2.4GHz无线收发芯片nRF24E1的原理及应用_工科论文十篇

时间:2023-08-31 13:34:22 | 作者:无名

2.4GHz无线收发芯片nRF24E1的原理及应用_工科论文十篇

【论文大全】导语,眼前所阅读的此篇文章共有30540文字,由赵明平精心纠正,发表在美文档!多内核(multicore)是指在一枚处理器(processor)中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。多核系统更易于扩充,并且能够在更纤巧的外形中融入更强大的处理性能,这种外形所用的功耗更低、计算功耗产生的热量更少。2.4GHz无线收发芯片nRF24E1的原理及应用_工科论文十篇感谢来看看,希望能分享给用的到的朋友!

2.4GHz无线收发芯片nRF24E1的原理及应用_工科论文 第一篇

摘要:nRF24E1是集成有2.4GHz无线收发器、增强型8051、ADC和其它外设的一款高集成度无线收发芯片,它体积小,功耗低、所需元件少,并有很大的价格优势,可代替一些场合的蓝牙应用需求。文中介绍了nRF24E1发芯片的主要特点、内部结构和引脚功能,最后给出了nRF24E1的无线数据包格式和典型应用电路。

关键词:nRF24E1;ISM频段;蓝牙;无线通信;8051

1 nRF24E1的主要特点

nRF24E1是北欧集成电路公司(NORDIC)推出的一款带2.4GHz无线收发器nRF2401和增强型8051内核的无线收发模块。nRF24E1适用于各种无线设备的短距离互连应用场合,工作于ISM(工业、科学和医学)频段。该器件有125个频点,能够实现点对点、点对多点的无线通信,同时可采用改频和跳频来避免干扰。nRF24E1最大传输速率可达1Mbit/s,其最大发射功率为0dBm,在比较理想环境中,其室内传输距离可达30~40米,室外传输距离可达100~200米。nRF24E1的灵敏度为-90dBm,工作电压为1.9V~3.3V,工作温度范围为-40~+80℃。

nRF24E1的主要特性如下:

● 带有2.4GHz无线收发器;

● 内含增强型8051控制器;

● 可工作在低电压1.9V~3.6V下;

● 内有电压调节器;

● 待机电流可低至2μA,同时器件还带有唤醒定时器;

● 采用0.18μm的CMOS技术制造;

● 所需器件很少;

● 设计简单。

2 引脚功能

nRF24E1采用36脚QFN(6×6mm)封装,其引脚排列如图1所示,各引脚功能如下:

nRF24E1有11个数字I/O引脚,由P0口(DIO2~DIO9)和P1口(DIO0、DIO1、DIN0)组成,除了DIN0只能用于输入外,其余都是双向引脚,而且大部分数字I/O有复用功能。P0口各个引脚的复用功能如表1所列。

表1 P0口引脚的复用功能

引  脚P0.7(DIO9)P0.6P0.5P0.4复用功能PWMT1T0INT1引  脚P0.3P0.2P0.1P0.0(DIO2)复用功能INT0TxDRxDGPIO

此外,P0口还有两个控制寄存器P0 ALT和P0 DIR。其中P0 ALT的控制优先级高于P0 DIR。设计时可以通过设定P0 ALT来决定哪些引脚使用复用功能,没有选用复用功能的引脚则为GPIO,而可用P0 DIR来设置这些P0口是输入还是输出。

P1口只有3个引脚,可设为SPI接口或GPIO,nRF24E1使用SPI时,只能作为主机。SPI接口的引脚功能如下:

P1.2(DIN0):串行数据输入脚;

P1.1(DIN1):串行数据输出脚;

P1.0(DIO0):串行时钟引脚。

nRF24E1带有9个模拟输入引脚,其中AIN0~AIN7为ADC的8路模拟输入,AREF为ADC参考电压。此外,该器件还有2个天线接口引脚ANT1和ANT2以及两个晶振引脚XC1和XC2。

nRF24E1必须用高精度的晶振,为了支持1Mbit/s的传输速率,设计时还必须采用16MHz以上的晶振。

nRF24E1的其它引脚还有12个。其中IREF用于连接外部偏置参考电阻。其余为电源和接地脚。

图2

3 内部结构

图2是nRF24E1的内部结构框图和元件。

从芯片的内部结构图可以看出,nRF24E1内有增强型8051内核、无线收发器nRF2401、9路100kspls/s的10bit模数转换器、UART异步串口、SPI接口、PWM输出、RC振荡器、看门狗和唤醒定时器,此外,nRF24E1还内置了专门的稳压电路。

在nRF24E1的内部存储空间中,512B ROM用于存储引导程序。上电后,它可将EEPROM中存储的程序下载到4kB RAM的程序运行空间,另外的256B RAM为数据存储器。

4 无线数据包格式和收发器配置字

数据包格式是通信协议的重要部分,nRF24E1的无线数据包格式如下:

PerambleADDRPAYLOADCRC

其中,Preamble是前导码,是由硬件自动加上去的;ADDR是要发送的32~40位地址码;PAYLOAD是有效数据;CRC是CRC校验和,它可由内置CRC纠检错硬件电路自动加上,可设为0、8或16位。ADDR、PAYLOAD和CRC的总长度最大为256位,因此,设置较短的地址和校验和可以提高传输效率,但会使可靠性降低。

无线收发器nRF2401有一个144bit的配置字,该配置字规定了无线收发器的接收地址、收发频率、发射功率、无线传输速率、无线收发模式以及CRC校验和的长度和有效数据的长度。在同一时刻,无线收发器只能处于接收或发送模式中的一种,一般以接收模式为待机状态。

5 应用电路

nRF24E1可工作于2.4GHz的国际通用ISM频段而无需申请无线应用许可证,从而大大方便了开发者和用户。nRF24E1内置了增强型8051控制器,是一种集无线数据接收和发送于一体并可对数据进行处理的片上系统(SoC),这使得nRF24E1的应用系统更为简化,并且大大增强了无线系统的稳定性和可靠性,同时也使得开发变得简单,而且可以降低了成本。

图3

nRF24E1体积小、功耗低,因此非常适用于对体积和功耗要求较高的应用场合。可广泛应用于计算机外设、无线耳机、玩具、游戏手柄、汽车电子、医疗器械、遥控和工业传感器等方面。图3所示是nRF24E1的应用电路。图中,nRF24E1通过SPI口与EEPROM进行连接。上电后,电路可在512B ROM中存储的引导程序的控制下,通过SPI将EEPROM中存储的用户程序传送至nRF24E1的4kB RAM程序运行空间中, 以把控制的任务转到用户程序,这样通过SPI口就可以与其它器件进行通讯了。

当上电后,首先必须对无线收发器nRF2401的配置字进行初始化,这可通过8051对配置字写数据来实现。

6 结束语

众所周知,蓝牙芯片也工作在2.4GHz频段,但由于其成本一直居高不下,产品也很难开发,因此到目前为止,蓝牙的市场产品还很少。另外,市场也尚未出现非要蓝牙不可的应用需求,这样,蓝牙的一些市场定位便能够轻易的被其他更专业的产品所取代,nRF24E1就是其中很有价格优势和较容易开发的一种,可用来代替一些领域的蓝牙应用需求。

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通用异步收发芯片SCC2691的原理及应用_工科论文 第二篇

摘要:介绍Philips公司新推出的异步收发芯片SCC2691的功能与特点。包括SCC2691的引脚定义、主要功能、常用寄存器等内容。在此基础上,结合实际工作经验,给出一个软、硬件设计的实例。

关键词:单片机 通用异步收发器(UART) 串口扩展

引 言

1 概 述

SCC2619是Philips公司推出的高集成、低能耗的全双工通用异步收发器UART。该芯片的接收与发送速度可以分别定义,接收器采用三倍缓冲方式,在中断驱动系统中大大减少了CPU处理中断的次数。SCC2691在收、发双方之间提供了一种握手方式,当接收方的缓冲区已满时,能自动使远程发送方的发送失效。除此之外,SCC2691还具有以下特性:

