摘要：為解決采用原子力顯微鏡（ＡＦＭ）系統(tǒng)進行納米機械性能測試中存在的不能夠直接獲得載荷?壓深曲線以及不能夠隨意改變加載、保載、卸載時間等問題，對ＡＦＭ系統(tǒng)進行了改造，開發(fā)了一套基于單片機的信號輸入輸出模塊。將該模塊與ＡＦＭ控制系統(tǒng)相聯(lián)，形成新的納米機械性能測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)信號輸出精度為０．１５ｍＶ，信號采集精度為０．３ｍＶ，工作臺的移動靈敏度為１．５３ｎｍ，可以動態(tài)改變垂直載荷，并實時獲得載荷?壓深曲線。通過單片機設置模擬信號的輸出速率可以實現(xiàn)加載、保載和卸載速率的改變；結合二維微動精密工作臺，可以實現(xiàn)較大范圍內(nèi)高精度的點陣壓痕測試。通過在聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料表面進行實驗測試表明：該系統(tǒng)可以高速高精度地測量樣品的納米機械性能參數(shù)，包括對樣品進行納米壓痕測試和對樣品的純彈性變形過程進行檢測，如聚二甲基硅氧烷或者各種微梁等微小構件。關 鍵 詞：原子力顯微鏡（ＡＦＭ）；單片機；納米機械性能；載荷-壓深曲線
上傳時間： 2013-10-18
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CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。一個由CAN 總線構成的單一網(wǎng)絡中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。實際應用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡硬件的電氣特性所限制。例如，當使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時，同一網(wǎng)絡中允許掛接110個節(jié)點。CAN 可提供高達1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。
上傳時間： 2013-11-17
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C8051F單片機 C8051F系列單片機 單片機自20世紀70年代末誕生至今，經(jīng)歷了單片微型計算機SCM、微控制器MCU及片上系統(tǒng)SoC三大階段，前兩個階段分別以MCS-51和80C51為代表。隨著在嵌入式領域中對單片機的性能和功能要求越來越高，以往的單片機無論是運行速度還是系統(tǒng)集成度等多方面都不能滿足新的設計需要，這時Silicon Labs 公司推出了C8051F系列單片機，成為SoC的典型代表。 C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研發(fā)快(開發(fā)工具易用，可縮短研發(fā)周期)和見效快(調(diào)試手段靈活)的特點，其性能優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下方面： 基于增強的CIP-51內(nèi)核，其指令集與MCS-51完全兼容，具有標準8051的組織架構，可以使用標準的803x/805x匯編器和編譯器進行軟件開發(fā)。CIP-51采用流水線結構，70%的的指令執(zhí)行時間為1或2個系統(tǒng)時鐘周期，是標準8051指令執(zhí)行速度的12倍；其峰值執(zhí)行速度可達100MIPS(C8051F120等)，是目前世界上速度最快的8位單片機。 增加了中斷源。標準的8051只有7個中斷源Silicon Labs 公司 C8051F系列單片機擴展了中斷處理這對于時實多任務系統(tǒng)的處理是很重要的擴展的中斷系統(tǒng)向CIP-51提供22個中斷源允許大量的模擬和數(shù)字外設中斷一個中斷處理需要較少的CPU干預卻有更高的執(zhí)行效率。 集成了豐富的模擬資源，絕大部分的C8051F系列單片機都集成了單個或兩個ADC，在片內(nèi)模擬開關的作用下可實現(xiàn)對多路模擬信號的采集轉換；片內(nèi)ADC的采樣精度最高可達24bit，采樣速率最高可達500ksps，部分型號還集成了單個或兩個獨立的高分辨率DAC，可滿足絕大多數(shù)混合信號系統(tǒng)的應用并實現(xiàn)與模擬電子系統(tǒng)的無縫接口；片內(nèi)溫度傳感器則可以迅速而精確的監(jiān)測環(huán)境溫度并通過程序作出相應處理，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。 集成了豐富的外部設備接口。具有兩路UART和最多可達5個定時器及6個PCA模塊，此外還根據(jù)不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外設接口在不使用時可以分別禁止以降低系統(tǒng)功耗。與其他類型的單片機實現(xiàn)相同的功能需要多個芯片的組合才能完成相比，C8051單片機不僅減少了系統(tǒng)成本，更大大降低了功耗。 增強了在信號處理方面的性能，部分型號具有16x16 MAC以及DMA功能，可對所采集信號進行實時有效的算法處理并提高了數(shù)據(jù)傳送能力。 具有獨立的片內(nèi)時鐘源(精度最高可達0.5%)，設計人員既可選擇外接時鐘，也可直接應用片內(nèi)時鐘，同時可以在內(nèi)外時鐘源之間自如切換。片內(nèi)時鐘源降低了系統(tǒng)設計的復雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，而時鐘切換功能則有利于系統(tǒng)整體功耗的降低。 提供空閑模式及停機模式等多種電源管理方式來降低系統(tǒng)功耗 實現(xiàn)了I/O從固定方式到交叉開關配置。固定方式的I/O端口，既占用引腳多，配置又不夠靈活。在C8051F中，則采用開關網(wǎng)絡以硬件方式實現(xiàn)I/O端口的靈活配置，外設電路單元通過相應的配置寄存器控制的交叉開關配置到所選擇的端口上。 復位方式多樣化，C8051F把80C51單一的外部復位發(fā)展成多源復位，提供了上電復位、掉電復位、外部引腳復位、軟件復位、時鐘檢測復位、比較器0復位、WDT復位和引腳配置復位。