用PC机并行口与下位单片机通信的方法(694)4.13 双向并口通信的开发(694)4.14 DSP和计算机并口的高速数据通信(694)4.15 一种高可靠性的PC机与单片机间的串行通信方法(694)4.16 单片机与PC机串行通信的实现方法(695)4.17 89C51单片机I/O口模拟串行通信的实现方法(695)4.18 TMS320C50与PC机高速串行通信的实现(695)4.19 DSP和PC机的异步串行通信设计(695)4.20 基于MCS单片机与PC机串行通信电平转换(695)4.21 一种简单的光电隔离RS232电平转换接口设计(695)4.22 ISA总线工业控制机与单片机系统的数据交换(696)4.23 RS232/422/485综合接口(696)4.24 基于RS485接口的单片机串行通信(696)4.25 在VC++中利用ActiveX控件开发串行通信程序(696)4.26 上位机和多台下位机的485通信(696)4.27 计算机与CAN通信的一种方法(697)4.28 用VB语言实现对端口I/O的访问(697)4.29 异种单片机共享片外存储器及其与微机通信的方法(697)4.30 单片机与MODEM接口技术及其在智能仪器中的应用研究(697)4.31 采用MCS51单片机实现CPFSK调制(697)4.32 一种新型编码芯片及其驱动程序的设计方案(698)4.33 DTMF远程通信的软硬件实现技术(698)4.34 采用DTMF方式通信的电度表管理系统(698)4.35 基于TAPI的电话语音系统设计方法(698)4.36 语音芯片APR9600及其在电话遥控系统中的应用(699)4.37 串行红外收发模块及其控制器在红外抄表系统中的应用(699)4.38 HSP50214B PDC及其在软件无线电中的应用(699)4.39 变速率CDMA系统软件无线电多用户接收机(699)五、新器件及应用技术(700)5.1 全帧读出型面阵CCD光电传感器在图像采集中的应用(700)5.2 光电码盘四倍频分析(700)5.3 H8/300H系列单片机及其应用(700)5.4 PIC 16F877单片机的键盘和LED数码显示接口(700)5.5 PIC16F877单片机实现D/A转换的两种方法(701)5.6 P89C51RX2 的PCA原理及设计(701)5.7 ADμC812中串口及其应用(701)5.8 INTEL96系列单片机中若干问题的讨论(701)5.9 关于INTEL96系列单片机中HSO事件的设置(701)5.10 MAX3100与PIC16C5X系列单片机的接口设计(702)5.11 单片MODEM芯片在远程数据通信中的应用(702)5.12 MX919在无线高速MODEM中的应用(702)5.13 高速串行数据收发器CY7B923/933及应用(702)5.14 双口RAM与FIFO芯片在数据处理系统中应用的比较(702)5.15 MAX202E在串行通信中的应用(703)5.16 线性隔离放大器ISO122的原理及应用(703)5.17 AD606对数放大器的研究与应用(703)5.18 电流/电压转换芯片MAX472在永磁直流电动机虚拟测试系统中的应用… (703)5.19 高精度模数转换器AD676的原理及应用(703)5.20 DS2450 A/D转换器的特性与应用(704)5.21 80C196KC内部A/D转换器的使用(704)5.22 一种16～24位分辨率D/A转换器的设计(704)5.23 串行A/D转换器TLC2543与TMS320C25的接口及编程(704)5.24 A/D转换器ICL7135积分特性应用(704)5.25 高精度A/D转换器AD7711A及应用(705)5.26 多路A/D转换器AD7714及其与M68HC11单片机接口技术(705)5.27 用AD7755设计的低成本电能表(705)5.28 20位Σ?Δ立体声ADA电路TLC320AD75C的接口电路设计(705)5.29 24位A/D转换器ADS1210/1211及其应用(706)5.30 模数转换器AD7705及其接口电路(706)5.31 串行A/D转换器ADS7812与单片机的接口技术(706)5.32 串行A/D转换器TLC548/549及其应用(706)5.33 采样率可变16通道16位隔离A/D电路(706)5.34 TLC549在交流有效值测量中的应用(707)5.35 温度传感器DS18B20的特性及程序设计方法(707)5.36 DS1820及其高精度温度测量的实现(707)5.37 采用DS1820的电弧炉炉底温度监测系统(707)5.38 并行实时时钟芯片DS12887及其应用(707)5.39 利用实时时钟X1203开启单片机系统(708)5.40 时钟芯片DS1302及其在数据记录中的应用(708)5.41 串行显示驱动器PS7219及与单片机的接口技术(708)5.42 MAX7219在PLC中的应用(708)5.43 一种实用的LED光柱显示器驱动方法(708)5.44 基于电能测量芯片ADE7756的智能电度表设计(709)5.45 