△可编程的数据格式为5~8位数据位;可选择的

奇偶校验位;可编程的停止位。

△16位可编程的计数器/定时器。

△收发器的波特率可分别按以下方式定义:从

50~115.2K共18种固定的波特率;由计数器/定

时器驱动的非标准自定义的波特率;外部时钟

的1倍或16倍频。

△奇偶校验、帧错误、溢出错误检测。

△可编程的通道方式。

△7个中断源,但同时仅有一种中断输出。

2 引脚定义

SCC2691采用SO、PLCC、DIP等形式封装。主要引脚功能定义如下。

D0~D7:数据总线。在CPU和UART之间所有的数据、命令、状态信息等都是通过数据总线进行传递的。在CEN是有效低电平时,发送的方向由WRN和RDN两个读写控制决定;当CEN为高电平时,数据总线三态。

CEN:芯片使能引脚,低电平有效。低电平使能时,在CPU与UART之间通过D0~D7传递的数据受 WRN、RDN和A0~A2等引脚控制;高电平时,使UART与CPU隔离。

WRN:写选通,低电平有效。当CEN为低电平时,WRN上的低电平使数据总线D0~D7上的数据被送往由地址A0~A2选中的寄存器中。

RDN:读选通,低电平有效。当CEN为低电平时,RDN上的低电平将被地址A0~A2选中的寄存器的内容送往数据总线D0~D7。

A0~A2:地址输入端。选择执行读写操作的UART寄存器。

RESET:复位输入端,高电平有效。复位时将清除UART中的状态寄存器(SR)、中断屏蔽寄存器(IMR)、中断状态寄存器(ISR),设置方式指针指向方式寄存器1(MR1),使发送和接收失效,并且引脚TxD置为高电平。

INTRN:中断请求输出端,低电平有效。可从七个中断源中选择一个作为UART的中断输出。CPU可以读中断状态寄存器(ISR),以判断七个中断源的状态。该引脚是漏极开路输出,需要接上拉电阻。

x1/CLK:晶体连接或外部时钟输入端。通常采用3.6864MHz的晶体。

x2:晶体连接端。若未连接晶体,最好使该引脚悬空。

RxD:串行数据输入端。

TxD:串行数据输出端。当发送器空闲、不使能或者UART工作在本地循环状态下,该引脚输出高电平。

MPO:多功能输出端。通过对辅助控制寄存器(ACR)进行编程,可以选择以下8种功能作为该引脚的输出。

① RTSN:请求发送,低电平有效。可通过编程命令寄存器(CR)使该引脚使能,也可以设置方式寄存器(MR),当发送方结束发送或接收方的接收缓冲区已满时自动复位。

② C/TO:计数/定时器输出。

③ TxC1x:发送器频率的1倍频输出。

④ TxC16x:发送器频率的16倍频输出。

⑤ RxC1x:接收器频率的1倍频输出。

⑥ RxC16x:接收器频率的16倍频输出。

⑦ TxRDY:表示发送器保存寄存器(THR)空。低电平有效(漏极开路输出)。

⑧ RxRDY/FFULL:标识接收器缓冲区非空或已满。低电平有效(漏极开路输出)。

MPI:多功能输入引脚。该引脚可定义为以下3种功能:

① GPI:通用引脚。该引脚上的跳变或电平状态可以作为中断源反映到中断状态寄存器(ISR)的相应位。

② CTCLK:计数器/定时器的外部输入时钟。

③ RTCLK:接收器或发送器的外部时钟输入。设置时钟选择寄存器(CSR)可选择输入的1倍频或16倍频作为接收和发送的频率。

3 主要功能

(1)中断控制

以下内部事件的发生可以使能中断输出引脚(INTRN):发送保持寄存器(THR)准备好;发送转移寄存器(TSR)空;接收保持寄存器(RHR)准备好或已满;接收到break的开始或结束;计数器达到定义的计数值;MPI端脚的跳变;MPI端脚的电平状态。

与中断控制相关的寄存器是中断屏蔽寄存器(IMR)和中断状态寄存器(ISR)。IMR用于从以上七个中断源中选择一种作为触发INTRN的条件。CPU可以读取ISR来获得所有中断源的状态。ISR不受IMR的影响。

(2)操作控制

UART的控制逻辑单元接收来自CPU的命令生成相应的来支配内部各器件进行操作。控制逻辑单元通过地址译码和读写控制使CPU与UART相互通信。地址译码与读写控制之间的关系见表1。

表1 寄存器地址表

A2A1A0读(RDN=0)写(WRN=0)000方式寄存器MR1/MR2方式寄存器MR1/MR20xx状态寄存器SR时钟选择寄存器CSR010波特率生成器测试方式命令寄存器CR011接收保持寄存器RHR发送保持寄存器THR1001倍频/16倍频测试方式辅助控制寄存器ACR101中断状态寄存器ISR中断屏蔽寄存器IMR110计数器/定时器高位输出寄存器CTU计数器/定时器高位预置寄存器CTUR111计数器/定时器低位输出寄存器CTL计数器/定时器低位预置寄存器CTUR

方式寄存器1(MR1)和方式寄存器2(MR2)通过一个辅助指针来访问。当上电复位或通过命令寄存器(CR)执行复位命令时,指针指向MR1,以后对MR1的任何读写操作都使指针指向MR2,并一直指向MR2,直到再次执行复位命令。

(3)计数器/定时器

计数器/定时器的工作方式和输入时钟源的选择,可以通过编程辅助控制寄存器(ACR)从八种方式中选择。计数器/定时器的输出可以设置为多功能输出口MPO,定时器的输出也可以作为生成波特率的选择之一。

① 定时方式:定时器的输出是一个方波,其周期是寄存器CTUR和CTLR中值的2倍。定时器溢出时,中断状态寄存器(ISR)中的计数器准备好(counter ready)置位。当发布一个中断计数器命令时,定时器不会终止,仅影响ISR中的counter ready位。当接收到一个开始计数/定时器命令时,定时器会终止当前的操作,以新的CTUR和CTLR开始一个定时周期。

② 计数方式:计数器接收到开始计数命令后,将计数值送入CTU和CTL。当计数值达到预定的存入CTUR和CTLR中的值时,ISR中的counter ready位置1,计数操作不会停止,直到接收到结束计数命令为止。CPU可以在任何时候设置寄存器CTUR和CTLR,但是该值仅有当结束本次计数并开始下一次计数命令时才有效。

(4)接收和发送

发送器接收来自CPU的并行数据,将其转换为串行数据流送往TxD端口,串行数据流被以一个开始位、可编程个数的数据位、可选择的奇偶校验位和可编程个数的停止位的组合形式发送出去。发送结束后,若没有新的数据被送往发送保持寄存器(THR),则TxD端脚保持高电平,并且状态寄存器(SR)中的位TxEMT置1。当CPU将一个新的数据送往THR后,TxEMT位清零,发送操作继续。发布一个开始break命令,可以使发送器发送一个break(持续的低电平)。发送器接收到一个终止发送的命令时,若其正在发送数据或THR中仍有数据,发送器会继续发送直到THR为空截止。

接收器从RxD引脚接收串行数据,检测其开始位、奇偶校验位、终止位,若有错误则设置状态寄存器(SR)中的相应位。接收器将数据送往接收保持寄存器(RHR),等待CPU以查询方式或以中断方式读取数据,并且将SR中的RxRDY和中断状态寄存器(ISR)的RxRDY位置1。

接收保持寄存器(RHR)是一个可容纳3个字符的先进先出队列(FIFO)。接收器将从RxD接收到的数据送往FIFO的开始位置,并将SR中的RxRDY置1。RxRDY=1,表示FIFO中有接收字符;而FFULL=1,表示FIFO已满。在方式寄存器1(MR1)中,可以选择RxRDY或FFULL作为接收中断源。读RHR可以将其中的数据连同在SR中的相应状态位一起从FIFO中弹出。

4 寄存器

寄存器是CPU与UART之间进行操作的桥梁。CPU通过编程寄存器来支配UART操作,另外,各种状态寄存器的变化也体现了命令的执行结果。

5 应 用

(1)硬件电路

图1是使用SCC2691设计的扩展串口电路。其中AD0~AD7接CPU(亿恒C164CI)数据总线;A12~A14与CPU地址线相连;、分别与CPU的读写相连;RESET接CPU的RESETOUT;2691_CS是SCC2691的片选;INTRN接CPU的中断输入端。

