用單片機實現溫度遠程顯示摘 要：文章介紹了用AT89S8252單片機的串行接口與智能溫度巡回檢測儀（XJ-08S）通過RS—485總線相互通訊實現熱水溫度遠程顯示的一種低成本解決方案，內容涉及RS—485總線通訊、單片機驅動數碼管顯示、數據轉換以及鍵盤處理軟硬件設計等內容。關鍵詞：單片機 RS—485總線 數碼管顯示 數據轉換 鍵盤處理一、前 言目前檢測溫度一般采用熱電偶或熱敏電阻作為傳感器，這種傳感器至儀表之間一般都要用專用的溫度補償導線，而溫度補償導線價格很貴，并且線路太長也會影響測量精度。在實際應用中往往需要對較遠處（1KM左右）的溫度信號進行監視。現有的解決方案有很多，例如：1、 在現場用智能儀表對溫度信號進行測量，用計算機作上位機與智能儀表進行通訊來實現遠程溫度監測（采用這種方案要增加計算機設備及相關計算機軟件）。2、 NCU+DDC實現遠程溫度監測。用兩個DDC，一個安裝在現場測量溫度，另一個安裝在監視地，兩個DDC通過NCU進行通訊從而實現遠程溫度監測。但以上方案都存在成本高的問題，有沒有低成本的解決方案呢？其實，在單片機應用日益廣泛的今天，完全可以用單片機以極低的成本來實現遠程溫度監測。二、問題的提出我單位管理的鍋爐房同時給兩棟建筑物內的兩家酒店供應蒸汽，由安裝在兩棟建筑物地下室的熱交換器進行熱交換后產生熱水送給客房。從鍋爐房至兩個熱交換站的距離分別約600米，值班人員要不停地奔波于兩個熱交換站與鍋爐房之間進行設備巡視，檢查熱水溫度是否控制在規定的范圍，這樣不僅增加了值班人員的勞動強度，同時也使鍋爐房經常無人(因每班1人值班)。如果能在鍋爐房顯示兩個熱交換站內各熱交換器的熱水溫度，則值班人員僅在熱水溫度異常時才需到各熱交換站檢查設備，這樣便可解決上述問題。我公司曾就此問題找專業公司作過方案，其報價在人民幣１０萬元左右，后因種種原因該項目未實施。經過分析，本人發現可以用單片機+智能儀表以低成本實現溫度遠程顯示，并且經過實驗取得了成功，現將設計方案簡述如下：三、控制要求及解決方案選擇 1、 兩個熱交換站分高低區共安裝有8個熱交換器，正常水溫在45oC至65oC之間；兩個熱交換站與鍋爐房的距離分別為500米和600米左右。2、 要求在鍋爐房能以巡回及定點兩種方式顯示8個熱交換器的熱水溫度，巡回方式以3秒為周期輪流更新及顯示各熱交換器熱水溫度。定點方式時每按上鍵或下鍵一次則顯示上或下一個熱交換器熱水溫度，每3秒自動更新數據一次。3、 根據控制要求選擇單片機+智能儀表的解決方案：用帶通訊接口的智能儀表安裝在現場測量溫度，設計制作一個單片機裝置完成與智能儀表的通訊及數據顯示。四、通訊協議、智能儀表選擇及其參數介紹因熱水溫度信號變化較慢，因而對通信的速度要求不高，對于這種低速率遠距離的通訊選用RS-485總線適宜。RS-485是EIA（美國電子工業聯合會）在1983年公布的新的平衡傳輸標準，是工業界使用最為廣泛的雙向、平衡傳輸線標準接口，它以半雙工方式通信，支持多點連接，傳統驅動器允許創建多達32個節點的網絡，且其具有傳輸距離遠（最大傳輸距離為1200M），傳輸速度快（1200M時為100KBPS）等優點。其連接方法如下圖所示。
上傳時間： 2013-10-12
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單片機應用技術選編(9) 目錄 第一章 專題論述1.1 集成電路進入片上系統時代(2)1.2 系統集成芯片綜述(10)1.3 Java嵌入技術綜述(18)1.4 Java的線程機制(23)1.5 嵌入式系統中的JTAG接口編程技術(29)1.6 EPAC器件技術概述及應用(37)1.7 VHDL設計中電路簡化問題的探討(42)1.8 8031芯片主要模塊的VHDL描述與仿真(48)1.9 ISP技術在數字系統設計中的應用(59)1.10 單片機單總線技術(64)1.11 智能信息載體iButton及其應用(70)1.12 基于單片機的高新技術產品加密方法探討(76)1.13 新一代私鑰加密標準AES進展與評述(80)1.14 基于單片機的實時3DES加密算法的實現(86)1.15 ATA接口技術(90)1.16 基于IDE硬盤的高速數據存儲器研究(98)1.17 模擬比較器的應用(102) 第二章 綜合應用技術2.1 閃速存儲器硬件接口和程序設計中的關鍵技術(126)2.2 51單片機節電模式的應用(131)2.3 分布式實時應用的兩個重要問題(137)2.4 分布式運算單元的原理及其實現方法(141)2.5 用PLD器件設計邏輯電路時的競爭冒險現象(147)2.6 IRIG?B格式時間碼解碼接口卡電路設計(150)2.7 一種基于單片機時頻信號處理的實用方法(155)2.8 射頻接收系統晶體振蕩電路的設計與分析(161)2.9 揭開ΣΔ ADC的神秘面紗(166)2.10 過采樣高階A/D轉換器的硬件實現(172)2.11 A/D轉換的計算與編程(176)2.12 一種提高單片機內嵌式A/D分辨力的方法(179)2.13 單片微型計算機多字節浮點快速相對移位法開平方運算的實現(182)2.14 單片微型計算機多字節浮點除法快速掃描運算的實現(186)2.15 DSP芯片與觸摸屏的接口控制(188)第三章 操作系統與軟件技術3.1 嵌入式系統中的實時操作系統(192)3.2 嵌入式系統的開發利器——Windows CE操作系統(197)3.3 介紹一種實時操作系統DSP/BIOS(203)3.4 實時操作系統用于嵌入式應用系統的設計(212)3.5 實時Linux操作系統初探(217)3.6 Linux網絡設備驅動程序分析與設計(223)3.7 在51系列單片機上實現非搶先式消息驅動機制的RTOS(229)3.8 用結構化程序設計思想指導匯編語言開發(236)3.9 單片機高級語言C51與匯編語言ASM51的通用接口(240)3.10 ASM51無參數化調用C51函數的實現(245)3.11 TMS320C3X的匯編語言和C語言及混合編程技術(249)3.12 TMS320C6000嵌入式系統優化編程的研究(254)3.13 TMS320C54X軟件模擬實現UART技術(260)3.14 W78E516及其在系統編程的實現(265)3.15 鍵盤鍵入信號軟件處理方法探討(272)3.16 單片機系統中數字濾波的算法(276)第四章 網絡、通信與數據傳送 4.1 實時單片機通信網絡中的內存管理(284)4.2 CRC16編碼在單片機數據傳輸系統中的實現(288)4.3 在VC++中用ActiveX控件實現與單片機的串行通信(293)4.4 利用Windows API函數構造C++類實現串行通信(298)4.5 用Win32 API實現PC機與多單片機的串行通信(304)4.6 GPS接收機與PC機串行通信技術的開發與應用(311)4.7 TCP/IP協議問題透析(316)4.8 單片機的MODEM通信(328)4.9 無線串行接口電路設計(335)4.10 通用無線數據傳輸電路設計(340)4.11 FX909在無線高速MODEM中的應用(343)4.12 藍牙——短距離無線連接新技術(348)4.13 藍牙技術——一種短距離的無線連接技術(351)4.14 藍牙芯片及其應用(357)4.15 BlueCoreTM01藍牙芯片的特性與應用(361)4.16 內嵌微控制器的無線數據發射器的特性及應用(365)第五章 新器件及其應用技術5.1 一種全新結構的微控制器——Triscend E5(372)5.2 PSD8XXF的在系統編程技術(376)5.3 PSD813F1及其接口編程技術(382)5.4 一種優越的可編程邏輯器件——ISP器件(387)5.5 ISPPLD原理及其設計應用(393)5.6 ispPAC10在系統可編程模擬電路及其應用(397)5.7 在系統可編程器件ispPAC80及其應用(404)5.8 采用ispLSI1016設計高精度光電碼盤計數器(408)5.9 基于ADμC812的一種儀表開發平臺(413)5.10 基于P87LPC764的ΣΔ ADC應用設計方法(418)5.11 MP3解碼芯片組及其應用(431)5.12 射頻IC卡E5550原理及應用(434)5.13 HD7279A鍵盤顯示驅動芯片及應用(439)5.14 基于SPI接口的ISD4104系列語音錄放芯片及其應用(444)5.15 解決DS1820通信誤碼問題的方法(450)5.16 數字電位器在測量放大器中的應用(455)第六章 總線及其應用技術6.1 按平臺模式設計的虛擬I2C總線軟件包VIIC(462)6.2 虛擬I2C總線軟件包的開發及其應用(470)6.3 RS485總線的理論與實踐(479)6.4 RS232至RS485/RS422接口的智能轉換器(484)6.5 實用隔離型RS485通信接口的設計(489)6.6 幾種RS485接口收發方向轉換方法(495)6.7 LonWorks總線技術及發展(498)6.8 LonWorks網絡監控的簡單實現(505)6.9 現場總線CANbus與RS485之間透明轉換的實現(509)6.10 居室自動化系統中的X10和CE總線(513)6.11 通用串行總線USB(519)6.12 USB2.0技術概述(524)6.13 帶通用串行總線USB接口的單片機EZUSB(530)6.14 嵌入式處理器中的慢總線技術應用(536)6.15 SPI串行總線在單片機8031應用系統中的設計與實現(540)第七章 可靠性及安全性技術7.1 軟件可靠性及其評估(546)7.2 網絡通信中的基本安全技術(554)7.3 數字語音混沌保密通信系統及硬件實現(560)7.4 偽隨機序列及PLD實現在程序和系統加密中的應用(565)7.5 增強單片機系統可靠性的若干措施(569)7.6 FPGA中的空間輻射效應及加固技術(573)7.7 一種雙機備份系統的軟實現(577)7.8 計算機系統容錯技術的應用(581)7.9 容錯系統中的自校驗技術及實現方法(585)7.10 基于MAX110的容錯數據采集系統的設計(589)7.11 冗余式時鐘源電路(593)7.12 微機控制系統的抗干擾技術應用(599)7.13 單片開關電源瞬態干擾及音頻噪聲抑制技術(604)7.14 單片機應用系統程序運行出軌問題研究(608)7.15 分布式系統故障卷回恢復技術研究與實踐(613)第八章 典型應用實例8.1 基于單片機系統采用DMA塊傳輸方式實現高速數據采集(620)8.2 GPS數據采集卡的設計(624)8.3 一種新型非接觸式IC卡識別系統研究(629)8.4 自適應調整增益的單片機數據采集系統(633)8.5 利用光纖發射/接收器對實現遠距離高速數據采集(639)8.6 一種頻率編碼鍵盤的設計與實現(645)8.7 高準確度時鐘程序算法(649)8.8 旋轉編碼器的抗抖動計數電路(652)8.9 利用X9241實現高分辨率數控電位器(656)8.10 基于AD2S80A的高精度位置檢測系統及其在機器人控制中的應用(661)第九章 文章摘要一、專題論述(670)1.1 微控制器的發展趨勢(670)1.2 系統微集成技術的發展(670)1.3 多芯片組件技術及其應用(671)1.4 MCS51和80C51系列單片機(671)1.5 PSD813器件在單片機系統中的應用(671)1.6 主輔單片機系統的設計及應用(671)1.7 一種雙單片機結構的微機控制器(671)1.8 用PC機直接開發單片機系統(672)1.9 單片機系統大容量存儲器擴展技術(672)1.10 高性能微處理器性能模型設計(672)1.11 閃速存儲器的選擇與接口(672)1.12 串行存儲器接口的比較及選擇(672)1.13 移位寄存器分析方法的研究(673)1.14 GPS的時頻系統(673)1.15 一種基于C語言的虛擬儀器系統實現方法(673)1.16 智能家庭網絡研究綜述(673)1.17 用C51實現電力部多功能電能表通信規約(674)1.18 測控系統中采樣數據的預處理(674)1.19 數據采集系統動態特性的總體評價(674)1.20 一個高速準確的手寫數字識別系統(674)1.21 日本理光實時時鐘集成電路發展歷史及現狀(675)1.22 單片開關電源的發展及其應用(675)二、綜合應用技術(676)2.1 MCS51系列單片機在SDH系統中的應用(676)2.2 公共閃存接口在Flash Memory程序設計中的應用(676)2.3 應用IA MMXTM技術的離散余弦變換(676)2.4 串行實時時鐘芯片DS1302程序設計中的問題與對策(676)2.5 數字傳感器及其應用(677)2.6 電阻式溫度傳感器的系列化設計及其應用(677)2.7 溫度傳感器及其與微處理器接口(677)2.8 AD7416數字溫度傳感器及其應用(677)2.9 隔離放大器及其應用(677)2.10 高速A/D轉換器動態參數(678)2.11 V/F變換在單片機系統中的應用(678)2.12 微處理器內嵌式模數轉換器在精密儀器中的應用研究(678)2.13 電子秤非線性自動修正方法(678)2.14 光耦傳輸的非線性校正(678)2.15 高斯濾波器在實時系統中的快速實現(679)2.16 用在系統可編程模擬器件實現雙二階型濾波器(679)2.17 最小二乘法在高精度溫度測量中的應用(679)2.18 提高實時頻率測量范圍和精度新方法(679)2.19 具有微控制器的智能儀表設計與應用(679)2.20 用C語言編程的數據采集系統(680)2.21 大動態范圍浮點A/D數據采集器的設計(680)2.22 基于PCI高速數據采集系統(680)2.23 一種基于PC機的高速16位并行數據采集接口(680)2.24 數據采集系統中增強型并行接口（EPP）電路的設計(681)2.25 用增強型并行接口EPP協議擴展計算機的ISA接口(681)2.26 基于增強型并行接口EPP的便攜式高速數據采集系統(681)2.27 增強型并行接口EPP協議及其在CAN監控節點中的應用(681)2.28 利用增強型并行接口協議傳輸圖像文件(681)2.29 用并行接口進行數據采集(682)2.30 高信噪比的VFC/DPLL數據采集裝置(682)2.31 高精度數字式轉速測量系統的研究(682)2.32 用單片機測量相位差的新方法(682)2.33 交流采樣在電力系統中應用(682)2.34 同步圖形存儲器IS42G32256的電源與應用(683)2.35 IBM?PC處理10MHz高速模擬信號的研究(683)2.36 MCS51系列單片機存儲容量擴展方法(683)2.37 用單片機實現數字相位變換器的設計方法(683)2.38 一種新的可重配置的串口擴展方案(683)2.39 VB環境下對雙端口RAM物理讀寫的實現(684)2.40 雙CPU實現遠程多鍵盤鼠標交互(684)2.41 兩種電阻時間變換器設計與分析(684)2.42 液晶顯示器的接口和編程技巧(684)2.43 一種簡單的電機變頻調速方案及其應用(684)2.44 基于單片機的火控系統符號產生器電路原理設計(685)2.45 A/D轉換器性能的改善方法(685)2.46 快速小波變換算法與信噪分離(685)2.47 80C196MC/MD單片機多個中斷程序的同步問題(685)三、操作系統及軟件技術(686)3.1 嵌入式軟件技術的現狀與發展動向(686)3.2 什么是嵌入式實時操作系統(686)3.3 實時多任務系統中的一些基本概念(686)3.4 一個源碼公開的實時內核(687)3.5 Windows CE的實時性分析(687)3.6 串口通信多線程實現的分析(687)3.7 基于中間件的開發研究(688)3.8 Windows 95下實時控制軟件設計的研究(688)3.9 Windows NT 4.0下設備驅動程序的開發與應用(688)3.10 Windows 98 下硬件中斷驅動程序的開發(688)3.11 Windows下實時數據采集的實現(688)3.12 Win 95 下虛擬設備驅動程序設計開發(689)3.13 Win 95 環境下測控軟件中端口讀寫的快速實現(689)3.14 Linux系統中ARP的編程實現技術(689)3.15 Linux中System V進程通信機制及訪問控制技術的改進(689)3.16 VC++6.0中動態創建MSComm控件的問題及對策(689)3.17 在Visual Basic下使用I/O接口程序(690)3.18 VB應用程序速度的優化技術(690)3.19 嵌入式實時操作系統在機車微機測控軟件開發中的應用(690)3.20 結構化程序方法在匯編語言中的應用(690)3.21 AVR單片機編程特性的應用研究(690)3.22 一種有效的51系列單片機軟件仿真器(691)3.23 PIC單片機軟件模擬仿真時輸入信號的激勵方式(691)3.24 基于LabVIEW的分布式VXI儀器教學實驗系統設計(691)四、網絡、通信及數據傳輸(692)4.1 單片機網絡的組成與控制(692)4.2 實現ARINC 429數字信息傳輸的方案設計(692)4.3 結合電力線載波和電話通信的報警網絡系統(692)4.4 網絡電子密碼鎖監控系統的設計與實現(692)4.5 IRIG?E標準FM?FM解調器的有關技術(693)4.6 基于TCP/IP的多媒體通信實現(693)4.7 基于TCP/IP的多線程通信及其在遠程監控系統中的應用(693)4.8 基于Internet的遠程測控技術(693)4.9 Windows 95串行通信的幾種方式及編程(693)4.10 在Windows 95下PC機和單片機的串行通信(693)4.11 基于80C196KC微處理器的高速串行通信(694)4.12 使用PC機并行口與下位單片機通信的方法(694)4.13 雙向并口通信的開發(694)4.14 DSP和計算機并口的高速數據通信(694)4.15 一種高可靠性的PC機與單片機間的串行通信方法(694)4.16 單片機與PC機串行通信的實現方法(695)4.17 89C51單片機I/O口模擬串行通信的實現方法(695)4.18 TMS320C50與PC機高速串行通信的實現(695)4.19 DSP和PC機的異步串行通信設計(695)4.20 基于MCS單片機與PC機串行通信電平轉換(695)4.21 一種簡單的光電隔離RS232電平轉換接口設計(695)4.22 ISA總線工業控制機與單片機系統的數據交換(696)4.23 RS232/422/485綜合接口(696)4.24 基于RS485接口的單片機串行通信(696)4.25 在VC++中利用ActiveX控件開發串行通信程序(696)4.26 上位機和多臺下位機的485通信(696)4.27 計算機與CAN通信的一種方法(697)4.28 用VB語言實現對端口I/O的訪問(697)4.29 異種單片機共享片外存儲器及其與微機通信的方法(697)4.30 單片機與MODEM接口技術及其在智能儀器中的應用研究(697)4.31 采用MCS51單片機實現CPFSK調制(697)4.32 一種新型編碼芯片及其驅動程序的設計方案(698)4.33 DTMF遠程通信的軟硬件實現技術(698)4.34 采用DTMF方式通信的電度表管理系統(698)4.35 基于TAPI的電話語音系統設計方法(698)4.36 語音芯片APR9600及其在電話遙控系統中的應用(699)4.37 串行紅外收發模塊及其控制器在紅外抄表系統中的應用(699)4.38 HSP50214B PDC及其在軟件無線電中的應用(699)4.39 變速率CDMA系統軟件無線電多用戶接收機(699)五、新器件及應用技術(700)5.1 全幀讀出型面陣CCD光電傳感器在圖像采集中的應用(700)5.2 光電碼盤四倍頻分析(700)5.3 H8/300H系列單片機及其應用(700)5.4 PIC 16F877單片機的鍵盤和LED數碼顯示接口(700)5.5 PIC16F877單片機實現D/A轉換的兩種方法(701)5.6 P89C51RX2 的PCA原理及設計(701)5.7 ADμC812中串口及其應用(701)5.8 INTEL96系列單片機中若干問題的討論(701)5.9 關于INTEL96系列單片機中HSO事件的設置(701)5.10 MAX3100與PIC16C5X系列單片機的接口設計(702)5.11 單片MODEM芯片在遠程數據通信中的應用(702)5.12 MX919在無線高速MODEM中的應用(702)5.13 高速串行數據收發器CY7B923/933及應用(702)5.14 雙口RAM與FIFO芯片在數據處理系統中應用的比較(702)5.15 MAX202E在串行通信中的應用(703)5.16 線性隔離放大器ISO122的原理及應用(703)5.17 AD606對數放大器的研究與應用(703)5.18 電流/電壓轉換芯片MAX472在永磁直流電動機虛擬測試系統中的應用… (703)5.19 高精度模數轉換器AD676的原理及應用(703)5.20 DS2450 A/D轉換器的特性與應用(704)5.21 80C196KC內部A/D轉換器的使用(704)5.22 一種16～24位分辨率D/A轉換器的設計(704)5.23 串行A/D轉換器TLC2543與TMS320C25的接口及編程(704)5.24 A/D轉換器ICL7135積分特性應用(704)5.25 高精度A/D轉換器AD7711A及應用(705)5.26 多路A/D轉換器AD7714及其與M68HC11單片機接口技術(705)5.27 用AD7755設計的低成本電能表(705)5.28 20位Σ?