TSS721A在自动抄表系统中的应用(709)5.46 电流传感放大器MAX471/MAX472的原理及应用(709)5.47 8XC552模数转换过程及其自动调零机制(709)5.48 旋转变压器数字转换器AD2S83在伺服系统中的应用(709)5.49 具有串行接口的I/O扩展器EM83010及其应用(710)5.50 新型LED驱动器TEC9607及其应用(710)5.51 新型语音识别电路AP7003及其应用(710)六、总线技术(711)6.1 现场总线技术的发展及应用展望(711)6.2 CAN总线点对点通信应用研究(711)6.3 基于CAN总线的数据通信系统研究(711)6.4 基于CAN总线的分布式数据采集与控制系统(711)6.5 基于CAN总线的分布式铝电解智能系统(711)6.6 CAN总线在通信电源监控系统中的应用(712)6.7 CAN总线在弧焊机器人控制系统中的应用(712)6.8 CAN总线及其在喷浆机器人中的应用(712)6.9 基于CAN控制器的单片机农业温室控制系统的设计(712)6.10 现场总线国际标准与LonWorks在智能电器中的应用(712)6.11 基于LON总线技术的暖通空调控制系统(712)6.12 通用串行总线（USB）及其芯片的使用(713)6.13 USB在数据采集系统中的应用(713)6.14 用MC68HC05JB4开发USB外设(713)6.15 8x930Ax/Hx USB控制器芯片及其在数字音频中的应用(713)6.16 基于MC68HC（9）08JB8芯片的USB产品——键盘设计(713)6.17 I2 C总线在LonWorks网络节点上的应用(714)6.18 Neuron3150的并行I/O接口对象及其应用(714)6.19 新型串行E2PROM 24LC65在LonWorks节点中的应用(714)6.20 利用I2C总线实现DSP对CMOS图像传感器的控制(714)6.21 在I2C总线系统中扩展LCD显示器(714)6.22 基于Windows环境的GPIB接口设计实现(714)6.23 微机PCI总线接口的研究与设计(715)6.24 通用串行总线（USB）原理及接口设计(715)6.25 CAN总线与1553B总线性能分析比较(715)6.26 利用USB接口实现双机互联通信(715)6.27 一种带USB接口的便携式语音采集卡的设计(715)七、可靠性技术(716)7.1 电磁干扰与电磁兼容设计(716)7.2 计算机的防电磁泄漏技术(716)7.3 低辐射计算机系统的设计实现(716)7.4 静电测量及其程序设计(716)7.5 电子产品生产中的静电防护技术(716)7.6 电子测控系统中的屏蔽与接地技术(717)7.7 微机控制系统的抗干扰技术(717)7.8 如何提高单片机应用产品的抗干扰能力(717)7.9 工业控制计算机系统中的常见干扰及处理措施(717)7.10 GPS用于军用导航中的抗干扰和干扰对抗研究(717)7.11 基于开放式体系结构的数控机床可靠性及抗干扰设计(717)7.12 变频器应用技术中的抗干扰问题(718)7.13 单片机的软件可靠性编程(718)7.14 单片微机的软件抑噪方案(718)7.15 SmartLock并口单片机软件狗加密技术(718)7.16 单片机系统中复位电路可靠性设计(718)7.17 测控系统中实现数据安全存储的实用技术(718)7.18 高精度仪表信号隔离电路设计(719)7.19 基于AT89C2051单片机的防误操作智能锁(719)7.20 Email的安全问题与保护措施(719)7.21 双机容错系统的一种实现途径(719)7.22 单片机应用系统抗干扰设计综述(719)7.23 微机控制系统中的干扰及其抑制方法(720)7.24 智能仪表的抗干扰和故障诊断(720)八、应用实践(721)8.1 AT89C51在银行利率显示屏中的应用(721)8.2 基于8xC196MC实现的磁链轨迹跟踪控制(721)8.3 基于80C196KC的开关磁阻电机测试系统(721)8.4 80C196KB单片机在绕线式异步电动机启动控制中的应用(721)8.5 GPS时钟系统(721)8.6 一种由AT89C2051单片微机实现的功率因数补偿装置(722)8.7 数据采集系统芯片ADμC812及其在温度监测系统中的应用(722)8.8 用AVR单片机实现蓄电池剩余电量的测量(722)8.9 基于SA9604的多功能电度表(722)8.10 数字正交上变频器AD9856的原理及其应用(722)8.11 基于MC628的可变参数PID控制方法的实现(723)8.12 Windows 98下远程数据采集系统设计(723)8.13 一种新式微流量计的研究(723)8.14 一种便携式多通道精密测温仪(723)8.15 一种高精度定时器的设计及其应用(723)8.16 智能湿度仪设计(724)8.17 固态数字语音记录仪的设计与实现(724)8.18 多功能语音电话答录器的设计(724)8.19 白炽灯色温测量装置电路设计(724)8.20 交直流供电无缝连接电源控制系统设计(724)8.21 