(2)测试程序

测试程序采用Tasking C集成环境开发,具体程序见网络补充版(http:/

百年抗争与民族振兴——中国抗击八国联军侵华战争100周年_历史论文 第三篇

编者按:2000年8月14日是八国联军攻占100周年。英、法、美、日、

德、意、奥、俄联军的野蛮入侵,在近代中国史上谱写了一曲可歌可泣的斗争

帷幕。回顾100年前惨烈的历史,对激励国人不忘国耻,增强忧患意识和振兴

中华的责任感,具有深刻的教育意义。

总结100年前的那段历史经验,可以看到,一个国家如果、经济

衰弱、军事落后、思想观念陈腐、科技落伍和民族素质低下,就必定要挨打。

中华民族要永远摆脱受人欺凌、受人宰割的命运,必须自立自强,建设强大的

国防和军队。

8月13日下午3:00,中事科学院战略研究部部长姚有志少将(博士生

导师)和宫玉振博士应邀做客日报网络版强国(www.qglt.com),与网

友交流“百年抗争与民族振兴——中国抗击八国联军侵华战争100周年”。

现将姚有志少将与网友的访谈内容整理如下:

各位好!今天我们所谈的话题,是一个沉重的话

题,是一个悲愤的话题,也是一个发人深省的话题。一百年前那

场战争在每一个中国人心灵上所留下的创伤,至今都是难以愈合

的。很荣幸今天能和大家探讨这个话题,希望这次交流能使大家

都感到有所收获,谢谢。

●BigTall:少将同志,博士先生,斑竹:我们反对谈论100

年前的问题,1年怎么样?

【宫玉振】忘记历史,就意味着背叛。

5m开外:您认为中日之间还会有战争么?大概在什么时候

发生?中日矛盾比一战后德法矛盾如何看?

【宫玉振】如果日本军国主义在日本国内占主导地位的话,

也许中日之战在所不免,但是我相信:无论是对与中国还是

日本,这都将是一场悲剧。我们并不希望看到这样的事情发

生。

●我吃我素:宫博士,我素就想知道你的博士导师是哪位?

请。

【宫玉振】我的导师是吴如嵩,硕士导师是梁义群。

●古城:甲午海战的失败,满清的,是个很重要的

因素。当今,中国的普遍问题,会不会导致历史的重演?

【宫玉振】导致战争的失败,在历史上是常有的事情。

正如你所言,清朝末年的与甲午战争的失败有着直接的关系

,今天我们国内也存在着问题,这是勿庸讳言的,但是中国

党不是清,解放军也不是湘淮军。

●捣乱家伙打版主:问两位嘉宾:现在有人否定义和团,你

们认为义和团对中国历史的作用如何??谢谢!

【宫玉振】义和团运动作为一次自发的以农民为主体的反帝

爱国运动,应该是有它的局限性的,这种局限性表现在它的排外

主义和蒙昧主义,这也是义和团运动失败的原因之一。然而义和

团运动作为一次反帝爱国运动,它的历史作用是否定不了的。首

先它阻止了对中国的瓜分,这一点就连侵略军自己都是

承认的。正是义和团所表现出来的英勇不屈的爱国精神,使列强

最终彻底放弃了瓜分中国的狂想。其次,义和团运动推动了中国

社会发展的进程,义和团运动的失败之后,资产阶级革命成为20

世纪最初十几年的主题,这大大加快了,中国近代化的进程

。从这个意义上来说,正如当时人们就指出的那样:“义和团有

功于中国”。

●铜雀深闺锁二乔:宫博士,100年前,因为义和团进攻外国

驻华而导致了八国联军进中国;1年前,北约炸了我们的

,我们又得到了什么?你说这是历史的巧合,还是别的原因?

【宫玉振】我想纠正您的一个错误,不是义和团因为进攻外

国驻华而导致八国联军侵略中国,攻打是六月二十一号

清宣战以后的事情而六月十七日八国联军便攻打了中国的大

沽炮台。

其次八国联军所谓的保卫完全是一个借口。其真实的目

的是进一步扩大对华侵略,进一步攫取在华权益所以还在六月初

德国公使克林德便公开说八国联军调兵中国“是瓜分中国的开端

”因此八国联军侵华完全是一场掠夺性的非正义的殖民战争。

第三即使是义和团攻打了外国,这也改变不了列强与中

国之间侵略与被侵略的关系。

第四我想告诉你如果你读一下八国联军侵华史你就会明白越

到后来八国联军的军事行动与保卫就越没有关系。其本质也

就暴露得越鲜明。

●钱江潮:请问宫博士,战争在道义上是道德的还是不

道德的?

【宫玉振】我们的战争与积极防御的战略方针是分不开

的。如果有人打进你的国家,在你的国土上烧杀抢掠作为一名中

国人,作为的一员,你觉得奋起抵抗是道德的还是不道德的?

●犁:请教,义和团的兴起,与中西文化观念的冲突有什么

关系?

【宫玉振】义和团最初是以“反洋教”为表现形式的,应该

说这其中确实有文化冲突的因素。例如中国社会崇尚的是孔孟之

道,而教反对祖先崇拜等等。

但是仅仅看到这一点是远远不够的,近代中国的文化冲突是

在一个特殊的背景下展开的,这就是列强对中国的入侵。

在近代史上传教士不仅是教的传播者同时也是殖民特权

的庇护者。也有不少传教士是直接为列强侵华服务的。

如德国传教士樊国(木梁)。同时在近代中国,传教士本身

就已经构成了地方、乡坤、和秘密结社之外的一大社会势力

,表现出化的倾向并直接干预地方事物,凌驾于地方官府之

上。这已经不单是一种文化冲突,而变成了一种上的侵略。

这是近代文化冲突的复杂性所在。

●九州同:宫博士,您是否认为,中国现在缺少或者急需一

个极右翼组织!!!和日本对抗!!

【宫玉振】我非常理解您的心情。 义和团的历史告诉我们,

中华民族必须有奋起抗争的精神。但是我也想说在中国这样一个

富于爱国主义传统的国度里,尽管爱国主义有多种多样的表现形

式,但是只有理性主义的爱国主义才能真正引导中国走出苦难。

●子:请问,日本人明知维新的时候怎么不抵抗外侮自动投

降?这是为什么?

【宫玉振】近代中国和日本所面临的国际格局有相似的地方

但是也是根本的差别。

西方列强殖民的主要对象是中国而不是日本。是中国承受了

西方列强的大部分压力。这为日本的发展提供了一种非常难得的

历史机遇。

这是中国所没有也不可能有的。中国只有奋起抗争,才

能争取民族的才能为自己的发展提供最基本的条件。

当然抗争与学习西方先进文明并不矛盾。只有“师夷”才能

“制夷”。

●胆小:给博士出个题目:试论军人道德组歌与军队战斗力

的关系。据说现在上上下下都得唱。

【宫玉振】士气从来就是军队战斗力的重要组成部分。一支

士气低落的部队,即使有再好的武器装备也不可能形成高的战斗

力。素质包括爱国主义,从来就是我军的优势。

●左宗棠:宫博士,您说“只有“师夷”才能“制夷”。”

,但为什么没做到呢?没有义和团的功劳吗?

【宫玉振】中国近代史有两条主线,一条是学习西方,完成

中国社会的近代化。一条是奋进抗争,争取民族。

前者以戊戌变法辛亥革命为代表,后者以义和团运动为代表

。而没有民族就根本谈不上中国社会的近代化。

义和团的合理性在于后者。我们今天纪念义和团运动不是因

为义和团的排外主义,而是因为它反映了中华民族争取民族

的要求。

●子:宫博士,你说是中国承受了大部分殖民压力才使日本

有了发展机会,我又绝对反对了。

【宫玉振】这是历史事实。当然这只是日本摆脱了沦为殖民

地半殖民地的命运的原因之一。

●中一:军队的战斗力下降的主要原因是什么?国家

经济实力还是取消了总部?

【宫玉振】构成战斗力的要素很多。俄军战斗力下降是一个

综合原因。不能以一个要素来否定另一个要素。您不觉得士气低

落是其中一个重要的原因吗?

●强国永远只是梦:主义也是西方传过来的,为什么

我们现在就不能接受西方的制度呢?