Δ立體聲ADA電路TLC320AD75C的接口電路設計(705)5.29 24位A/D轉換器ADS1210/1211及其應用(706)5.30 模數轉換器AD7705及其接口電路(706)5.31 串行A/D轉換器ADS7812與單片機的接口技術(706)5.32 串行A/D轉換器TLC548/549及其應用(706)5.33 采樣率可變16通道16位隔離A/D電路(706)5.34 TLC549在交流有效值測量中的應用(707)5.35 溫度傳感器DS18B20的特性及程序設計方法(707)5.36 DS1820及其高精度溫度測量的實現(707)5.37 采用DS1820的電弧爐爐底溫度監測系統(707)5.38 并行實時時鐘芯片DS12887及其應用(707)5.39 利用實時時鐘X1203開啟單片機系統(708)5.40 時鐘芯片DS1302及其在數據記錄中的應用(708)5.41 串行顯示驅動器PS7219及與單片機的接口技術(708)5.42 MAX7219在PLC中的應用(708)5.43 一種實用的LED光柱顯示器驅動方法(708)5.44 基于電能測量芯片ADE7756的智能電度表設計(709)5.45 TSS721A在自動抄表系統中的應用(709)5.46 電流傳感放大器MAX471/MAX472的原理及應用(709)5.47 8XC552模數轉換過程及其自動調零機制(709)5.48 旋轉變壓器數字轉換器AD2S83在伺服系統中的應用(709)5.49 具有串行接口的I/O擴展器EM83010及其應用(710)5.50 新型LED驅動器TEC9607及其應用(710)5.51 新型語音識別電路AP7003及其應用(710)六、總線技術(711)6.1 現場總線技術的發展及應用展望(711)6.2 CAN總線點對點通信應用研究(711)6.3 基于CAN總線的數據通信系統研究(711)6.4 基于CAN總線的分布式數據采集與控制系統(711)6.5 基于CAN總線的分布式鋁電解智能系統(711)6.6 CAN總線在通信電源監控系統中的應用(712)6.7 CAN總線在弧焊機器人控制系統中的應用(712)6.8 CAN總線及其在噴漿機器人中的應用(712)6.9 基于CAN控制器的單片機農業溫室控制系統的設計(712)6.10 現場總線國際標準與LonWorks在智能電器中的應用(712)6.11 基于LON總線技術的暖通空調控制系統(712)6.12 通用串行總線（USB）及其芯片的使用(713)6.13 USB在數據采集系統中的應用(713)6.14 用MC68HC05JB4開發USB外設(713)6.15 8x930Ax/Hx USB控制器芯片及其在數字音頻中的應用(713)6.16 基于MC68HC（9）08JB8芯片的USB產品——鍵盤設計(713)6.17 I2 C總線在LonWorks網絡節點上的應用(714)6.18 Neuron3150的并行I/O接口對象及其應用(714)6.19 新型串行E2PROM 24LC65在LonWorks節點中的應用(714)6.20 利用I2C總線實現DSP對CMOS圖像傳感器的控制(714)6.21 在I2C總線系統中擴展LCD顯示器(714)6.22 基于Windows環境的GPIB接口設計實現(714)6.23 微機PCI總線接口的研究與設計(715)6.24 通用串行總線（USB）原理及接口設計(715)6.25 CAN總線與1553B總線性能分析比較(715)6.26 利用USB接口實現雙機互聯通信(715)6.27 一種帶USB接口的便攜式語音采集卡的設計(715)七、可靠性技術(716)7.1 電磁干擾與電磁兼容設計(716)7.2 計算機的防電磁泄漏技術(716)7.3 低輻射計算機系統的設計實現(716)7.4 靜電測量及其程序設計(716)7.5 電子產品生產中的靜電防護技術(716)7.6 電子測控系統中的屏蔽與接地技術(717)7.7 微機控制系統的抗干擾技術(717)7.8 如何提高單片機應用產品的抗干擾能力(717)7.9 工業控制計算機系統中的常見干擾及處理措施(717)7.10 GPS用于軍用導航中的抗干擾和干擾對抗研究(717)7.11 基于開放式體系結構的數控機床可靠性及抗干擾設計(717)7.12 變頻器應用技術中的抗干擾問題(718)7.13 單片機的軟件可靠性編程(718)7.14 單片微機的軟件抑噪方案(718)7.15 SmartLock并口單片機軟件狗加密技術(718)7.16 單片機系統中復位電路可靠性設計(718)7.17 測控系統中實現數據安全存儲的實用技術(718)7.18 高精度儀表信號隔離電路設計(719)7.19 基于AT89C2051單片機的防誤操作智能鎖(719)7.20 Email的安全問題與保護措施(719)7.21 雙機容錯系統的一種實現途徑(719)7.22 單片機應用系統抗干擾設計綜述(719)7.23 微機控制系統中的干擾及其抑制方法(720)7.24 智能儀表的抗干擾和故障診斷(720)八、應用實踐(721)8.1 AT89C51在銀行利率顯示屏中的應用(721)8.2 基于8xC196MC實現的磁鏈軌跡跟蹤控制(721)8.3 基于80C196KC的開關磁阻電機測試系統(721)8.4 80C196KB單片機在繞線式異步電動機啟動控制中的應用(721)8.5 GPS時鐘系統(721)8.6 一種由AT89C2051單片微機實現的功率因數補償裝置(722)8.7 數據采集系統芯片ADμC812及其在溫度監測系統中的應用(722)8.8 用AVR單片機實現蓄電池剩余電量的測量(722)8.9 基于SA9604的多功能電度表(722)8.10 數字正交上變頻器AD9856的原理及其應用(722)8.11 基于MC628的可變參數PID控制方法的實現(723)8.12 Windows 98下遠程數據采集系統設計(723)8.13 一種新式微流量計的研究(723)8.14 一種便攜式多通道精密測溫儀(723)8.15 一種高精度定時器的設計及其應用(723)8.16 智能濕度儀設計(724)8.17 固態數字語音記錄儀的設計與實現(724)8.18 多功能語音電話答錄器的設計(724)8.19 白熾燈色溫測量裝置電路設計(724)8.20 交直流供電無縫連接電源控制系統設計(724)8.21 小型電磁輻射敏感度自動測試系統的設計(725)8.22 生物電極微電流動態檢測裝置(725)8.23 二種鉑電阻4～20 mA電流變送器電路(725)8.24 基于單片機的智能型光電編碼器計數器(725)8.25 嵌入式系統中利用RS232C串口擴展矩陣式鍵盤(725)8.26 電壓矢量控制PWM波的一種實時生成方法(725)8.27 便攜式電能表校驗裝置現場使用分析(726)8.28 用單片機實現大型電動機的在線監測(726)8.29 PLC在L型管彎曲機電控系統中的應用(726)8.30 用EPROM實現步進電機的控制(726)8.31 一種手持設備的智能卡實現技術(726)8.32 鈔票顏色識別系統的設計(727)8.33 數字鎖相環在位置檢測中的應用(727)九、DSP及其應用技術(728)9.1 數字信號處理器DSPs的發展(728)9.2 用TMS320C6201實現多路ITU?T G.728語音編碼標準(728)9.3 采用DSP內核技術進行語音壓縮開發(728)9.4 TMS320C80與存儲器接口分析(728)9.5 TMS320C32浮點DSP存儲器接口設計(728)9.6 TMS320VC5402 DSP的并行I/O引導裝載方法研究(729)9.7 TMS320C30系統與PC104進行雙向并行通信的方法(729)9.8 基于TMS320C6201的G.723.1多通道語音編解碼的實現(729)9.9 基于TMS320C6201的多通道信號處理平臺(729)9.10 基于兩片TMS320C40的高速數據采集系統(729)9.11 使用TMS320C542構成數據采集處理系統(730)9.12 基于TMS320C32的視覺圖像處理系統(730)9.13 用ADSP?2181和MC68302實現MPEG?2傳送復用器(730)9.14 基于DSP的PC加密卡(730)9.15 TMS320C2XX及其在寬帶恒定束寬波束形成器中的應用(730)9.16 DS80C320單片機在無人機測控數據采編器中的應用(731)9.17 基于TMS320F206 DSP的圖像采集卡設計(731)9.18 基于定點DSP的實時語音命令識別模塊(731)9.19 基于TMS320C50的語音頻譜分析儀(731)9.20 利用DSP實現的專用數字錄音機(731)9.21 基于DSP的全數字交流傳動系統硬件平臺設計(732)9.22 ADSP2106x中DMA的應用(732)9.23 軟件無線電中DSP應用模式的分析(732)9.24 快速小波變換在DSP中的實現方法(732)十、PLD及EDA技術應用(733)10.1 可編程器件實現片上系統(733)10.2 VHDL語言在現代數字系統中的應用(733)10.3 用VHDL設計有限狀態機的方法(733)10.4 ISP-PLD在數字系統設計中的應用(733)10.5 基于FPGA技術的新型高速圖像采集(734)10.6 Protel 99SE電路仿真(734)10.7 可編程邏輯器件（PLD）在電路設計中的應用(734)10.8 基于FPGA的全數字鎖相環路的設計(734)10.9 基于EPLD器件的一對多打印機控制器的研制(734)10.10 一種VHDL設計實現的有線電視機頂盒信源發生方案(735)10.11 一種并行存儲器系統的FPGA實現(735)10.12 SDRAM接口的VHDL設計(735)10.13 采用ISP器件設計可變格式和可變速率的通信數字信號源(735)10.14 利用FPGA技術實現數字通信中的交織器和解交織器(735)10.15 XC9500系列CPLD遙控編程的實現(736)10.16 PLD器件在紅外遙控解碼中的應用(736)10.17 利用XCS40實現小型聲納的片上系統集成(736)10.18 可編程邏輯器件的VHDL設計技術及其在航空火控電子設備中的應用… (736)10.19 DSP+FPGA實時信號處理系統(736)10.20 CPLD在IGBT驅動設計中的應用(737)10.21 基于FPGA的FIR濾波器的實現(737)10.22 用可編程邏輯器件取代BCD?二進制轉換器的設計方法(737)
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基于多點網絡的水廠自動監控系統設計Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works劉 美 俊(湖南工程學院，湘潭411101)摘要針對水廠工作水泵多、現場離控制站距離遠的特點，提出了一種基于MPI多點網絡的自動監控系統的設計方法，分析了系統的工作原理，介紹了系統中數據的采集與處理、主站與從站的通信原理以及系統軟件的設計。由于這種系統的主、從站PLC之間采用MPI網絡通信，具有運行可靠、性能價格比高的特點，所以適用于中小規模水廠的分布式監控場合。關鍵詞多點網絡主站從站監控系統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 自來 水 廠 的自動控制系統一般分為兩大部分，一對組態硬件要求較高，投資較大。相對而言，MPI網是水源地深水泵的工作控制，一是水廠區變頻恒壓供絡速度可達187.5 M bps，通過一級中繼器傳輸距離可水控制，兩部分的實際距離通常都比較遠。某廠水源達Ikm 。根據水廠的具體情況，確定以MPI方式組地有3臺深井泵給水廠區的蓄水池供水。水廠區的成網絡，主站PLC為S7-300系列的CPU3121FM，從任務是對水池的水進行消毒處理后，通過加壓泵向管站為S7-200系列的CPU222。這樣既滿足了系統要路恒壓供水。選用Siemens公司的S7系列可編程控求，又相對于Profibus網絡節省了三分之一的成本，制器(PLC)和上位機組成實時數據采集和監控系統， 這種分布式監控系統具有較高的性能價格比。系統對深水泵進行遠程控制，對供水泵采用變頻器進行恒中PLC的物理層采用RS - 485接口，網絡延伸選用壓控制以保證整個水廠的電機設備安全、可靠地運帶防雷保護的中繼器，使系統的安全運行得到了保行。證。MPI網絡的拓撲結構如圖1所示。1 多點網絡(NWI)監控系統的組成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多點網絡與Profibus現場總線網絡兩種組網方式。Profibus現場總線的應用目前較為普遍，通用性較好，它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA組成。Profibus - DP型用于分散外設間的數據傳輸，傳輸速率為9.6kbps一12Mbps，主要用于現場控制器與分散1/0之間的通信，可滿足交直流調速系統快速響應的時間要求，特別適合于加工自動化領域的應用;Profibus - FMS主要解決車間級通信問題，完成中等傳輸速度的循環或非循環數據交換任務，適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理層和數據鏈路層，適用于過程自動化的總線類型。
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RS-232-C 是PC 機常用的串行接口,由于信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL 電路連接。本產品(轉接器),可以實現任意電平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的無源電平轉接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口？采用RS-232-C 接口有何特點？傳輸電纜長度如何考慮？答： 計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970 年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、 調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串行二進制數據交換接口技術標準”該標準規定采用一個25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。(1) 接口的信號內容實際上RS-232-C 的25 條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9 條引線。(2) 接口的電氣特性 在RS-232-C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即：邏輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V 的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1”(3) 接口的物理結構 RS-232-C 接口連接器一般使用型號為DB-25 的25 芯插頭座,通常插頭在DCE 端,插座在DTE端. 一些設備與PC 機連接的RS-232-C 接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以采用DB-9 的9 芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。(4) 傳輸電纜長度由RS-232C 標準規定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應為50 英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50 英尺，美國DEC 公司曾規定允許碼元畸變為10%而得出附表2 的實驗結果。其中1 號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723 內有三對雙絞線，每對由22# AWG 組成，其外覆以屏蔽網。2 號電纜為不帶屏蔽的電纜。 2. 什么是RS-485 接口？它比RS-232-C 接口相比有何特點？答： 由于RS-232-C 接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四點：（1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL 電路連接。（2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。（3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。（4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50 英尺，實際上也只能 用在50 米左右。針對RS-232-C 的不足，于是就不斷出現了一些新的接口標準，RS-485 就是其中之一，它具有以下特點：1. RS-485 的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6） V 表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V 表示。接口信號電平比RS-232-C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL 電平兼容，可方便與TTL 電路連接。2. RS-485 的數據最高傳輸速率為10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好。4. RS-485 接口的最大傳輸距離標準值為4000 英尺，實際上可達 3000 米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1 個收發器， 即單站能力。而RS-485 接口在總線上是允許連接多達128 個收發器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485 接口方便地建立起設備網絡。因RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485 接口組成的半雙工網絡，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 接口連接器采用DB-9 的9 芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485 采用DB-9（針）。3. 采用RS485 接口時，傳輸電纜的長度如何考慮？答： 在使用RS485 接口時，對于特定的傳輸線經，從發生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數，這個 長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG 銅芯雙絞電話電纜（線 徑為0.51mm），線間旁路電容為52.5PF/M，終端負載電阻為100 歐 時所得出。（曲線引自GB11014-89 附錄A）。由圖中可知，當數據信 號速率降低到90Kbit/S 以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV 時， 則電纜長度被限制在1200M。實際上，圖中的曲線是很保守的，在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如：當數據信號速率為600Kbit/S 時，采用24AWG 電纜，由圖可知最 大電纜長度是200m，若采用19AWG 電纜（線徑為0。91mm）則電纜長 度將可以大于200m； 若采用28AWG 電纜（線徑為0。32mm）則電纜 長度只能小于200m。
上傳時間： 2013-10-11
上傳用戶：時代電子小智
如同今天的許多通用單片機(MCU)已經把USB、CAN和以太網作為標準外設集成在芯片內部一樣，越來越多的無線網絡芯片和無線網絡解決方案也在向集成SoC 方向發展，比如第一代產品，Nordic公司nRF905，Chipcon公司cc1010 他們集成了8051兼容的單片機.這些無線單片機適合一般的點對點和點對多點的私有網絡應用，如單一產品的遙控器和抄表裝置等。無線通訊技術給智能裝置的互連互通提供了便捷的途徑，工業無線網絡作為面向工業和家庭自動化的網絡技術也正在向著智能，標準和節能方向發展。 目前在工業控制和消費電子領域使用的無線網絡技術有ZigBee、無線局域網(Wi-Fi)、藍牙(Blutooth)、GPRS通用分組無線業務、 ISM、IrDA等， 未來還能有3G、超寬頻(UWB)、無線USB、Wimax等。 當然還有大量的私有和專用無線網絡在工業控制和消費電子裝置中使用，其中ZigBee、GPRS是在目前在國內工業控制中討論和使用比較多的兩種，藍牙和無線局域網是在消費電子產品如手機、耳機、打印機、照相機和家庭中小企業網絡中廣泛使用的無線協議(個別工業產品也有應用，如無線視頻監控和汽車音響系統)，當然私有無線網絡技術和產品在工業也有很多的應用。 ZigBee是一個低功耗、短距離和低速的無線網絡技術，工作在2.4GHz國際免執照的頻率，在IEEE標準上它和無線局域網、藍牙同屬802家族中的無線個人區域網絡， ZigBee是有兩部分組成，物理和鏈路層符合IEEE802.15.4， 網絡和應用層符合ZigBee聯盟的規范。ZigBee聯盟是在2002年成立的非盈利組織，有包括TI、霍尼威爾、華為在內兩百多家成員， ZigBee聯盟致力推廣兼容802.15.4和ZigBee協議的平臺， 制定網絡層和應用架構的公共規范，希望在樓宇自動化、居家控制、家用電器、工業自動控制和電腦外設等多方面普及ZigBee標準。 GPRS是在現有的GSM 網絡發展出來的分組數據承載業務，它工作在標準的GSM頻率，由于是一個分組交換系統，它適合工業上的突發，少量的數據傳輸，還因為GSM網絡覆蓋廣泛，永遠在線的特點，GPRS特點適合工業控制中的遠程監控和測量系統。在工業控制應用中GPRS 芯片一般是以無線數傳模塊形式出現的，它通過RS232全雙工接口和單片機連接，軟件上這些模塊都內置了GPRS，PPP和TCP/IP協議，單片機側通過AT指令集向模塊發出測試，連接和數據收發指令，GPRS模塊通過中國移動cmnet進入互聯網和其他終端或者服務器通訊。目前市場常見的模塊有西門子G24TC45、TC35i，飛思卡爾G24，索愛GR47/48， 還有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模塊WMP50/100。GPRS模塊有區分自帶TCP/IP協議和不帶協議兩種，一般來講，如果是單片機側有嵌入式操作系統和TCP/IP協議支持的話或者應用的要求只是收發短信和語音功能的話，可以選擇不帶協議的模塊。 先進的SoC技術正在無線應用領域發揮重要的作用。德州儀器收購了Chipcon公司以后發布的CC2430 是市場上首款SoC的ZigBee單片機， 見圖1，它把協議棧z-stack集成在芯片內部的閃存里面， 具有穩定可靠的CC2420收發器，增強性的8051內核，8KRAM，外設有I/O 口，ADC，SPI，UART 和AES128 安全協處理器，三個版本分別是32/64/128K的閃存，以128K為例，扣除基本z-stack協議還有3/4的空間留給應用代碼，即使完整的ZigBee協議，還有近1/2的空間留給應用代碼，這樣的無線單片機除了處理通訊協議外，還可以完成一些監控和顯示任務。這樣無線單片機都支持通過SPI或者UART與通用單片機或者嵌入式CPU結合。 2008年4月發表CC2480新一代單片ZibBee認證處理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗單片機結合的例子。圖1 CC2430應用電路 工業控制領域的另一個芯片巨頭——飛思卡爾的單片ZigBee處理器MC1321X的方案也非常類似，集成了HC08單片機核心， 16/32/64K 閃存，外設有GPIO， I2C和ADC， 軟件是Beestack 協議，只是最多4K RAM 對于更多的任務顯得小了些。但是憑借32位單片機Coldfire和系統軟件方面經驗和優勢， 飛思卡爾在滿足用戶應用的彈性需求方面作的更有特色，它率先能夠提供從低-中-高各個層面的解決方案，見圖2。
上傳時間： 2013-11-02
上傳用戶：momofiona