小型电磁辐射敏感度自动测试系统的设计(725)8.22 生物电极微电流动态检测装置(725)8.23 二种铂电阻4～20 mA电流变送器电路(725)8.24 基于单片机的智能型光电编码器计数器(725)8.25 嵌入式系统中利用RS232C串口扩展矩阵式键盘(725)8.26 电压矢量控制PWM波的一种实时生成方法(725)8.27 便携式电能表校验装置现场使用分析(726)8.28 用单片机实现大型电动机的在线监测(726)8.29 PLC在L型管弯曲机电控系统中的应用(726)8.30 用EPROM实现步进电机的控制(726)8.31 一种手持设备的智能卡实现技术(726)8.32 钞票颜色识别系统的设计(727)8.33 数字锁相环在位置检测中的应用(727)九、DSP及其应用技术(728)9.1 数字信号处理器DSPs的发展(728)9.2 用TMS320C6201实现多路ITU?T G.728语音编码标准(728)9.3 采用DSP内核技术进行语音压缩开发(728)9.4 TMS320C80与存储器接口分析(728)9.5 TMS320C32浮点DSP存储器接口设计(728)9.6 TMS320VC5402 DSP的并行I/O引导装载方法研究(729)9.7 TMS320C30系统与PC104进行双向并行通信的方法(729)9.8 基于TMS320C6201的G.723.1多通道语音编解码的实现(729)9.9 基于TMS320C6201的多通道信号处理平台(729)9.10 基于两片TMS320C40的高速数据采集系统(729)9.11 使用TMS320C542构成数据采集处理系统(730)9.12 基于TMS320C32的视觉图像处理系统(730)9.13 用ADSP?2181和MC68302实现MPEG?2传送复用器(730)9.14 基于DSP的PC加密卡(730)9.15 TMS320C2XX及其在宽带恒定束宽波束形成器中的应用(730)9.16 DS80C320单片机在无人机测控数据采编器中的应用(731)9.17 基于TMS320F206 DSP的图像采集卡设计(731)9.18 基于定点DSP的实时语音命令识别模块(731)9.19 基于TMS320C50的语音频谱分析仪(731)9.20 利用DSP实现的专用数字录音机(731)9.21 基于DSP的全数字交流传动系统硬件平台设计(732)9.22 ADSP2106x中DMA的应用(732)9.23 软件无线电中DSP应用模式的分析(732)9.24 快速小波变换在DSP中的实现方法(732)十、PLD及EDA技术应用(733)10.1 可编程器件实现片上系统(733)10.2 VHDL语言在现代数字系统中的应用(733)10.3 用VHDL设计有限状态机的方法(733)10.4 ISP-PLD在数字系统设计中的应用(733)10.5 基于FPGA技术的新型高速图像采集(734)10.6 Protel 99SE电路仿真(734)10.7 可编程逻辑器件（PLD）在电路设计中的应用(734)10.8 基于FPGA的全数字锁相环路的设计(734)10.9 基于EPLD器件的一对多打印机控制器的研制(734)10.10 一种VHDL设计实现的有线电视机顶盒信源发生方案(735)10.11 一种并行存储器系统的FPGA实现(735)10.12 SDRAM接口的VHDL设计(735)10.13 采用ISP器件设计可变格式和可变速率的通信数字信号源(735)10.14 利用FPGA技术实现数字通信中的交织器和解交织器(735)10.15 XC9500系列CPLD遥控编程的实现(736)10.16 PLD器件在红外遥控解码中的应用(736)10.17 利用XCS40实现小型声纳的片上系统集成(736)10.18 可编程逻辑器件的VHDL设计技术及其在航空火控电子设备中的应用… (736)10.19 DSP+FPGA实时信号处理系统(736)10.20 CPLD在IGBT驱动设计中的应用(737)10.21 基于FPGA的FIR滤波器的实现(737)10.22 用可编程逻辑器件取代BCD?二进制转换器的设计方法(737)
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基于单片机的汽车多功能报警系统设计The Design of Automobile Multi-function AlarmingBased on Single Chip Computer刘法治赵明富宁睡达(河 南 科 技 学 院 ，新 乡 453 00 3)摘要介绍了一种基于单片机控制的汽车多功能报警系统，它能对汽车的润滑系统油压、制动系统气压、冷却系统温度、轮胎欠压及防盗进行自动检测，并在发现异常情况时，发出声光报警。阐述了该报警系统的硬件组成及软件设计方法。