【宫玉振】是的本质要求。您不觉得从建国以

后我们的进程在大大加快吗?在中国这样一个具有几千年封

建传统的国家建设注定是一件长期的事情。

但是社会的进步的历史的必然。 这是一方面。 但这并不意

味着我们必须接受西方的制度。西方的思想必须与中国的现

实相结合就象主义必须与中国的实际相结合一样。

相信中国人是能够走出自己中国特色的之路的。

●名言如文:为什么我们对外族占领的藏南,等领土

无所谓,对华人所在喊打喊杀?宁予友邦,不予家奴?

【宫玉振】势力最不敢承认的是什么?是自己是中国人

。要从中国出去作为一名中国人你能无所谓吗?对于中

印、中日之间的领土纠分中国和中国从来就没有无所谓

的。都是为了维护中国和领土的完整。

●江颖莹:宫玉振, 你说我们需要走出中国特色的!但

比如说美国有了‘电脑’这现代化工具,我们需要‘重新制造’

有我国特色的电脑么??

【宫玉振】技术文明是可以移植的。然而文明必须靠自

己来创造。创造当然离不开交流和学习。然而任何的发展都

必须建立在已有的文明基础上。这绝不象买台电脑那样简单。

【宫玉振】今天的交流确实使我受益非浅。真理是靠交流甚

至是交锋而最终显现出来的。我所谈的只能是我的理解,我的回

答肯定有许多不当之处,希望有机会再跟各位网友作进一步的讨

电机驱动芯片LMD18200原理及应用_工科论文 第四篇

LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件,利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。LMD18200广泛应用于打印机、机器人和各种自动化控制领域。本文介绍了LMD18200芯片的结构、原理及其典型应用。

[关键词] LMD18200 MC68332 PWM 双极性驱动 单极性驱动

1、 主要性能

l 峰值输出电流高达6A,连续输出电流达3A;

l 工作电压高达55V;

l Low RDS(ON) typically 0.3W per switch;

l TTL/CMOS兼容电平的输入;

l 无 “shoot-through” 电流;

l 具有温度和过热与短路保护功能;

l 芯片结温达145℃,结温达170℃时,芯片关断;

l 具有良好的抗干扰性。

2、 典型应用

l 驱动直流电机、步机电机

l 伺服机构系统位置与转速

l 应用于机器人控制系统

l 应用于数字控制系统

l 应用于电脑打印机与绘图仪

3、 内部结构和引脚说明

LMD18200外形结构如图1所示,内部电路框图2如图所示。它有11个引脚,采用TO-220和双列直插式封装。

各引脚的功能如下:

引脚

名称

功能描述

1、11

桥臂1,2的自举输入电容连接端

在脚1与脚2、脚10与脚11之间应接入10uF的自举电容

2、10

H桥输出端

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

3

方向输入端

转向时,输出驱动电流方向见表1。该脚控制输出1与输出2(脚2、10)之间电流的方向,从而控制马达旋转的方向。

4

刹车输入端

刹车时,输出驱动电流方向见表1。通过该端将马达绕组短路而使其刹车。刹车时,将该脚置逻辑高电平,并将PWM输入端(脚5)置逻辑高电平,3脚的逻辑状态决定于短路马达所用的器件。3脚为逻辑高电平时,H桥中2个高端晶体管导通;3脚呈逻辑低电平时,H桥中2个低端晶体管导通。脚4置逻辑高电平、脚5置逻辑低电平时,H桥中所有晶体管关断,此时,每个输出端只有很小的偏流(1.5mA)。

5

PWM输入端

PWM与驱动电流方向的关系见表1。该端与3脚(方向输入)如何使用,决定于PWM类型。

6、7

电源正端与负端

8

电流取样输出端

提供电流取样,典型值为377 µA/A。

9

温度输出

温度输出,提供温度。芯片结温达145℃时,该端变为低电平;结温达170℃时,芯片关断。

表1 LMD18200逻辑真值表

PWM

转向

刹车

实际输出驱动电流

电机工作状态

H

H

L

流出1、流入2

正转

H

L

L

流入1、流出2

反转

L

×

L

流出1、流出2

停止

H

H

H

流出1、流出2

停止

H

L

H

流入1、流入2

停止

L

x

H

NONE

LMD18200工作原理:

内部集成了四个DMOS管,组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压,充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路,外接电容越大,向开关管栅极输入的电容充电速度越快,电压上升的时间越短,工作频率可以更高。引脚2、10接直流电机电枢,正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10;反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻,通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A,当超过该值时会自动封锁输出,并周期性的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长,过热保护将关闭整个输出。过热还可通过引脚9输出,当结温达到145度时引脚9有输出。

4、 典型应用

LMD18200典型应用电路如图3所示。

LMD18200提供双极性驱动方式和单极性驱动方式。双极性驱动是指在一个PWM周期里,电动机电枢的电压极性呈正负变化。双极性可逆系统虽然有低速运行平稳性的优点,但也存在着电流波动大,功率损耗较大的缺点,尤其是必须增加死区来避免开关管直通的危险,限制了开关频率的提高,因此只用于中小功率直流电动机的控制。本文中将介绍单极性可逆驱动方式。单极性驱动方式是指在一个PWM周期内,电动机电枢只承受单极性的电压。

该应用电路是Motorola 68332CPU与LMD18200接口例子,它们组成了一个单极性驱动直流电机的闭环控制电路。在这个电路中,PWM控制

高速D/A转换芯片Mx7541原理及应用_工科论文 第五篇

摘要:美国美信公司生产的Mx7541系列器件是一种12位并行高速D/A转换器,此芯片可方便地应用于精密仪器的输出控制系统中。文中介绍了该芯片的基本参数和主要特性,给出了MAx7541与单片机和CPLD连接的具体应用电路。

关键词:D/A MAx7541 数模转换器 CPLD 单片机

1 概述

MX7541是美国MAXIM公司生产的高速高精度12位数字/模拟转换器芯片,由于MX7541转换器件的功耗特别低,而且其线性失真可低达0.012%,因此,该D/A转换器芯片特别适合于精密模拟数据的获得和控制。此外,由于MX7541器件内部带有激光制作的精密晶片电阻和温度补偿电路以及NMOS开关,因而可充分保证MX7541具有12位的精度。还有一个重要特点是:MX7541的所有输入均与CMOS和TTL电平兼容。

MX7541在电气和管脚上都与AD公司的AD7541芯片兼容,它们都采用标准的18脚封装。其主要电气特点如下:

●转换时间:0.6μs;

●具有12位线性输出(1/2LSB);

●准确度:1LSB;

●功耗低,5V情况下通常为450mW;

●可进行四象限乘法转换;

●与TTL、CMOS电平兼容。

2 引脚功能和内部结构

图1所示是MX7541的引脚排列图,各引脚功能如下

VREFDAC转换器的电压参考输入端,其电压值在±25V之间;

RFB反馈电阻接入端,在双极模式时与外置运算放大器输出相连;

OUT1OUT2电流输出,I1+I2为常数;

BIT1~BIT12数字量输出,BIT1为最高位

VDD电源输入范围为+17V~+5V

GND数字地。

图2所示是MX7541 高速D/A转换芯片的内部结构功能图。

3 MX7541的输入与输出

MX7541有两种输出方式,即单极性输出和双极性输出,两种方式的电路连接图分别如图3和图4所示。两种输出方式的输入输出对应关系分别列于表1和表2。

表 单极性输入输出关系

数字输入量

模拟量输出

最高位 最低位1 1 1 11 1 1 11 1 1 1-VREF(4095/4096)1 0 0 00 0 0 00 0 0 0-VREF(2048/4096)=-1/2-VREF0 0 0 00 0 0 00 0 0 1-VREF(1/4096)0 0 0 00 0 0 00 0 0 00V

表2 双极性方式中输入输出关系

数字输入量模拟量输出最高位 最低位1 1 1 11 1 1 11 1 1 1+VREF(2047/2048)1 0 0 00 0 0 00 0 0 1+VREF(1/2048)1 0 0 00 0 0 00 0 0 00V0 1 1 11 1 1 11 1 1 1-VREF(1/2048)0 0 0 00 0 0 00 0 0 0-VREF(2048/2048)=-VREF

4 MX7541与单片机的连接

由于MX7541是12位数字输入,因此它必须与16位以上的单片机相连。当其与MCS-96单片机进行连接时,其电路非常简单,只需把单片机的数据线直接与MX7541的输入线相连即可。程序也很简单,只要不停地向其送数据即可。