眾多的復位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設計帶來極大的好處。 從傳統(tǒng)的仿真調(diào)試到基于JTAG接口的在系統(tǒng)調(diào)試。C8051F在8位單片機中率先配置了標準的JTAG接口（IEEE1149.1）。C8051F的JTAG接口不僅支持Flash ROM的讀/寫操作及非侵入式在系統(tǒng)調(diào)試，它的JTAG邏輯還為在系統(tǒng)測試提供邊界掃描功能。通過邊界寄存器的編程控制，可對所有器件引腳、SFR總線和I/O口弱上拉功能實現(xiàn)觀察和控制。 C8051F系列單片機型號齊全，可根據(jù)設計需求選擇不同規(guī)模和帶有特定外設接口的型號，提供從多達100個引腳的高性能單片機到最小3mmX3mm的封裝，滿足不同設計的需要。 基于上述特點，Silicon Labs 公司C8051F系列單片機作為SoC芯片的杰出代表能夠滿足絕大部分場合的復雜功能要求，并在嵌入式領域的各個場合都得到了廣泛的應用：在工業(yè)控制領域，其豐富的模擬資源可用于工業(yè)現(xiàn)場多種物理量的監(jiān)測、分析及控制和顯示；在便攜式儀器領域，其低功耗和強大的外設接口也非常適合各種信號的采集、存儲和傳輸；此外，新型的C8051F5xx系列單片機也在汽車電子行業(yè)中嶄露頭角。正是這些優(yōu)勢，使得C8051單片機在進入中國市場的短短幾年內(nèi)就迅速風靡，相信隨著新型號的不斷推出以及推廣力度的不斷加大，C8051系列單片機將迎來日益廣闊的發(fā)展空間，成為嵌入式領域的時代寵兒 此系列單片機完全兼容MCS-51指令集，容易上手，開發(fā)周期短，大大節(jié)約了開發(fā)成本。C8051F系統(tǒng)集成度高，總線時鐘可達25M
上傳時間： 2013-11-24
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SAE J1939協(xié)議是由汽車工程協(xié)會(SAE)定義的，SAE J1939協(xié)議在商用車輛、艦船、軌道機車、農(nóng)業(yè)機械和大型發(fā)動機中是應用最廣泛的應用層協(xié)議，基于傳輸可靠性能優(yōu)越的CAN-bus總線，可達到250Kbps的通訊速率。在協(xié)議中，不僅指定了傳輸類型、報文結構及其分段、流量檢查等，而且報文內(nèi)容本身也做了精確的定義，SAE J1939協(xié)議由美國SAE( Society of Automotive Engineer)組織維護和推廣
上傳時間： 2013-12-02
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該器件可橋接SMBus（350μA）、3.3V邏輯器件，15V電平及低阻抗導線可以延長通信距離，增加抗干擾能力。該器件對I2C總線協(xié)議和時鐘速率沒有特殊要求。P82B96能增加I2C總線節(jié)點上掛接的最小負載數(shù)、新總線負載數(shù)和遠程I2C總線器件數(shù)，且不會對本地節(jié)點造成影響。掛接器件數(shù)目和物理上的限制也會大大減小。通過平衡傳輸線（雙絞線）或光耦隔離（光纖）發(fā)送信號，Tx、Rx結構上的分隔使其發(fā)送變得簡單，且Tx和Rx信號直接相連時而不會鎖死。
上傳時間： 2013-10-27
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PCF2123是低功耗的CMOS實時時鐘/日歷芯片。數(shù)據(jù)通過SPI總線傳輸，最大總線速率高達6.25Mbit/s。報警和定時器功能產(chǎn)生一個喚醒信號，喚醒中斷管腳。偏移寄存器可以實現(xiàn)時鐘的校準。
上傳時間： 2013-10-30
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PCA2125是低功耗的CMOS實時時鐘/日歷芯片，工作溫度高達125℃。數(shù)據(jù)通過SPI總線傳輸，最大總線速率高達6.0Mbit/s。報警和定時器功能產(chǎn)生一個喚醒信號，喚醒中斷管腳。
上傳時間： 2013-11-09
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PCF8535是一款低功耗的CMOS點陣液晶驅(qū)動器，能以1：17，1：24，1：34、1：49和1：65的多路復用速率驅(qū)動點陣液晶顯示器，驅(qū)動點陣能力可達65×133點。PCF8535將液晶驅(qū)動器所須的全部功能（包括產(chǎn)生LCD偏置電壓的產(chǎn)生等）都集成在芯片里面，這樣做可以大大地減少外部器件并降低功耗。
上傳時間： 2013-11-25
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TLC5510 是美國德州儀器公司生產(chǎn)的８位閃速結構模數(shù)轉換器，采用CMOS 工藝制造，采樣速率高達20MSPS。廣泛用于數(shù)字ＴＶ、醫(yī)學圖像、視頻會議、高速數(shù)據(jù)轉換以及ＱＡＭ解調(diào)器等方面。本文介紹了TLC5510 的性能指標、引腳功能、內(nèi)部結構和操作時序，給出了TLC5510 與MCS-51 單片微機的接口應用電路設計、軟件設計及參考電壓的配置方法。
上傳時間： 2013-11-13
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1992 I2C 總線規(guī)范的這個版本有以下的修正• 刪除了用軟件編程從機地址的內(nèi)容因為實現(xiàn)這個功能相當復雜而且不被使用• 刪除了低速模式實際上這個模式是整個I2C 總線規(guī)范的子集不需要明確地詳細說明• 增加了快速模式它將位速率增加4 倍到達400kbit/s 快速模式器件都向下兼容即它們可以在0~100kbit/s 的I2C 總線系統(tǒng)中使用• 增加了10 位尋址允許1024 個額外的從機地址• 快速模式器件的斜率控制和輸入濾波改善了EMC 性能注意100kbit/s 的I2C 總線系統(tǒng)或100kbit/s 器件都沒有改變
上傳時間： 2013-10-30
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