关键词单片机传感器数模转换报警Abstract Am ulti-fimctiona utomobilea larnungs ystemb asedo ns inglec hipc omputerco ntorlis in torducedin th isp aper.Th eo ilpr essuero flu bricatesystem, air pressure of braking system, temperature of cooling system, under pressure of tyre and guard against theft， detected automaticaly场thesystem. Audio and visual alarms wil be provided under abnormal conditions厂The hardware composition and software design of the system， described.Keywords Singlec hipc omputer Sensor Digital-t-oanaloguec onversion Alarmin 汽车多功能报苦器硬件系统设计根据 系 统 实际需要和产品性价比，选用ATMEL公司新生产的采用CMOs工艺的低功耗、高性能8位单片机AT89S52作为系统的控制器。AT89S52的片内有8k Bytes LSP Flash闪烁存储器，可进行100(〕次写、擦除操作;256Bytes内部数据存储器(RAM);3 2 根可编程输N输出线;2个可编程全双工串行通道;看门狗(WTD)电路等。系统由传感器、单片机、模数转换器、无线信号发射电路、指示灯驱动电路、声光报警驱动电KD一9563，发出三声二闪光。并触发一个高电平，驱动无线信号发射电路。
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基于USB接口的数据采集模块的设计与实现Design and Implementation of USB-Based Data Acquisition Module路 永 伸(天津科技大学电子信息与自动化学院，天津300222)摘要文中给出基于USB接口的数据采集模块的设计与实现。硬件设计采用以Adpc831与PDIUSBDI2为主的器件进行硬件设计，采用Windriver开发USB驱动，并用Visual C十十6.0对主机软件中硬件接口操作部分进行动态链接库封装。关键词USB 数据采集Adpc831 PDNSBDI2 Windriver动态链接库Abstract T hed esigna ndim plementaitono fU SB-BasedD ataA cquisiitonM oduleis g iven.Th ec hips oluitonm ainlyw ithA dpc831a ndP DTUSBD12i sused for hardware design. The USB drive is developed场Wmdriver, and the operation on the hardware interface is packaged into Dynamic Link Libraries场Visual C++6.0. Keywords USB DataA cquisition Adttc831 PDfUSBD12 Windriver0 引言US B总 线 是新一代接口总线，最初推出的目的是为了统一取代PC机的各类外设接口，迄今经历了1.0,1.1与2.0版本3个标准。在国内基于USB总线的相关设计与开发也得到了快速的发展，很多设计者从各自的应用领域，用不同方案设计出了相应的装置[1,2]。数据采集是工业控制中一个普遍而重要的环节，因此开发基于USB接口的数据采集模块具有很强的现实应用意义。虽然 US B总线标准已经发展到2.0版本，但由于工业控制现场干扰信号的情况比较复杂，高速数据传输的可靠性不容易被保证，并且很多场合对数据采集的实时性要求并不高，开发2.0标准产品的成本又较1.1标准产品高，所以笔者认为，在工业控制领域，目前开发基于USB总线1.1标准实现的数据采集模块的实用意义大于相应2.0标准模块。
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单片机系统“PC”失控的软件措施Software Measure of GettingO uto fC ontrolfo r“PC"in S ingleC hipC omputerS ystem谧 加 春 王 晓 基 雷 小 华(江 西 理 工 大 学机 电 工 程 学 院 ，赣 州 34 10 00)摘要单片机系统在实际工业现场中可能遇到各种干扰和自身的随机性故障。现场恶劣的环境有可能使计算机系统发生异常，计算机程序指针“PC”失控就是常见的故障之一，如果发生“PC”失控，将导致CPI工作混乱，酿成严重的事故。研究了“PC”失控的原因，并指出软件抗干扰的几种方法，有效保证单片机系统的正常工作。关键词单片机“PC”失控抗干扰Abstract Inp racticalin dustrialfi elds,th ereis v ariousin terferencea fectingo perationo fsi nglec hipc omputersy stemsa ndt hec omputersy stems。