5 与CPLD的连接

由于目前8位单片机应用比较多,再加上MX7541是高速D/A转换器,因此,用单片机来控制MX7541显得不是很方便。为此,本文介绍一种运用可编程逻辑器件,这里以ALTERA公司的MAX7000系列中的MAX7128S为例,来控制MX7541的方法,该方法进而可推广到其它高速D/A转换芯片。

图5 仿真输出波形

这种控制方法的基本思想是利用CPLD连接8位单片机与12位D/A转换器,其中单片机与CPLD之间采用两根控制线来进行通讯,同时用它们来决定数据线中数据的种类,表3给出了控制线中的数据意义。但应注意:该方案的输入时钟周期应小于单片机的指令周期。下面给出的是利用VERILOG语言所编写的程序:

module mx7541(clk,a,b,in,out);

output out;

input a,b,clk;

input[7..0]in;

reg[7..0]out;

reg[7..0] di;

reg[7..0]gao;

always @(negedge clk)

begin

if(a==0 & b==1)

di<=in;

else

if(a==1 & b==0)

gao<=in[3:0];

else

if(a==1 & b==1)

out<={gao[3:0],di[7:]};

end

endmodule

其仿真输出波形如图5所示。

表3 控制线中的数据意义

控制线A控制线B控制意义00不工作01低8位数据10高8位数据11输出到DA转换器

6 结束语

笔者将MX7541芯片用于高频波形发生器结果证明:该芯片性能稳定D/A转换线性良好使用简单。另外,这种方法也同样适用于其它同类产品(如MX7542,MX7543,MX7545等芯片)。

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可编程逻辑器件APEx20K的原理及应用_工科论文 第六篇

 摘要:介绍了Altera公司生产的多核架构可编程逻辑器件APEx20K系列芯片的主要特点和结构功能,给出了APEx20K内含的ClockLock以及ClockBoost电路的典型应用实例。

关键词:可编程逻辑器件  在系统设计  FPGA  APEx20K

1 主要特点

APEx20K是Altera公司生产的首款带有多核架构的可编程逻辑器件,密度在30 000到1 500 000门,时钟速度高达822MHz。这种多核结构克服了必须用多个器件来实现系统级设计的麻烦,同时也节省了PCB板的空间。由于APEx20K具有功耗低、体积小、集成度高、速度快、费用低、用户可定义功能及可重复编程和擦写等许多优点,因此,可广泛应用于系统板级设计领域。APEx20K主要特点如下:

●是第一款带有多核架构的可编程逻辑器件;

●内含嵌入式系统模块,并可实现多种存储器功能,其中包括先进先出存储功能(FIFO)、双口RAM、CAM(内容可寻址存储器);

●密度高,门数多,逻辑元素高达51840,RAM高达442368位,基于多核的乘积项高达3456,因此可以满足系统级设计的高密度要求;

●功耗低,采用1.8V-2.5V电压供电,并可与1.8V、2.5V、3.3V、5.0V供电的器件接口;

图1

●带有4个锁相环电路,可提供时钟锁定、时钟管理和时钟移位功能,因此可以降低时钟的延迟和抖动,并可以提供时钟的1倍至60倍的倍频与1到256的分频,可编程时钟相位和延迟相移;

●具有强大的I/O功能,与PCI SIG局部总线标准外设兼容,支持低压差分(LVDS)、LVTTL、LVCMOS、GTL+、CTT、AGP、LVPECL、SSTL-3和SSTL-2及高速终端逻辑(HSTL Class I);

●兼容64bit、64MHz PCI,支持PCI-x;

●支持高速外部存储器,包括DDR SDRAM以及ZBT SRAM;

●可在多重电压下工作,非常适合在混合电压系统中使用;

●采用FineLine BGA封装,减小了芯片的占用面积,同时具有更好的温度特性;

●嵌入了SignalTap的逻辑仪,增强了芯片的功能验证性能;

●支持Altera的QuartusTM II开发系统的自动布线功能。

2 功能描述

APEx20K系列器件将查找表逻辑和乘积项逻辑以及存储器集成在一体。其4输入查找表功能可实现复杂的数字处理功能,并可用乘积项实现高速控制逻辑和状态机。APEx20K中每个IOE包含一个双向I/O缓冲器和一个寄存器,IOE可以作为输入管脚、输出管脚和双向管脚使用。图1所示为APEx20K器件的结构框图。APEx20K提供了2个专用的时钟管脚和4个专用输入管脚来驱动寄存器控制输入,这些输入可以产生高速低畸变的时钟分布。它们使用专用的布线通道,延迟非常小。有4个专用用于驱动全局,这4个全局同时可以由内部逻辑驱动,以产生一个高扇出的异步清零。APEx20K器件系列同时提供有ClockLock、ColckBoost和Clockshift时钟管理电路。

APEx20K系列器件由一系列的MegaLAB结构构成,每个MegaLAB结构包含16个逻辑阵列块LABs、一个ESB和一个MegaLAB互连。每个LABs包含10个逻辑元素(LEs)、以及与LEs相关的进位链和层叠链。每个LE可以通过高速的局部互联驱动另外29个LEs。每一个LE包含一个4输入的查找表,另外,每一个LE又包含一个可编程寄存器和进位链以及层叠链。每一个LE驱动局部互连和MegaLAB互连以及FastTrack互联布线结构。

APEx20K系列器件架构提供有进位链和层叠链2种类型的专用高速数据通道,可用来连接相邻的LEs。这种连接不用局部互连通道,而只用进位链可执行加法器、计数器和比较器(可被软件工具和Mega功能自动使用),专用的层叠链可以执行高速、高扇出逻辑功能。APEx20K系列的LE可以工作在如图2所示的3种模式。

(1)正常工作模式

该模式利用其内部的层叠链,适用于通用逻辑的应用,组合功能或是宽带解码功能。在此模式下,来自LAB局部互连和进位输入的四个数据输入到四输入LUT。

(2)算术模式

该模式适用于加法器、累加器和比较器的应用。在算术模式中,一个LE使用2个3输入LUT。其中第一个LUT利用进位输入及输入数据产生一个组合输出。第二个LUT利用该组合产生进位输出,并以此形成进位链。

(3)计数模式

该模式可提供时钟使能、计数使能、同步加/减控制、同步清零、同步加载选择。同步清零和同步加载是LAB宽,其影响LAB的寄存器。因此,如果LAB中的任何一个工作在计数模式,LAB中其余的LEs被用作同一计数器的一部分或是复合功能。计数模式利用两个三输入LUTs,一个计数数据,另一个产生快速进位位。一个二选一复用器提供同步加载,另一个AND门提供异步清零。

所有的20K器件均可重新配置在特殊功能用途的板上。APEx20K可通过配置芯片EPC1、EPC2和EPC16以串行数据充方式进行在系统编程。所以,APEx20K包括一个可选接口,允许APEx20K微处理器以串行或并行、同步或异步方式配置芯片,因此,微处理器可将APEx20K看作存储器,并可通过写入虚拟内存来配置器件,而且配置十分容易。APEx20K器件配置完成后,便可通过重置器件来载入新数据。

3 应用举例

APEx20K系列器件支持ClockLock和ColckBoost等时钟管理功能,这些功能由PLL保证。ClockLock电路使用一个同步的PLL来减少器件内部的时钟延迟和畸变。ColckBoost电路可以对时钟进行倍频。其内部带有高速的时钟分布树,而且设计者不需要对时钟分布树进行设计和优化。

在设计电路板时可使用低频的来作为输入时钟,然后在片内通过倍频将其变成高频时钟。因为使用低频时钟可以降低传输线干扰,简化电路板的布局。APEx20K可进行2或4的倍频,而APEx20KE可进行更复杂的倍频。

3.1 倍频电路的应用

在以微处理器为核心的应用中,系统的输入时钟频率可以比系统中其余器件的时钟频率低。一个嵌入式微处理或其电路可以以比I/O总线时钟更快的速率运行。由于在嵌入式应用中,同步或计数时都需要快速时钟,因此,APEx20K中的时钟管理电路经常用于对低频总线时钟进行倍频,并可进行在系统开发。图3为其在嵌入式应用中时钟合成电路。