這是一本關于Intel 80C51 以及廣大的51 系列單片機的書這本書介紹給讀者一些新的技術使你的8051 工程和開發過程變得簡單請注意這本書的目的可不是教你各種8051 嵌入式系統的解決方法為使問題討論更加清晰在適當的地方給出了程序代碼我們以討論項目的方法來說明每章碰到的問題所有的代碼都可在附帶的光盤上找到你必須熟系C 和8051 匯編因為本書不是一本C 和匯編的指導書你可以買到不少關于ANSI C 的書最佳選擇當然是Intel的數據書可從你的芯片供應商處免費索取和隨編譯工具附送的手冊附送光盤中有我為這本書編寫和收集的程序這些程序已經通過測試這并不意味著你可以隨時把這些程序加到你的應用系統或工程中有些地方必須首先經過修改才能結合到你的程序中這本書將教你充分使用你的工具如果你只有8051 的匯編程序你也可以學習該書和使用這些例子但是你必須把C 語言的程序裝入你的匯編程序中這對懂得C 語言和8051匯編程序指令的人來說并不是一件困難的事如果你有C 編譯器的話那恭喜你使用C 語言進行開發是一個好的決定你會發現使用C 進行開發將使你的工程開發和維護的時間大大減少如果你已經擁有Keil C51 那你已經選擇了一個非常好的開發工具我發現Keil 軟件包能夠提供最好的支持本書支持Keil C 的擴展如果你有其它的開發工具像Archimedes 和Avocet 這本書也能很好地為你服務但你必須根據你所用的開發工具改變一些Keil 的特殊指令在書的一些地方有硬件圖實例程序在這些硬件上運行這些圖繪制地不是很詳細主要是方框圖但足以使讀者明白軟件和硬件之間的接口讀者應該把這本書看成工具書而不是用來學習各種系統設計通過本書你可以了解給定一定的硬件和軟件設計之后8051 的各種性能希望你能從本書中獲取靈感并有助于你的設計使你豁然開朗當然我希望你也能夠從本書中學到有用的知識使之能夠提升你的設計 8051 系列微處理器基于簡化的嵌入式控制系統結構被廣泛應用于從軍事到自動控制再到PC 機上的鍵盤上的各種應用系統上僅次于Motorola 68HC11 在 8 位微控制器市場上的銷量很多制造商都可提供8051 系列單片機像Intel Philips Siemens 等這些制造商給51 系列單片機加入了大量的性能和外部功能像I2C 總線接口模擬量到數字量的轉換看門狗PWM 輸出等不少芯片的工作頻率達到40M 工作電壓下降到1.5V 基于一個內核的這些功能使得8051 單片機很適合作為廠家產品的基本構架它能夠運行各種程序而且開發者只需要學習這一個平臺8051 系列的基本結構如下1 一個8 位算術邏輯單元2 32 個I/O 口4 組8 位端口可單獨尋址3 兩個16 位定時計數器4 全雙工串行通信5 6 個中斷源兩個中斷優先級6 128 字節內置RAM7 獨立的64K 字節可尋址數據和代碼區每個8051 處理周期包括12 個振蕩周期每12 個振蕩周期用來完成一項操作如取指令和計算指令執行時間可把時鐘頻率除以12 取倒數然后指令執行所須的周期數因此如果你的系統時鐘是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒執行的指令個數為921583條指令取倒數將得到每條指令所須的時間1.085ms
上傳時間： 2013-11-09
上傳用戶：chenlong
單片機原理與應用《課程簡介》：單片機已成為電子系統中進行數據采集、信息處理、通信聯絡和實施控制的重要器件。通常利用單片機技術在各種系統、儀器設備或裝置中，形成嵌入式智能系統或子系統。因此，單片機技術是電類專業特別是電子信息類學生必須具備的基本功。本課程以51系列單片機為模型，主要向學生介紹單片機的基本結構、工作原理、指令系統與程序設計、系統擴展與工程應用。作為微機原理與接口技術的后續課程，本課程強調實踐環節，側重系統構成與應用設計。力求通過實踐環節，軟、硬結合，培養初步的單片機開發能力，并使其前導課程講授的基本概念得到綜合與深化。由于課時的限制，綜合性的應用設計安排在后續課程《微機應用系統設計》中進行。 課 程 內 容：第一章 單片微型計算機概述單片機的發展與應用 MCS-51系列單片機簡介第二章 MCS-51系列單片機結構MCS-51單片機基本結構 CPU 時序簡介 存儲器空間結構 片內RAM與SFR時鐘電路與復位電路 并行I/O口與總線擴展第三章 MCS-51單片機指令系統指令系統簡介數據傳送指令 數據處理指令 位處理指令 程序控制指令匯編語言程序設計方法 程序調試的常用方法第四章 SCB-I 單片單板機SCB-I 單片單板機結構簡介 監控系統簡介SCB-I 單片單板機的基本操作 第五章 單片機常用接口電路的軟、硬件設計LED顯示接口電路與應用編程鍵盤接口電路與應用編程計數器/定時器工作原理及其應用編程MCS-51中斷系統及其應用編程8255擴展并行接口及其應用編程串行通信接口及其應用編程A/D與D/A轉換接口及其應用編程*第六章 單片機應用系統設計舉例第七章 單片機開發工具簡介* 加“*”為選講內容教學要求：1、 了解單片機的一般性概念及單片機技術的發展。2、 掌握51系列單片機的基本結構與工作原理。3、 掌握51系列單片機的指令系統與程序設計的基本方法。4、 以單片單板機為樣板，掌握51系列單片機的系統擴展設計。5、 通過實驗，掌握單片機常用接口電路的軟硬件設計及其應用。6、 以上為本課程的基本要求。作為提高要求，對有能力、有興趣的學生，若能較快地完成基本實驗，可在規定課時內安排有一定難度的綜合性實驗，以提高其應用設計的能力。 課時安排和考核方式：1、 講課40學時，實驗20學時，課內外學時比 1:2 ；（實驗從第七周開始，7個基本實驗，選做1個綜合實驗）2、 考核方式平時考查 20實驗考核 40（含實驗過程、實驗驗收與實驗報告）期末筆試 40參考書：《MCS-51單片機應用設計》 張毅剛 等編 哈爾濱工業大學出版社《MCS-51系列單片機原理及應用》 孫涵芳 徐愛卿 編著 北京航空航天大學出版社《單片微機與測控技術》 趙秀菊 等編 東南大學出版社《單片微型機原理、應用與實驗》 張友德 等編 復旦大學出版社 《單片機實驗》 肖璋 雷兆宜 編 暨南大學講義
上傳時間： 2014-01-08
上傳用戶：417313137
PIC系列單片機手冊 第1 章 簡介 1-1簡介 ................................................................................................................................................................. 1-2本手冊的宗旨 ................................................................................................................................................... 1-3器件結構 .......................................................................................................................................................... 1-4開發支持 .......................................................................................................................................................... 1-6器件種類 .......................................................................................................................................................... 1-7格式和符號的約定 ......................................................................................................................................... 1-12相關文檔 ........................................................................................................................................................ 1-14相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 1-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 1-18第2 章 振蕩器 2-1簡介 ................................................................................................................................................................. 2-2振蕩器配置 ...................................................................................................................................................... 2-2晶體振蕩器 / 陶瓷諧振器 ................................................................................................................................. 2-4外部RC 振蕩器 ............................................................................................................................................. 2-124MHz 內部 RC 振蕩器 ................................................................................................................................... 2-13休眠模式對片內振蕩器的影響 ........................................................................................................................ 2-17器件復位對片內振蕩器的影響 ........................................................................................................................ 2-17設計技巧 ........................................................................................................................................................ 2-18相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 2-19版本歷史 ........................................................................................................................................................ 2-20第3 章 復位 3-1簡介 ................................................................................................................................................................. 3-2上電復位、上電延時定時器、 起振定時器、欠壓復位和奇偶校驗錯誤復位 ...................................................... 3-4寄存器和狀態位的值 ...................................................................................................................................... 3-10設計技巧 ........................................................................................................................................................ 3-16相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 3-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 3-18 第4 章 架構 4-1簡介 ................................................................................................................................................................. 4-2時序圖/ 指令周期 ............................................................................................................................................ 4-5指令流/ 流水線 ................................................................................................................................................ 4-6I/O 端口描述 .................................................................................................................................................... 4-7設計技巧 ........................................................................................................................................................ 4-12相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 4-13版本歷史 ........................................................................................................................................................ 4-14 第5 章 CPU 和ALU 5-1簡介 ................................................................................................................................................................. 5-2指令的一般格式 ............................................................................................................................................... 5-4中央處理單元（CPU） .................................................................................................................................... 5-4指令時鐘 .......................................................................................................................................................... 5-4算術邏輯單元（ALU） .................................................................................................................................... 5-5狀態寄存器 ...................................................................................................................................................... 5-6OPTION_REG 寄存器 ..................................................................................................................................... 5-8電源控制寄存器 ............................................................................................................................................... 5-9設計技巧 ........................................................................................................................................................ 5-10相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 5-11版本歷史 ........................................................................................................................................................ 5-12第6 章 存儲器構成 6-1簡介 ................................................................................................................................................................. 6-2程序存儲器構成 ............................................................................................................................................... 6-2數據存儲器構成 ............................................................................................................................................... 6-8初始化 ........................................................................................................................................................... 6-14設計技巧 ........................................................................................................................................................ 6-16相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 6-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 6-18第7 章 數據EEPROM 7-1簡介 ................................................................................................................................................................. 7-2控制寄存器 ...................................................................................................................................................... 7-3EEADR ............................................................................................................................................................ 7-4EECON1 和EECON2 寄存器 .......................................................................................................................... 7-4從EEPROM 數據存儲器中讀數據 .................................................................................................................... 7-5向EEPROM 數據存儲器中寫數據 .................................................................................................................... 7-5寫校驗 ............................................................................................................................................................. 