fac吨random faults饰themselves. It is very common that the severe environment makes the computer systems abnormal. The program counter "PC"gettingo utof co ntorlis on eo fth ec ommonfa ults.If th isoc curs,C PUw ouldb eru nningo utof or deran din torducesse riousan cient.T hec ausesof " PC"geting out of control， studied in this paper and some countermeasures of anti-interference师software are given to ensure single chip computer systemworking properly.Keywords Single。饰computer Porgramc ounter"P C" Anti-interfeernc 在设 计 和 开发单片机系统时，一般难以周全地预计单片机系统在实际工业现场中可能遇到的各种干扰和自身的随机性故障。因此，除了采取防止和抑制干扰的各项措施外，还应该借助于软件措施克服某些干扰，系统还应具备迅速自行恢复的能力。本文介绍的应对单片机系统PC失控的软件措施，设计灵活，节省硬件资源，能保证测控系统长期可靠地运行。MC S- 5 1单片机以其优良的性能价格比大量应用于工业现场测试和控制领域。但是，现场恶劣的环境有可能使计算机系统发生异常，计算机程序指针PC失控就是常见的故障之一，一旦发生PC“走飞”，计算机系统就会出现工作混乱，酿成严重的事故。为 了 在 CP 失控时尽量减少由此带来的不利影响，并尽快使系统恢复正常，需要采取一定的软件措施和硬件措施。常见的硬件措施有“看门狗”电路。软件措施设置的前提条件是:①在干扰作用下，微机系统硬件部分不会受到任何损坏，或者损坏部分设置有监测状态可供查询;②程序区不会受到干扰侵害。单片机系统的程序和表格以及重要的参数均设置在ROM区，不会因干扰的侵人而改变;③ RAM区中的重要数据不会被破坏，或者虽然被破坏，但是可以重新建立。
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1 /**————————————————————2 〖说明〗I2C总线驱动程序(用两个普通IO模拟I2C总线)3 包括100Khz(T=10us)的标准模式(慢速模式)选择，4 和400Khz(T=2.5us)的快速模式选择，5 默认11.0592Mhz的晶振。6 〖文件〗PCF8563T.C ﹫2001/11/2 77 〖作者〗龙啸九天 c51@yeah.net http://www.c51bbs.co /8 〖修改〗修改建议请到论坛公布 http://www.c51bbs.co m9 〖版本〗V1.00A Build 080310 —————————————————————*/1112 #ifndef SDA13 #define SDA P0_014 #define SCL P0_115 #endif1617 extern uchar SystemError;1819 #define uchar unsigned char20 #define uint unsigned int21 #define Byte unsigned char22 #define Word unsigned int23 #define bool bit24 #define true 125 #define false 02627 #define SomeNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();2829 /**--------------------------------------------------------------------------------30 调用方式：void I2CStart(void) ﹫2001/07/0 431 函数说明：私有函数，I2C专用32 ---------------------------------------------------------------------------------*/33 void I2CStart(void)34 {35 EA=0;36 SDA=1; SCL=1; SomeNOP();//INI37 SDA=0; SomeNOP(); //START38 SCL=0;39 }4041 /**--------------------------------------------------------------------------------42 调用方式：void I2CStop(void) ﹫2001/07/0 