3.2 降低板上时钟的延迟

利用APEx20KE系列器件的反馈引脚可以降低板上各个器件之间的时钟畸变,用PLL功能可将反馈输入端连接至CLK输入端。PLL可在工作期间动态调整由于温度或电压变化引起的输出变化。因此在进行电路板设计时,反馈输入端的延迟应与所涉及的每个器件产生的延迟匹配。相同的延迟可确保同步的反馈输入端与目标器件的同步,从而消除延迟。图4是利用APEx20KE器件消除板上延迟的示意图。

进行电路板布线设计时,应使从CLKLK-OUT1端至每个器件的路径与反馈到CLKLK-FB1端的路径相等。

4 结论

利用APEx20K先进的ClockLock和ClockBoost功能可以显著提高系统的性能和设计灵活性。并可在器件内降低时钟延迟和消除时钟畸变。ClockBoost可以简化电路板的设计,而且在器件内部可以执行比输入时钟频率高许多的逻辑运算。此外,APEx20KE系列器件还可以执行m/(n)×k)的倍频,其中m和k的数值范围为2~160,n范围1~16。其具有的LVDS I/O接口和相位调整可以进行更复杂的时钟合成处理。

APEx20K系列器件可以支持很多电压标准,特别是LVDS的性能可以达到822M/s,且有很强的抵抗板级噪声能力,功耗也非常低。采用LVDS作为I/O接口的解决方案正逐渐成为一种趋势。因此,APEx20K系列器件会应用到越来越多的领域。

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电压电流转换接口AM442原理及应用_工科论文 第七篇

摘要:介绍了德国Analog Microelectronics公司生产的电压-电流转换器AM442的主要特点、管脚功能、工作原理、使用方法及应用电路。

关键词:电压/电流转换器 接口 AM442

1 概述

AM442是一个用于处理差分电桥的电压电流转换接口集成电路。它不仅能通过二线制方式将输入转换成标准的4-20mA电流,而且也能通过三线制方式输出0/4-20mA的电流。

AM442由三部分组成,一是用于差分放大的高精度前置放大器(I A),二是高度稳定的可调参考电压源(4.5~10V),该电压源同时可作为外接器件的激励电源,三是由电压控制的电流输出级,用于将电压转换成电流输出(0/4-20mA,12±8mA输出)。此外,AM442还有一个附加的可作为电压源或电流源的运算放大器,因此AM442可以适应工业上的不同需求,此外,只要外接少量元件,就可使AM442成为一个用途广泛的电压电流转换接口电路。

表1 AM442的引脚功能

管  脚名    称简    介1RS+检测电阻+2Vcc工作电压3RS-检测电阻-4OUT输出5CVREF电流电压源6VCRET电流电压源调节7SET输出偏置电流设定8IN-反向输入9IN+正向输入10GAIN-增益调节11GAIN增益调节12GAIN+增益调节13VSET参考电压选择14GNDIC接地15VREF参考电压源输出16DIS输出级控制

2 引脚功能和主要特点

AM442的引脚图如图1所示。各引脚的详细功能如表1所列。AM442有以下主要特点:

工作电压范围宽达6~35V;

工作温度范围为-40~+85℃;

带有4.5~10V可调的高度稳定参考电压源;

带有高精度前置放大器(输入范围大);

带有附加的电压和电流源;

增闪系数和偏置可调;

二线方式输出为4~20mA;

三线方式输出为0/4~20mA;

输出电流范围可调;

内置极性保护;

过载时可自动切断输出电流(可选择);

带有过流和超温保护功能。

3 电路原理

AM442是一个用于处理差分电桥的电压/电流转换接口集成电路。通过少量的外接元件就可以输出电流,而且可在一个较大的范围内调整。除了外接电阻Ro到Rs和电容C1(C2)之外,要使电路正常工作,还需要一个外接的三极管和一个起保护作用的二极管(见图2、图3)。外接的三极管可降低AM442的耗散功率。同时,在选择二极管和三极管时也要注意它们本身的耗散功率,AM442由三个基本单元组成,第一部分为输入级,第二部分为输出级,第三部分为可调的参考电压源。其框图如图2所示。

3.1 输入缓冲放大器

AM442的输入级是一个高精度的前置放大器。它有较大的增益调节范围,能适应不同的差分输入,因而可用于各种不同变化范围的传感器处理。增益系数的大小由外接电阻来决定。

3.2 电流输出级

在电流输出端,借用于内置参考电压源,并通过外接电阻调节偏置电压,即可调节输出电流的最小值Iset。输出电流Iout是通过集成电路管脚4(OUT)控制的三极管T1输出的。AM442的一个特别功能可通过管脚16(DIS)来实现,如果管脚DIS与参考电压管脚15(VREF)相连,那么在输入过载时,输出电流会自动切断。如果管脚16(DIS)空着,那么输出电流不会因为输入过载而自动切断。

此外,当芯片温度过高时,AM422会自动切断输出电流。

3.3 参考电压源

AM442中的参考电压源,可用作需要恒定电压的传感器或其它外接电路的供电电源。它可通过外接的电压分配器提供从4.5V~10V的任意一个数值的电压源。

图3 三线输出应用电路

4.1 三线输出应用电路

AM442典型的三线输出应用如图3所示。在三线方式输出时,管脚2(Vcc)和管脚1(RS+)相联,管脚14(GND)与地Ground相联,电路的输出增益系数可由外接电阻R1和R2来调节。AM442在该方式工作时,电路具有过流关断功能。

该例中,如需输出电流在0~20mA之间变化,那么,在偏置电流Iset为零(管脚7与管脚14相联)时。根据转换公式,其输出电流Iout应为:

Iout=VinGin/R0

同时,在电源电压和集成电路的最小工作电压Vcc(min)为6V时,它们与负载电阻RL之间的关系必须满足下面的式子,整个电路才能正常工作:

Vs据≥IoutmaxRL+6V

若将附加的运算放大器作为恒流源来使用。那么,用于传感器的桥式电路中的恒流源电流Is,可通过外接电阻Rset来确定,公式为:

Is=VBG/RSET

式中,VBG应取1.27V。实际上,在输出电流范围为0~20mA(三线方式输出)时,如果输入电压Vin的范围为0~250mV,VREF=5V,Gin=2,那么,其主要外接元件的取值应为:R0=25Ω,R1=22kΩ,R2=22kΩ,R5=40Ω,RL=0~600Ω,C1=2.2μF。

图4 二线输出应用电路

4.2 二线方式输出应用电路

图4给出了典型的二线方式输出应用电路图。在二线方式输出时,管脚2(Vcc)和管脚3(RS-)相连。需要说明的是,该方式由于AM442的16脚(DIS)悬空不接,因此不具有输入过载时的超载判断功能。而输出增益系数则仍由外接电阻R1和R2调节。

对于二线输出方式,在输出电流范围为4~20mA时,如果输入电压VIN的范围为0~200mV,VREF=5V,GIN=2,那么,外接元件的数值应为:R0=25Ω,R1=22kΩ,R2=22kΩ,R3=100kΩ,R4=0~5kΩ,R5=40Ω,RL=0~500Ω,C1=2.2μF,C2=100nF。

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高速8位ADCs MAx155/MAx156的原理及应用_工科论文 第八篇

图1

1 芯片介绍

1.1 芯片引脚定义

MAX155采用28脚DIP和宽SO两种封装,MAX156则采用24脚窄塑料DIP和28脚宽SO封装,它们的引脚排列如图1所示。

1.2 特点参数

MAX155/MAX156的主要特点和工作参数如下

●多输入通道 具有4个或8个同步跟踪保持采样输入通道;

●输入方式:具有单端、差分输入以及单极性或双极性输入方式;

●内部参考电压:2.5V;

●配置方式:混合输入配置;

●转换时间:每通道3.6μs;

●线性误差 ±1LSB最大;

●参考输入电压:2.5V典型;

●参考输出电压:2.5V典型;

●直流输入电阻:10MΩ;

●外部时钟频率:0.5~5MHz;

●电源供电方式单5V或双±5V供电;

●工作温度:0~+70℃。

2 工作原理

2.1 芯片结构图

MAX155/MAX156内部包含一个3.6μs的逐次逼近ADC和8/4个跟踪保持输入端。当转换开始时所有的模拟输入端同时采样而且无论转换是否被选择,所有的通道都进行采样。MAX155/MAX156既可进行单通道也可进行多通道转换,且通道可以配置为混合输入。它们的转换结果被存入片内RAM中,其内部结构如图2所示(以MAX155为例,MAX156类似)。