7-6誤寫操作保護 ................................................................................................................................................... 7-7代碼保護配置下的數據EEPROM 操作 ............................................................................................................. 7-7初始化 ............................................................................................................................................................. 7-7設計技巧 .......................................................................................................................................................... 7-8相關應用筆記 ................................................................................................................................................... 7-9版本歷史 ........................................................................................................................................................ 7-10第8 章 中斷 8-1簡介 ................................................................................................................................................................. 8-2控制寄存器 ...................................................................................................................................................... 8-5中斷響應延時 ................................................................................................................................................. 8-10INT 和外部中斷 .............................................................................................................................................. 8-10中斷的現場保護 ............................................................................................................................................. 8-11初始化 ........................................................................................................................................................... 8-14設計技巧 ........................................................................................................................................................ 8-16相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 8-17版本歷史 ........................................................................................................................................................ 8-18第9 章 I/O 端口 9-1簡介 ................................................................................................................................................................. 9-2PORTA 和TRISA 寄存器 ................................................................................................................................ 9-4PORTB 和TRISB 寄存器 ................................................................................................................................ 9-6PORTC 和TRISC 寄存器 ................................................................................................................................ 9-8PORTD 和TRISD 寄存器 ................................................................................................................................ 9-9PORTE 和TRISE 寄存器 ............................................................................................................................... 9-10PORTF 和 TRISF 寄存器 ............................................................................................................................... 9-11PORTG 和TRISG 寄存器 .............................................................................................................................. 9-12GPIO 和TRISGP 寄存器 ............................................................................................................................... 9-13I/O 編程注意事項 ........................................................................................................................................... 9-14初始化 ........................................................................................................................................................... 9-16設計技巧 ........................................................................................................................................................ 9-17相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 9-19版本歷史 ........................................................................................................................................................ 9-20第10 章 并行從動端口 10-1簡介 ............................................................................................................................................................... 10-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 10-3操作 ............................................................................................................................................................... 10-4休眠模式下的操作 ......................................................................................................................................... 10-5復位的影響 .................................................................................................................................................... 10-5PSP 波形 ....................................................................................................................................................... 10-5設計技巧 ........................................................................................................................................................ 10-6相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 10-7版本歷史 ........................................................................................................................................................ 10-8 第11 章 TIMER0 11-1簡介 ............................................................................................................................................................... 11-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 11-3操作 ............................................................................................................................................................... 11-4TMR0 中斷 .................................................................................................................................................... 11-5Timer0 外部時鐘的使用 ................................................................................................................................. 11-6TMR0 的預分頻器 ......................................................................................................................................... 11-7設計技巧 ...................................................................................................................................................... 11-10相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 11-11版本歷史 ...................................................................................................................................................... 11-12第12 章 TIMER1 12-1簡介 ............................................................................................................................................................... 12-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 12-3Timer1 工作在定時器模式 ..............................................................................................................................12-4Timer1 工作在同步計數器模式 ....................................................................................................................... 12-4Timer1 工作在異步計數器模式 ....................................................................................................................... 12-5Timer1 振蕩器 ............................................................................................................................................... 12-7休眠操作 ........................................................................................................................................................ 12-9用CCP 觸發器的輸出將Timer1 復位 ............................................................................................................. 12-9Timer1 寄存器（TMR1H:TMR1L）的復位 .................................................................................................... 12-9Timer1 預分頻器 ............................................................................................................................................ 12-9初始化 ......................................................................................................................................................... 12-10設計技巧 ...................................................................................................................................................... 12-12相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 12-13版本歷史 ...................................................................................................................................................... 12-14第13 章 TIMER2 13-1簡介 ............................................................................................................................................................... 13-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 13-3定時器時鐘源 ................................................................................................................................................. 13-4定時器TMR2 和PR2 周期寄存器 .................................................................................................................. 13-4TMR2 匹配輸出 ............................................................................................................................................. 13-4將Timer2 的預分頻器和后分頻器清零 ........................................................................................................... 13-4休眠操作 ........................................................................................................................................................ 13-4初始化 ........................................................................................................................................................... 13-5設計技巧 ........................................................................................................................................................ 13-6相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 13-7版本歷史 ........................................................................................................................................................ 