443 函数说明：私有函数，I2C专用44 ---------------------------------------------------------------------------------*/45 void I2CStop(void)46 {47 SCL=0; SDA=0; SomeNOP(); //INI48 SCL=1; SomeNOP(); SDA=1; //STOP49 EA=1;50 }5152 /**--------------------------------------------------------------------------------53 调用方式：bit I2CAck(void) ﹫2001/07/0 454 函数说明：私有函数，I2C专用，等待从器件接收方的应答55 ---------------------------------------------------------------------------------*/56 bool WaitAck(void)57 {58 uchar errtime=255;//因故障接收方无ACK，超时值为255。59 SDA=1;SomeNOP();60 SCL=1;SomeNOP();61 while(SDA) {errtime--; if (!errtime) {I2CStop();SystemError=0x11;return false;}}62 SCL=0;63 return true;
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摘要: 本文介绍了L ED 显示屏常规型驱动电路的设计方式及其存在的缺陷, 提出了简单的L ED 显示屏恒流驱动方式及电路的实现。关键词:L ED 显示屏 动态扫描 驱动电路中图分类号: TN 873+ . 93 文献标识码:A 文章编号: 1005- 9490(2001) 03- 0252- 051 引 言 L ED 显示屏是80 年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体, 它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元, 组成大面积显示屏幕, 以其可靠性高、使用寿命、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点, 在信息显示领域已经得到了非常广泛的应用[ 1 ]。L ED 显示屏主要包括发光二极管构成的阵列、驱动电路、控制系统及传输接口和相应的应用软件等, 其中驱动电路设计的好坏, 对L ED 显示屏的显示效果、制作成本及系统的运行性能起着很重要的作用。所以, 设计一种既能满足控制驱动的要求, 同时使用器件少、成本低的控制驱动电路是很有必要的。本文就常规型驱动电路的设计作些分析并提出恒流驱动电路的设计方式。2 L ED 显示屏常规驱动电路的设计 L ED 显示屏驱动电路的设计, 与所用控制系统相配合, 通常分为动态扫描型驱动及静态锁存型驱动二大类。以下就动态扫描型驱动电路的设计为例为进行分析:动态扫描型驱动方式是指显示屏上的4 行、8 行、16 行等n 行发光二极管共用一组列驱动寄存器, 通过行驱动管的分时工作, 使得每行L ED 的点亮时间占总时间的1ön , 只要每行的刷新速率大于50 Hz, 利用人眼的视觉暂留效应, 人们就可以看到一幅完整的文字或画面[ 2 ]。常规型驱动电路的设计一般是用串入并出的通用集成电路芯片如74HC595 或MC14094 等作为列数据锁存, 以8050 等小功率N PN 三极管为列驱动, 而以达林顿三极管如T IP127 等作为行扫描管, 其电路如图1 所示。
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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
上传时间： 2013-10-20
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摘 要: 针对三峡水轮机叶片坑内移动式修焊机器人的作业过程测控问题, 研制了一种基于双数字信号处理器的嵌入式视觉反馈控制系统。 采用功能单元模块化设计思想和叠层积木式装配结构, 该系统将基于TM S320DM 642 的图像采集与处理、 基于TM S320L F2812 的运动控制与参数调整、 数字视频输入、 模拟视频输入、 模拟视频输出、 数字视频输出、 电源变换等功能模块集成在170mm×57mm×40mm 的空间尺寸内。该系统可以安装在移动式修复机器人上、 脱离工控机独立工作, 适用于M IG、T IG、CO 2 等多种焊接工艺方法的过程监控、 焊缝跟踪和焊缝成形实时控制。 关键词: 移动式修焊机器人; 双数字信号处理器嵌入式系统; 视觉反馈控制
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