在WR端加一个脉冲即可启动MAX155/MAX156的转换。在WR的上升沿,MUX配置寄存器数据;在WR的下降沿,所有的通道开始采样。访问转换结果可用连续的RD脉冲读出,并可自动从通道0开始顺序访问RAM。每一个RD脉冲会使RAM的地址计数器加1。在多通道转换中,当WR变为低时,RAM地址计数器复位到0。在装载RAM地址(A0~A2)的同时使D4/INH为1,可设置地址并禁止转换,此时执行一条读操作可以读出RAM的任一地址。

2.2 模式配置

MAX155/MAX156根据应用场合的不同要求可以设置为两种模式输入/输出模式和硬连线模式。

(1) 输入/输出模式

当MODE输入端开路时,为输入/输出配置模式。在输入/输出配置模式中,MUX配置寄存器用于决定转换的类型。在WR的上升沿,寄存器被更新。在转换开始后,BUSY端变低,转换从选定的最低通道开始顺序进行。当BUSY变高以后,转换结果存储到RAM中。在转换结束后,微处理器可以用连续的RD脉冲访问RAM中的数据。第一次读出的数据是最低通道的转换结果,后续的脉冲将顺序读出余下通道的转换结果。

(2) 硬连线模式

对于较简单的应用场合,MODE和VSS端的连线可用来指定转换的类型,在这种连线模式下,一般不使用配置寄存器,所以D0~D7端的输入数据被忽略。以MAX155为例,MODE端连接到低电平时,在WR脉冲作用下,系统将启动8通道的单端转换;而当MODE端连接到高电平时,在WR脉冲的作用下,系统将启动4通道差分转换。实际上在D0~D7端出现的数据一般不会影响到配置寄存器。

3 电路比较

在实际测控和仪表应用中,经常会遇到要求多路数据同时进行采集的情况。而以往的A/D采样转换芯片,虽然可进行多路A/D转换,但各个通道的采样转换是依次进行的,不能保证各通道的同时采样转换。这种方式下的解决办法有两种:一种是采用单路A/D转换芯片,并在外部另加采样保持器,接着将各路输入同时进行采样保持,然后再采用多路选择器逐次选择各通路,最后再送入到单路A/D转换中去。另一种是采用多路A/D转换芯片,该方法只是在上述电路中省去了多路转换器这样能保证各路的同时采样,图3所示是采用传统A/D转换芯片时的实现方式。

虽然图3电路能保证各个通道的同时采样,但是也存在一些缺点:

(1)使用这种方法时,每个通道必须外加一个采样保持器,因而所用器件较多。

(2)电路控制比较复杂,实时性不强。

(3)大量器件在印制电路板上占用空间,既增加了布线的困难,又增加了制板的费用。

(4)系统所用的元器件较多,不利于进一步提高集成度,而且易受干扰。

因此,采用MAX155/MAX156实现多路的同时采样是非常适合的。

此外,这种电路还有如下优点:

(1)每个通道有自己的跟踪/保持电路,所有的跟踪/保持采样可同时进行,而且元件数量比较少,从而使电路板占用的空间大大减少。

(2)ADC转换器每个通道转换时间仅为3.6μs,因而实时性很强。

(3)可进行单极或双极性、单端或差分等形式的转换,应用范围广。

(4)根据应用场合的不同要求可以设置输入/输出模式和硬连线模式,因而适应性较强。

(5)芯片T/H放大器的输入阻抗很高,一般不需要输入缓冲。

(6)能够用软件改变配置寄存器来适应的不同要求,而且设计简单,控制容易。

(7)集成度高,电路不易受干扰。

4 应用实例

采集系统是工业对象检测、控制的重要环节。只有正确地将现场数据采集回来才能进行、处理。在工业对象仿真监控装置中,通常由现场传感器获得各类,经预处理电路滤波并使其电压值达到A/D转换器的电压输入范围后,送入A/D转换器的采集通道。由于本系统不但要求采集现场参数,而且还包括随机干扰和确定性干扰等扰动,所以对A/D转换器的多通道采样的同时性要求很高,MAX155/MAX156A正好满足这种要求。

将MAX156的MODE端悬空、Vss接-5V可选择正负双极性转换的输入/输出模式。AT89C52作为微处理器,主要用来控制MAX156按实际需要进行单极或双极性、单端或差分等各种形式的转换,各引脚连接如图4所示。图中,四路采样VIN1~VIN4经过预处理后,经限幅电路可分别输入到MAX156的四个模拟输入端AIN1~AIN4。MAX156的外部时钟范围为0.5~5MHz,所以,电路中将单片机AT89C52的外部时钟频率11.059MHz,通过4位二进制计数器74LS93进行四分频后,送入MAX156的外部时钟端。采样转换时,AT89C52给出一个WR脉冲,并在WR的下降沿开始转换,此时ADC的RAM地址计数器复位到0,在转换结束后,AT89C52通过连续RD的脉冲顺序读出RAM中的数据。第一次读出的是最低通道的转换结果,后续RD脉冲顺序读

电池电量计和充电器芯片DS2770的原理及应用_工科论文 第九篇

1 主要特点

DS2770是Dallas Semiconductor公司生产的一款电池电量计和锂/镍化学电池充电器集成器件,它可以通过1-Wire接口与主系统进行通信,以读取电压、温度等测量信息,同时读写EEPROM存储器,因而可广泛应用于便携式设备中。

DS2770电池管理IC可完成多种功能,它可利用简单的限流型电源给电池充电,也可作为一个高精度电量计。在通过1-Wire通信接口与主系统连接时,DS2770可以提供充电、剩余电量估计、安全管理、非易失性参数存储等功能,DS2770的主要特点如下:

●可由用户选择锂脉冲充电或镍电池充电(dT/dt充电终止方式)

●带有实时失调纠正的高精度电流测量功能,可选择内部集成的25mΩ检测电阻

●带有32字节可锁定的EEPROM和16字节SRAM

● 具有Dallas 1-Wire 数字通信接口和唯一的64位ID。

2 引脚功能

DS2770为16脚TSSOP封装,图1为其引脚排列图,各引脚的功能如下:

UV :电池电压检测端,当检测到电池电压为较低值时,该端输出低电平;

CC:充电控制输出端低电平有效;

VCH:充电电压输入端;

SNS :电流捡测电阻连接端;

VIN:电池电压检测输入;

VDD:芯片电源端;

VSS:地端;

DQ:数据输入/输出端;

LS1与LS2:电流检测输入端。

3 DS2770的结构原理

DS2770为锂离子电池充电器时采用脉冲充电方式,该方法在充电源和充电终止方式上与线性充电有所不同。脉冲充电器需要一个限制电流等于期望充电率的电源;在脉冲充电占空比降低到一定程度(如低于5%至10%)时,脉冲充电终止。实际上,DS2770还具有辅助的充电终止控制方式,即在电池温度超过+50℃或用户设定的最大充电时间用尽时可终止充电。DS2770作为电量计时,其最低分辨率为62.5μA,DS2770内部的EEPROM可使系统处理器精确计算出电量。

DS2770的内部结构原理如图2所示。由图可见,该器件主要由1-Wire接口和地址、用于测量电池电压、温度、电流及累积电流的模数转换器ADC、EEPROM和SRAM、以及充电控制电路等部分组成。

电流测量可通过内部25mΩ检测电阻来实现。将IS1通过10kΩ电阻接VSS,而将IS2通过10kΩ电阻接SNS,这样,IS1与IS2之间的电流差即可用于指示电池是被充电(电流差为正)还是在放电(电流差为负)。

DS2770有256字节的访问空间,其中,低32字节为命令、状态和控制寄存器,之后的32字节为用户可访问的EEPROM,可用于保存一般信息。但应注意:EEPROM一旦写入,将永久锁定,以保证数据完整性。但寄存器和EEPROM可通过1-Wire接口访问。

图3

4 DS2770的应用电路

使用脉冲充电器应该使用限流且稳压的电源,由于脉冲充电器不调节充电电流,因此,限流是必要条件,不过巧妙通过无源元件,DS2770也可使用限流非稳压电源。其具体电路如图3所示。