13-8第14 章 比較/ 捕捉/ 脈寬調制(CCP) 14-1簡介 ............................................................................................................................................................... 14-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 14-3捕捉模式 ........................................................................................................................................................ 14-4比較模式 ........................................................................................................................................................ 14-6PWM 模式 ..................................................................................................................................................... 14-8初始化 ......................................................................................................................................................... 14-12設計技巧 ...................................................................................................................................................... 14-15相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 14-17版本歷史 ...................................................................................................................................................... 14-18第15 章 同步串行口（SSP） 15-1簡介 ............................................................................................................................................................... 15-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 15-3SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 15-6SSP 模塊的I2CTM 操作 ............................................................................................................................... 15-16初始化 ......................................................................................................................................................... 15-26設計技巧 ...................................................................................................................................................... 15-28相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 15-29版本歷史 ...................................................................................................................................................... 15-30第16 章 基本同步串行口（BSSP） 16-1簡介 ............................................................................................................................................................... 16-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 16-3SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 16-6SSP 模塊 的I2CTM 操作 ............................................................................................................................... 16-15初始化 ......................................................................................................................................................... 16-23設計技巧 ...................................................................................................................................................... 16-24相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 16-25版本歷史 ...................................................................................................................................................... 16-26第17 章 主同步串行口（MSSP） 17-1簡介 ............................................................................................................................................................... 17-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 17-4SPITM 模式 .................................................................................................................................................... 17-9SSP 模塊的 I2C™ 操作 ............................................................................................................................... 17-18I2CTM 總線的連接注意事項 ........................................................................................................................... 17-56初始化 ......................................................................................................................................................... 17-57設計技巧 ...................................................................................................................................................... 17-58相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 17-59版本歷史 ...................................................................................................................................................... 17-60第18 章 USART 18-1簡介 ............................................................................................................................................................... 18-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 18-3USART 波特率發生器（BRG） ..................................................................................................................... 18-5USART 異步工作模式 ................................................................................................................................... 18-8USART 同步主控模式 .................................................................................................................................. 18-15USART 同步從動模式 ................................................................................................................................. 18-19初始化 ......................................................................................................................................................... 18-21設計技巧 ...................................................................................................................................................... 18-22相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 18-23版本歷史 ...................................................................................................................................................... 18-24第19 章 參考電壓模塊 19-1簡介 ............................................................................................................................................................... 19-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 19-3配置參考電壓 ................................................................................................................................................. 19-4參考電壓精度 ................................................................................................................................................. 19-5休眠模式下的操作 ......................................................................................................................................... 19-5復位的影響 .................................................................................................................................................... 19-5連接注意事項 ................................................................................................................................................. 19-6初始化 ........................................................................................................................................................... 19-7設計技巧 ........................................................................................................................................................ 19-8相關應用筆記 ................................................................................................................................................. 19-9版本歷史 ...................................................................................................................................................... 19-10第20 章 比較器 20-1簡介 ............................................................................................................................................................... 20-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 20-3設置比較器模式 ............................................................................................................................................. 20-4比較器工作原理 ............................................................................................................................................. 20-6比較器參考源 ................................................................................................................................................. 20-6比較器的響應時間 ......................................................................................................................................... 20-8比較器輸出 .................................................................................................................................................... 20-8比較器中斷 .................................................................................................................................................... 20-9休眠狀態下比較器的操作 ............................................................................................................................... 20-9復位的影響 .................................................................................................................................................... 20-9模擬輸入連接方式注意事項 .......................................................................................................................... 20-10初始化 ......................................................................................................................................................... 20-11設計技巧 ...................................................................................................................................................... 20-12相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 20-13版本歷史 ...................................................................................................................................................... 20-14第21 章 8 位A/D 轉換器 21-1簡介 ............................................................................................................................................................... 21-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 21-3操作 ............................................................................................................................................................... 21-5A/D 采集時間要求 .......................................................................................................................................... 21-6A/D 轉換時鐘的選擇 ...................................................................................................................................... 21-8配置模擬輸入端口 ......................................................................................................................................... 21-9A/D 轉換 ...................................................................................................................................................... 21-10休眠期間的A/D 轉換 ................................................................................................................................... 21-12A/D 精度/ 誤差 ............................................................................................................................................ 21-13復位對A/D 轉換的影響 ................................................................................................................................ 21-13CCP 觸發器的使用 ...................................................................................................................................... 21-14連接注意事項 ............................................................................................................................................... 21-14傳遞函數 ...................................................................................................................................................... 21-14初始化 ......................................................................................................................................................... 21-15設計技巧 ...................................................................................................................................................... 21-16相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 21-17版本歷史 ...................................................................................................................................................... 21-18第22 章 基本型8 位A/D 轉換器 22-1簡介 ............................................................................................................................................................... 22-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 22-3A/D 采集時間要求 .......................................................................................................................................... 22-6A/D 轉換時鐘的選擇 ...................................................................................................................................... 22-8配置模擬輸入端口 ....................................................................................................................................... 22-10A/D 轉換 ...................................................................................................................................................... 22-11休眠期間的A/D 轉換 ................................................................................................................................... 22-14A/D 轉換精度/ 誤差 ..................................................................................................................................... 22-15復位對A/D 轉換的影響 ................................................................................................................................ 22-16連接時的考慮事項 ....................................................................................................................................... 22-16傳遞函數 ...................................................................................................................................................... 22-16初始化 ......................................................................................................................................................... 22-17設計技巧 ...................................................................................................................................................... 22-18相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 22-19版本歷史 ...................................................................................................................................................... 22-20第23 章 10 位A/D 轉換器 23-1簡介 ............................................................................................................................................................... 23-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 23-3操作 ............................................................................................................................................................... 23-5A/D 采集時間要求 .......................................................................................................................................... 23-6A/D 轉換時鐘的選擇 ...................................................................................................................................... 23-8模擬輸入引腳的設置 ...................................................................................................................................... 23-9A/D 轉換的編程舉例 .................................................................................................................................... 23-10休眠期間的A/D 轉換 ................................................................................................................................... 23-14復位對A/D 轉換的影響 ................................................................................................................................ 23-14A/D 轉換精度與誤差 .................................................................................................................................... 23-15連接時的考慮事項 ....................................................................................................................................... 23-16傳遞函數 ...................................................................................................................................................... 23-16初始化 ......................................................................................................................................................... 23-17設計技巧 ...................................................................................................................................................... 23-18相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 23-19版本歷史 ...................................................................................................................................................... 23-20第24 章 積分型A/D 轉換器 24-1簡介 ............................................................................................................................................................... 24-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 24-3轉換過程 ........................................................................................................................................................ 24-6其它模擬模塊 ............................................................................................................................................... 24-12校準參數 ...................................................................................................................................................... 24-13設計技巧 ...................................................................................................................................................... 24-14相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 24-15版本歷史 ...................................................................................................................................................... 24-16第25 章 LCD 25-1簡介 ............................................................................................................................................................... 25-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 25-3LCD 定時 ....................................................................................................................................................... 25-6LCD 中斷 ..................................................................................................................................................... 25-12像素控制 ...................................................................................................................................................... 25-13電壓發生器 .................................................................................................................................................. 25-15休眠模式下的操作 ....................................................................................................................................... 25-16復位的影響 .................................................................................................................................................. 25-17LCD 模塊的設置 .......................................................................................................................................... 25-17判別比 ......................................................................................................................................................... 25-18LCD 電壓發生器 .......................................................................................................................................... 25-20對比度 ......................................................................................................................................................... 25-22LCD 玻璃基板 .............................................................................................................................................. 25-22初始化 ......................................................................................................................................................... 25-23設計技巧 ...................................................................................................................................................... 25-24相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 25-25版本歷史 ...................................................................................................................................................... 25-26第26 章 看門狗定時器與休眠模式 26-1簡介 ............................................................................................................................................................... 