图中,当充电电源连接到CS和PACK之间,且DS2770检测到电源后,即可开始给电池充电。电路中,肖特基二极管D1用于禁止电容C1通过充电电源放电;二极管D2可为VCH提供高于VDD约0.5V的余量,同时还可阻止电池通过充电电源放电;此外,为了使VCH端电压在整个充电周期内都高于电池电压,电容C1的容值应该大于1.5μF。

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以人为本 以“善”治班语文论文_语文论文 第十篇

古人云:感人心者,莫先乎情。的确,情是开启人们心扉的一把钥匙,情到之处,金石为开。十几年的辅导员工作,使我深深感受到“以情感人”是教育学生的根本方法。新课程标准的学习,使我懂得了辅导员要树立以人为本的先进理念——视队员为朋友、为知己、为亲人,一切为了队员,真正把队员的全面发展当作教育的出发点和归宿。所以在新的理念下,我觉得辅导员工作不妨从“善”字入手,用活一个“善”字。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

一、       善自为谋

辅导员善自为谋,就是根据学校的工作重点,联系中队队员的实际特点,发挥自身的优势,谋构思、谋新奇、谋,引导队员描绘人生蓝图。

辅导员善自为谋,首先要谋构思。辅导员应该以总编导的姿态,要会“出点子,搭台子”,主动与队干部一起商量,制定制班方略。辅导员的首要工作是以制度治班,以德治班。开学初,健全班队组织,建立各级班队干部的工作职责,建立十佳队员的评比制度、进步之星评比制度、六(2)中队之星评比制度以及相关的评比标准,可以使人人有事做,事事有人做。由于职责清楚,奖惩分明,班级管理就会逐渐纳入科学化、规范化、有序化的轨道。

辅导员善自为谋,二要谋新奇。学生的好奇心强,渴望进步。我们辅导员可以充分利用学生的这个特点,开展学生喜欢的活动,并寓教育与活动之中。三月份,让学生根据课文内容添画,带领学生上网、去阅览室查找资料,绘制图样,上色、裁剪、粘贴,一系列的过程,让大家尝到了成功的喜悦,在巩固课本知识的同时,也开阔了眼界,拓展了思维,培养了小组合作精神。四月份的高空投蛋活动,既惊险又,大家精心准备,看着自己的作品从高空落下,居然安然无恙,不仅狂呼:“我成功了!“,这样的场面会令你激动不已。在分享他们成功的喜悦的同时,你会感到:队员们是多么聪明!五月份的才艺展示,那将是群星闪耀,让自信写满队员们的脸,让每个队员都能享受成功,这是我这个辅导员的工作信条。

辅导员善自为谋,还要谋。著名教育家乌申斯基说过“如果教育家希望育人,那么就必须从一切方面了解人。”从学生中来,到学生中去,发扬是班级管理的基础,没有的班级,难以形成生动活泼的局面。辅导员的重任就是营造一种让队员全员参与、全程参与的氛围,调动每个队员的情绪和积极性。这样,队员的聪明才智,、创新潜能才能得到最大限度的发挥。因此,班级中班队干部、升旗手、十佳队员等评比、选拔,我都举行全体队员大会,听取大家的意见,尊重大家的选择,使学生感到非常公正。班队干部经讨论制定了一些班规,经常是试行一周,听取广大同学的意见,然后再正式实行。这样,这些班规得到了大家的赞同,执行的时候就会畅通无阻。班级风气、面貌就会不断改善。

二、知人善任

俗话说:“知人才能善任,善教须先知人。”现代辅导员要会运用中医师的“望、闻、问、切”等手段对队员展开多方面的调查,开出“方子”,制定出最佳教育方案,辅导员不能仅会“开方子”,还应会“拔罐子”,“治病救人”才是教育的目的。一个中队,五十三名队员,各有各的特点,成绩优秀的,品德不好的,个性懒惰的……异彩纷呈。作为辅导员的我,,就要有“举世皆嫌良马瘦,唯君不弃卧龙贫”的胸怀和慧眼,以“知人”为前提,了解每位队员的特长优点,思想状况、家庭情况、学习态度、工作能力,贯彻公正、公平、公开、公认的原则,对有能力、有威信的队员委以重用,对能力差、有明显缺点的队员注意培养,给他们信心。我班有一位队员,成绩优秀,能力很强,在小组合作学习中,总是“重点发言人”,队员们对她很佩服。于是,在开学初,经大家选举,我委以重任,让她担任大队委员,并负责班级的宣传工作。接任后,她一改平时“事不关己,高高挂起”的处事办法,积极投入到自己的工作中去。每两周一次的黑板报,她带领同学精心设计,巧妙排版,一期期美观新颖的黑板报相继诞生。队员们看了高兴,我这个辅导员看了也满意。看来,信任使她的工作能力上了一个台阶。也有一位学习后进生,回家作业有时总以“忘带了”、“作业本不见了”、“本子没带回家”等借口搪塞老师,我真替他着急,其实,他是个挺聪明的孩子。后来,我和中队委商议,让他做个“小官”,当个小队长,每天收发十个学习落后队员的作业给老师批阅。他很高兴,积极性上来了,第一天准时上交,还有一种不言而喻的喜悦。第二天,还是早早地递交,三天,四天……一个星期下来,他的作业也能如期上交了,字也写得比以前端正了,我用自己的力量又开启了一扇心灵的窗户,我真高兴!这就是信任的力量!可以说,信任是对队员的一种肯定,用信任来交换信任,是转化后进生的良方。

二、       从善如流

班级管理应充分发扬,做到从善如流。原苏联教育家赞可夫说过:“教师也是人,但他又是教师,而教师这行业要求一个人的东西很多,其中一条就是要求自制。”鞋子和帽子能束缚自己,辅导员更要学会常给自己“穿鞋子”、“戴帽子”,管束自己。辅导员要鼓励学生提意见,提建议。不能搞包办代替,不能意气用事,要充分发挥班队委的特长和优势。平时,中队委的工作计划和活动安排都要集体研究决定。在中队委会议上,要中队委成员各抒己见,集思广益。记得有一次,中队委开会时,委员们觉得近段时间中队里一些队员纪律上有松懈现象,表现在:有个别男生去电子阅览室打游戏,路队纪律有些退步,班内出现了一些不文明的语言。针对这些现况,中队干部及时成立了检查小组,了一些规章制度,并征求我的意见,我非常支持他们,帮他们出谋划策,最后决定了一些奖惩办法:每周公布一次检查结果,前十五名奖励一次借书机会,后十名者剥夺一次自己喜爱的活动机会。实行后,队员们非常赞成。这学期,我们中队开展了“说句心里话”的活动,队员有什么意见、建议和烦恼,都可以通过“心里话卡片“写出来,我承诺为每个人保密。这一张张小小的卡片,就成了我们师生互相沟通的桥梁。一句句心里话,帮助我及时发现了问题,解决了问题;一句句心里话,倾吐了队员们的心声,使我们成为知己。记得王恒博同学曾经很不客气地写道:“老师,没有证据请不要乱讲。”看着这张小小的卡片,读着这简单的话语,我不禁想起了几天前狠狠地批评他的情景和那高八度的声音,一种内疚感从心底油然而生。我意识到自己已经制造了一场冤假错案,如不及时,我们师生间就会产生隔阂,就会形成一道不可逾越的鸿沟。于是我及时了解情况,找他谈心,并诚恳地向他承认了错误,很快地,我们间的隔阂消除了,他的对立情绪化解了,我们的心贴得更近了。教育家罗杰斯曾经说过:教师的态度决定着教育的成败。我也深知,管理是建立和谐师生关系的活力所在。所以,我努力为队员们创设一种宽松、和谐的成长氛围,使他们能够自由表达,畅所欲言,并时常体会到成功的快乐。而我,也总是以一种欣赏的眼光和积极的心态投身于教学活动之中,经常去鼓励他们,去欣赏他们。我知道。作为队员,被辅导员欣赏,是最幸福的事情。所以,我觉得只有坚持班级的管理,才能焕发学生参与班级管理的热情和主人翁精神,才能提高班级管理的实效。

新形势下,新课程倡导以人为本的思想。作为辅导员,要营造以人为本的环境,实施以人为本的策略。让我们用新的理念,以人为本,以善治班,为队员支撑起一片湛蓝的天空,给他们留下自由翱翔的空间,成为队员们心中的好辅导员!

 

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