26-2控制寄存器 .................................................................................................................................................... 26-3看門狗定時器（WDT）的操作 ....................................................................................................................... 26-4休眠省電模式 ................................................................................................................................................. 26-7初始化 ........................................................................................................................................................... 26-9設計技巧 ...................................................................................................................................................... 26-10相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 26-11版本歷史 ...................................................................................................................................................... 26-12第27 章 器件配置位 27-1簡介 ............................................................................................................................................................... 27-2配置字位 ........................................................................................................................................................ 27-4編程校驗/ 代碼保護 ....................................................................................................................................... 27-8識別碼ID 的位置 ........................................................................................................................................... 27-9設計技巧 ...................................................................................................................................................... 27-10相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 27-11版本歷史 ...................................................................................................................................................... 27-12第28 章 在線串行編程 28-1簡介 ............................................................................................................................................................... 28-2進入在線串行編程模式 .................................................................................................................................. 28-3應用電路 ........................................................................................................................................................ 28-4編程器 ........................................................................................................................................................... 28-6編程環境 ........................................................................................................................................................ 28-6其它優點 ........................................................................................................................................................ 28-7PICmicro® OTP 型單片機的現場編程 ............................................................................................................. 28-8FLASH 型 PICmicro® 單片機的現場編程 ...................................................................................................... 28-10設計技巧 ...................................................................................................................................................... 28-12相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 28-13版本歷史 ...................................................................................................................................................... 28-14第29 章 指令集 29-1簡介 ............................................................................................................................................................... 29-2指令格式 ........................................................................................................................................................ 29-4作為源/ 目標寄存器的特殊功能寄存器 ........................................................................................................... 29-6Q 周期操作 .................................................................................................................................................... 29-7指令描述 ........................................................................................................................................................ 29-8設計技巧 ...................................................................................................................................................... 29-45相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 29-47版本歷史 ...................................................................................................................................................... 29-48第30 章 電氣規范 30-1簡介 ............................................................................................................................................................... 30-2絕對最大值 .................................................................................................................................................... 30-3器件選型表 .................................................................................................................................................... 30-4器件電壓規范 ................................................................................................................................................. 30-5器件電流特性 ................................................................................................................................................. 30-6輸入閾值電平 ................................................................................................................................................. 30-9I/O 電流特性 ................................................................................................................................................ 30-10輸出驅動電壓 ............................................................................................................................................... 30-11I/O 引腳的容性負載 ..................................................................................................................................... 30-12數據EEPROM / 閃存 .................................................................................................................................. 30-13LCD ............................................................................................................................................................. 30-14比較器和參考電壓 ....................................................................................................................................... 30-15時序參數符號 ............................................................................................................................................... 30-16外部時鐘時序波形圖和時序要求示例 ............................................................................................................ 30-17上電和復位時序波形圖及要求示例 ............................................................................................................... 30-19定時器Timer0 和Timer1 時序波形圖及要求示例 ......................................................................................... 30-20CCP 的時序圖及要求 ................................................................................................................................... 30-21并行從動端口 (PSP) 時序圖及要求 .............................................................................................................. 30-22SSP 和 MSSP SPITM 模式時序波形圖及要求示例 ....................................................................................... 30-23SSP I2CTM 模式時序波形圖及要求示例 ........................................................................................................ 30-27MSSP I2CTM 模式時序波形圖及要求示例 ..................................................................................................... 30-30USART/SCI 時序波形圖及要求示例 ............................................................................................................. 30-328 位 A/D 時序波形圖及要求示例 ................................................................................................................... 30-3410 位A/D 時序波形圖及要求示例 ................................................................................................................. 30-36積分型A/D 時序波形圖及要求示例 ............................................................................................................... 30-38LCD 時序波形圖及要求示例 ......................................................................................................................... 30-40相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 30-41版本歷史 ...................................................................................................................................................... 30-42第31 章 器件特性 31-1簡介 ............................................................................................................................................................... 31-2特性和電氣規范 ............................................................................................................................................. 31-2DC 和AC 特性圖表 ....................................................................................................................................... 31-2版本歷史 ...................................................................................................................................................... 31-22第32 章 開發工具 32-1簡介 ............................................................................................................................................................... 32-2集成開發環境（IDE） ................................................................................................................................... 32-3MPLAB® 軟件語言支持 ................................................................................................................................. 32-6MPLAB® SIM 軟件模擬器 ............................................................................................................................... 32-8MPLAB® 硬件仿真器支持 ............................................................................................................................... 32-9MPLAB® 編程器支持 ................................................................................................................................... 32-10輔助工具 ...................................................................................................................................................... 32-11開發板 ......................................................................................................................................................... 32-12針對其它Microchip 產品的開發工具 ............................................................................................................ 32-14相關應用筆記 ............................................................................................................................................... 32-15版本歷史 ...................................................................................................................................................... 32-16第33 章 代碼開發 33-1版本歷史 ........................................................................................................................................................ 33-2第34 章 附錄 34-1I2CTM 概述...................................................................................................................................................... 34-2LCD 玻璃基板生產商.................................................................................................................................... 34-11改進的器件特性............................................................................................................................................ 34-13版本歷史....................................................................................................................................................... 34-19第35 章 術語表 35-1版本歷史 ...................................................................................................................................................... 35-14目錄
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單片機應用系統抗干擾技術:第1章 電磁干擾控制基礎. 1.1 電磁干擾的基本概念1 1.1.1 噪聲與干擾1 1.1.2 電磁干擾的形成因素2 1.1.3 干擾的分類2 1.2 電磁兼容性3 1.2.1 電磁兼容性定義3 1.2.2 電磁兼容性設計3 1.2.3 電磁兼容性常用術語4 1.2.4 電磁兼容性標準6 1.3 差模干擾和共模干擾8 1.3.1 差模干擾8 1.3.2 共模干擾9 1.4 電磁耦合的等效模型9 1.4.1 集中參數模型9 1.4.2 分布參數模型10 1.4.3 電磁波輻射模型11 1.5 電磁干擾的耦合途徑14 1.5.1 傳導耦合14 1.5.2 感應耦合（近場耦合）15 .1.5.3 電磁輻射耦合（遠場耦合）15 1.6 單片機應用系統電磁干擾控制的一般方法16 第2章 數字信號耦合與傳輸機理 2.1 數字信號與電磁干擾18 2.1.1 數字信號的開關速度與頻譜18 2.1.2 開關暫態電源尖峰電流噪聲22 2.1.3 開關暫態接地反沖噪聲24 2.1.4 高速數字電路的EMI特點25 2.2 導線阻抗與線間耦合27 2.2.1 導體交直流電阻的計算27 2.2.2 導體電感量的計算29 2.2.3 導體電容量的計算31 2.2.4 電感耦合分析32 2.2.5 電容耦合分析35 2.3 信號的長線傳輸36 2.3.1 長線傳輸過程的數學描述36 2.3.2 均勻傳輸線特性40 2.3.3 傳輸線特性阻抗計算42 2.3.4 傳輸線特性阻抗的重復性與阻抗匹配44 2.4 數字信號傳輸過程中的畸變45 2.4.1 信號傳輸的入射畸變45 2.4.2 信號傳輸的反射畸變46 2.5 信號傳輸畸變的抑制措施49 2.5.1 最大傳輸線長度的計算49 2.5.2 端點的阻抗匹配50 2.6 數字信號的輻射52 2.6.1 差模輻射52 2.6.2 共模輻射55 2.6.3 差模和共模輻射比較57 第3章 常用元件的可靠性能與選擇 3.1 元件的選擇與降額設計59 3.1.1 元件的選擇準則59 3.1.2 元件的降額設計59 3.2 電阻器60 3.2.1 電阻器的等效電路60 3.2.2 電阻器的內部噪聲60 3.2.3 電阻器的溫度特性61 3.2.4 電阻器的分類與主要參數62 3.2.5 電阻器的正確選用66 3.3 電容器67 3.3.1 電容器的等效電路67 3.3.2 電容器的種類與型號68 3.3.3 電容器的標志方法70 3.3.4 電容器引腳的電感量71 3.3.5 電容器的正確選用71 3.3.6 電容器使用注意事項73 3.4 電感器73 3.4.1 電感器的等效電路74 3.4.2 電感器使用的注意事項74 3.5 數字集成電路的抗干擾性能75 3.5.1 噪聲容限與抗干擾能力75 3.5.2 施密特集成電路的噪聲容限77 3.5.3 TTL數字集成電路的抗干擾性能78 3.5.4 CMOS數字集成電路的抗干擾性能79 3.5.5 CMOS電路使用中注意事項80 3.5.6 集成門電路系列型號81 3.6 高速CMOS 54/74HC系列接口設計83 3.6.1 54/74HC 系列芯片特點83 3.6.2 74HC與TTL接口85 3.6.3 74HC與單片機接口85 3.7 元器件的裝配工藝對可靠性的影響86 第4章 電磁干擾硬件控制技術 4.1 屏蔽技術88 4.1.1 電場屏蔽88 4.1.2 磁場屏蔽89 4.1.3 電磁場屏蔽91 4.1.4 屏蔽損耗的計算92 4.1.5 屏蔽體屏蔽效能的計算99 4.1.6 屏蔽箱的設計100 4.1.7 電磁泄漏的抑制措施102 4.1.8 電纜屏蔽層的屏蔽原理108 4.1.9 屏蔽與接地113 4.1.10 屏蔽設計要點113 4.2 接地技術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 接地系統的布局119 4.2.5 接地裝置和接地電阻120 4.2.6 地環路問題121 4.2.7 浮地方式122 4.2.8 電纜屏蔽層接地123 4.3 濾波技術126 4.3.1 濾波器概述127 4.3.2 無源濾波器130 4.3.3 有源濾波器138 4.3.4 鐵氧體抗干擾磁珠143 4.3.5 貫通濾波器146 4.3.6 電纜線濾波連接器149 4.3.7 PCB板濾波器件154 4.4 隔離技術155 4.4.1 光電隔離156 4.4.2 繼電器隔離160 4.4.3 變壓器隔離 161 4.4.4 布線隔離161 4.4.5 共模扼流圈162 4.5 電路平衡結構164 4.5.1 雙絞線在平衡電路中的使用164 4.5.2 同軸電纜的平衡結構165 4.5.3 差分放大器165 4.6 雙絞線的抗干擾原理及應用166 4.6.1 雙絞線的抗干擾原理166 4.6.2 雙絞線的應用168 4.7 信號線間的串擾及抑制169 4.7.1 線間串擾分析169 4.7.2 線間串擾的抑制173 4.8 信號線的選擇與敷設174 4.8.1 信號線型式的選擇174 4.8.2 信號線截面的選擇175 4.8.3 單股導線的阻抗分析175 4.8.4 信號線的敷設176 4.9 漏電干擾的防止措施177 4.10 抑制數字信號噪聲常用硬件措施177 4.10.1 數字信號負傳輸方式178 4.10.2 提高數字信號的電壓等級178 4.10.3 數字輸入信號的RC阻容濾波179 4.10.4 提高輸入端的門限電壓181 4.10.5 輸入開關觸點抖動干擾的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驅動能力184 4.11 靜電放電干擾及其抑制184 第5章 主機單元配置與抗干擾設計 5.1 單片機主機單元組成特點186 5.1.1 80C51最小應用系統186 5.1.2 低功耗單片機最小應用系統187 5.2 總線的可靠性設計191 5.2.1 總線驅動器191 5.2.2 總線的負載平衡192 5.2.3 總線上拉電阻的配置192 5.3 芯片配置與抗干擾193 5.3.1去耦電容配置194 5.3.2 數字輸入端的噪聲抑制194 5.3.3 數字電路不用端的處理195 5.3.4 存儲器的布線196 5.4 譯碼電路的可靠性分析197 5.4.1 過渡干擾與譯碼選通197 5.4.2 譯碼方式與抗干擾200 5.5 時鐘電路配置200 5.6 復位電路設計201 5.6.1 復位電路RC參數的選擇201 5.6.2 復位電路的可靠性與抗干擾分析202 5.6.3 I/O接口芯片的延時復位205 5.7 單片機系統的中斷保護問題205 5.7.1 80C51單片機的中斷機構205 5.7.2 常用的幾種中斷保護措施205 5.8 RAM數據掉電保護207 5.8.1 片內RAM數據保護207 5.8.2 利用雙片選的外RAM數據保護207 5.8.3 利用DS1210實現外RAM數據保護208 5.8.4 2 KB非易失性隨機存儲器DS1220AB/AD211 5.9 看門狗技術215 5.9.1 由單穩態電路實現看門狗電路216 5.9.2 利用單片機片內定時器實現軟件看門狗217 5.9.3 軟硬件結合的看門狗技術219 5.9.4 單片機內配置看門狗電路221 5.10 微處理器監控器223 5.10.1 微處理器監控器MAX703～709/813L223 5.10.2 微處理器監控器MAX791227 5.10.3 微處理器監控器MAX807231 5.10.4 微處理器監控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微處理器監控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 帶備份電池的微處理器監控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 測量單元配置與抗干擾設計 6.1 概述255 6.2 模擬信號放大器256 6.2.1 集成運算放大器256 6.2.2 測量放大器組成原理260 6.2.3 單片集成測量放大器AD521263 6.2.4 單片集成測量放大器AD522265 6.2.5 單片集成測量放大器AD526266 6.2.6 單片集成測量放大器AD620270 6.2.7 單片集成測量放大器AD623274 6.2.8 單片集成測量放大器AD624276 6.2.9 單片集成測量放大器AD625278 6.2.10 單片集成測量放大器AD626281 6.3 電壓/電流變換器（V/I）283 6.3.1 V/I變換電路..283 6.3.2 集成V/I變換器XTR101284 6.3.3 集成V/I變換器XTR110289 6.3.4 集成V/I變換器AD693292 6.3.5 集成V/I變換器AD694299 6.4 電流/電壓變換器（I/V）302 6.4.1 I/V變換電路302 6.4.2 RCV420型I/V變換器303 6.5 具有放大、濾波、激勵功能的模塊2B30/2B31305 6.6 模擬信號隔離放大器313 6.6.1 隔離放大器ISO100313 6.6.2 隔離放大器ISO120316 6.6.3 隔離放大器ISO122319 6.6.4 隔離放大器ISO130323 6.6.5 隔離放大器ISO212P326 6.6.6 由兩片VFC320組成的隔離放大器329 6.6.7 由兩光耦組成的實用線性隔離放大器333 6.7 數字電位器及其應用336 6.7.1 非易失性數字電位器x9221336 6.7.2 非易失性數字電位器x9241343 6.8 傳感器供電電源的配置及抗干擾346 6.8.1 傳感器供電電源的擾動補償347 6.8.2 單片集成精密電壓芯片349 6.8.3 A/D轉換器芯片提供基準電壓350 6.9 測量單元噪聲抑制措施351 6.9.1 外部噪聲源的干擾及其抑制351 6.9.2 輸入信號串模干擾的抑制352 6.9.3 輸入信號共模干擾的抑制353 6.9.4 儀器儀表的接地噪聲355 第7章 D/A、A/D單元配置與抗干擾設計 7.1 D/A、A/D轉換器的干擾源357 7.2 D/A轉換原理及抗干擾分析358 7.2.1 T型電阻D/A轉換器359 7.2.2 基準電源精度要求361 7.2.3 D/A轉換器的尖峰干擾362 7.3 典型D/A轉換器與單片機接口363 7.3.1 并行12位D/A轉換器AD667363 7.3.2 串行12位D/A轉換器MAX5154370 7.4 D/A轉換器與單片機的光電接口電路377 7.5 A/D轉換器原理與抗干擾性能378 7.5.1 逐次比較式ADC原理378 7.5.2 余數反饋比較式ADC原理378 7.5.3 雙積分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轉換器與單片機接口387 7.6.18 位并行逐次比較式MAX 118387 7.6.28 通道12位A/D轉換器MAX 197394 7.6.3 雙積分式A/D轉換器5G14433399 7.6.4 V/F轉換器AD 652在A/D轉換器中的應用403 7.7 采樣保持電路與抗干擾措施408 7.8 多路模擬開關與抗干擾措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路開關配置與抗干擾技術413 7.9 D/A、A/D轉換器的電源、接地與布線416 7.10 精密基準電壓電路與噪聲抑制416 7.10.1 基準電壓電路原理417 7.10.2 引腳可編程精密基準電壓源AD584418 7.10.3 埋入式齊納二極管基準AD588420 7.10.4 低漂移電壓基準MAX676/MAX677/MAX678422 7.10.5 低功率低漂移電壓基準MAX873/MAX875/MAX876424 7.10.6 MC1403/MC1403A、MC1503精密電壓基準電路430 第8章 功率接口與抗干擾設計 8.1 功率驅動元件432 8.1.1 74系列功率集成電路432 8.1.2 75系列功率集成電路433 8.1.3 MOC系列光耦合過零觸發雙向晶閘管驅動器435 8.2 輸出控制功率接口電路438 8.2.1 繼電器輸出驅動接口438 8.2.2 繼電器—接觸器輸出驅動電路439 8.2.3 光電耦合器—晶閘管輸出驅動電路439 8.2.4 脈沖變壓器—晶閘管輸出電路440 8.2.5 單片機與大功率單相負載的接口電路441 8.2.6 單片機與大功率三相負載間的接口電路442 8.3 感性負載電路噪聲的抑制442 8.3.1 交直流感性負載瞬變噪聲的抑制方法442 8.3.2 晶閘管過零觸發的幾種形式445 8.3.3 利用晶閘管抑制感性負載的瞬變噪聲447 8.4 晶閘管變流裝置的干擾和抑制措施448 8.4.1 晶閘管變流裝置電氣干擾分析448 8.4.2 晶閘管變流裝置的抗干擾措施449 8.5 固態繼電器451 8.5.1 固態繼電器的原理和結構451 8.5.2 主要參數與選用452 8.5.3 交流固態繼電器的使用454 第9章 人機對話單元配置與抗干擾設計 9.1 鍵盤接口抗干擾問題456 9.2 LED顯示器的構造與特點458 9.3 LED的驅動方式459 9.3.1 采用限流電阻的驅動方式459 9.3.2 采用LM317的驅動方式460 9.3.3 串聯二極管壓降驅動方式462 9.4 典型鍵盤/顯示器接口芯片與單片機接口463 9.4.1 8位LED驅動器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED顯示驅動器MAX 7219468 9.4.3 并行鍵盤/顯示器專用芯片8279482 9.4.4 串行鍵盤/顯示器專用芯片HD 7279A492 9.5 LED顯示接口的抗干擾措施502 9.5.1 LED靜態顯示接口的抗干擾502 9.5.2 LED動態顯示接口的抗干擾506 9.6 打印機接口與抗干擾技術508 9.6.1 并行打印機標準接口信號508 9.6.2 打印機與單片機接口電路509 9.6.3 打印機電磁干擾的防護設計510 9.6.4 提高數據傳輸可靠性的措施512 第10章 供電電源的配置與抗干擾設計 10.1 電源干擾問題概述513 10.1.1 電源干擾的類型513 10.1.2 電源干擾的耦合途徑514 10.1.3 電源的共模和差模干擾515 10.1.4 電源抗干擾的基本方法516 10.2 EMI電源濾波器517 10.2.1 實用低通電容濾波器518 10.2.2 雙繞組扼流圈的應用518 10.3 EMI濾波器模塊519 10.3.1 濾波器模塊基礎知識519 10.3.2 電源濾波器模塊521 10.3.3 防雷濾波器模塊531 10.3.4 脈沖群抑制模塊532 10.4 瞬變干擾吸收器件532 10.4.1 金屬氧化物壓敏電阻（MOV）533 10.4.2 瞬變電壓抑制器（TVS）537 10.5 電源變壓器的屏蔽與隔離552 10.6 交流電源的供電抗干擾方案553 10.6.1 交流電源配電方式553 10.6.2 交流電源抗干擾綜合方案555 10.7 供電直流側抑制干擾措施555 10.7.1 整流電路的高頻濾波555 10.7.2 串聯型直流穩壓電源配置與抗干擾556 10.7.3 集成穩壓器使用中的保護557 10.8 開關電源干擾的抑制措施559 10.8.1 開關噪聲的分類559 10.8.2 開關電源噪聲的抑制措施560 10.9 微機用不間斷電源UPS561 10.10 采用晶閘管無觸點開關消除瞬態干擾設計方案564 第11章 印制電路板的抗干擾設計 11.1 印制電路板用覆銅板566 11.1.1 覆銅板材料566 11.1.2 覆銅板分類568 11.1.3 覆銅板的標準與電性能571 11.1.4 覆銅板的主要特點和應用583 11.2 印制板布線設計基礎585 11.2.1 印制板導線的阻抗計算585 11.2.2 PCB布線結構和特性阻抗計算587 11.2.3 信號在印制板上的傳播速度589 11.3 地線和電源線的布線設計590 11.3.1 降低接地阻抗的設計590 11.3.2 減小電源線阻抗的方法591 11.4 信號線的布線原則592 11.4.1 信號傳輸線的尺寸控制592 11.4.2 線間串擾控制592 11.4.3 輻射干擾的抑制593 11.4.4 反射干擾的抑制594 11.4.5 微機自動布線注意問題594 11.5 配置去耦電容的方法594 11.5.1 電源去耦595 11.5.2 集成芯片去耦595 11.6 芯片的選用與器件布局596 11.6.1 芯片選用指南596 11.6.2 器件的布局597 11.6.3 時鐘電路的布置598 11.7 多層印制電路板599 11.7.1 多層印制板的結構與特點599 11.7.2 多層印制板的布局方案600 11.7.3 20H原則605 11.8 印制電路板的安裝和板間配線606 第12章 軟件抗干擾原理與方法 12.1 概述607 12.1.1 測控系統軟件的基本要求607 12.1.2 軟件抗干擾一般方法607 12.2 指令冗余技術608 12.2.1 NOP的使用609 12.2.2 重要指令冗余609 12.3 軟件陷阱技術609 12.3.1 軟件陷阱609 12.3.2 軟件陷阱的安排610 12.4 故障自動恢復處理程序613 12.4.1 上電標志設定614 12.4.2 RAM中數據冗余保護與糾錯616 12.4.3 軟件復位與中斷激活標志617 12.4.4 程序失控后恢復運行的方法618 12.5 數字濾波619 12.5.1 程序判斷濾波法620 12.5.2 中位值濾波法620 12.5.3 算術平均濾波法621 12.5.4 遞推平均濾波法623 12.5.5 防脈沖干擾平均值濾波法624 12.5.6 一階滯后濾波法626 12.6 干擾避開法627 12.7 開關量輸入/輸出軟件抗干擾設計629 12.7.1 開關量輸入軟件抗干擾措施629 12.7.2 開關量輸出軟件抗干擾措施629 12.8 編寫軟件的其他注意事項630 附錄 電磁兼容器件選購信息632
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頻譜分析儀的主要工作原理 接收到的中頻模擬信號經過A/D轉換為14位的數字信 號，首先對數字信號進行數字下變頻（DDC），得到I路、Q路信號，然后根據控制信號對I路、Q路信號進行抽取濾波，使用CIC抽取濾波器完成，然后在分 別對I路、Q路信號分別進行低通濾波，濾波器采用FIR濾波器和半帶濾波器相結合的方式，然后對信號進行加窗、FFT（對頻譜進行分析時進行FFT運算， 對功率譜進行分析時不進行FFT運算）、I路和Q路平方求和、求平均。最后將輸出的數據送入到DSP中進行顯示與控制的后續處理。
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