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單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù):第1章 電磁干擾控制基礎(chǔ). 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(lèi)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(shè)計(jì)3 1.2.3 電磁兼容性常用術(shù)語(yǔ)4 1.2.4 電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)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(shù)模型9 1.4.2 分布參數(shù)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(dǎo)耦合14 1.5.2 感應(yīng)耦合（近場(chǎng)耦合）15 .1.5.3 電磁輻射耦合（遠(yuǎn)場(chǎng)耦合）15 1.6 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電磁干擾控制的一般方法16 第2章 數(shù)字信號(hào)耦合與傳輸機(jī)理 2.1 數(shù)字信號(hào)與電磁干擾18 2.1.1 數(shù)字信號(hào)的開(kāi)關(guān)速度與頻譜18 2.1.2 開(kāi)關(guān)暫態(tài)電源尖峰電流噪聲22 2.1.3 開(kāi)關(guān)暫態(tài)接地反沖噪聲24 2.1.4 高速數(shù)字電路的EMI特點(diǎn)25 2.2 導(dǎo)線阻抗與線間耦合27 2.2.1 導(dǎo)體交直流電阻的計(jì)算27 2.2.2 導(dǎo)體電感量的計(jì)算29 2.2.3 導(dǎo)體電容量的計(jì)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(hào)的長(zhǎng)線傳輸36 2.3.1 長(zhǎng)線傳輸過(guò)程的數(shù)學(xué)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(jì)算42 2.3.4 傳輸線特性阻抗的重復(fù)性與阻抗匹配44 2.4 數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程中的畸變45 2.4.1 信號(hào)傳輸?shù)娜肷浠?5 2.4.2 信號(hào)傳輸?shù)姆瓷浠?6 2.5 信號(hào)傳輸畸變的抑制措施49 2.5.1 最大傳輸線長(zhǎng)度的計(jì)算49 2.5.2 端點(diǎn)的阻抗匹配50 2.6 數(shù)字信號(hào)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(shè)計(jì)59 3.1.1 元件的選擇準(zhǔn)則59 3.1.2 元件的降額設(shè)計(jì)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(nèi)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(lèi)與主要參數(shù)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(lèi)與型號(hào)68 3.3.3 電容器的標(biāo)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(xiàng)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(xiàng)74 3.5 數(shù)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(shù)字集成電路的抗干擾性能78 3.5.4 CMOS數(shù)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(xiàng)80 3.5.6 集成門(mén)電路系列型號(hào)81 3.6 高速CMOS 54/74HC系列接口設(shè)計(jì)83 3.6.1 54/74HC 系列芯片特點(diǎn)83 3.6.2 74HC與TTL接口85 3.6.3 74HC與單片機(jī)接口85 3.7 元器件的裝配工藝對(duì)可靠性的影響86 第4章 電磁干擾硬件控制技術(shù) 4.1 屏蔽技術(shù)88 4.1.1 電場(chǎng)屏蔽88 4.1.2 磁場(chǎng)屏蔽89 4.1.3 電磁場(chǎng)屏蔽91 4.1.4 屏蔽損耗的計(jì)算92 4.1.5 屏蔽體屏蔽效能的計(jì)算99 4.1.6 屏蔽箱的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要點(diǎn)113 4.2 接地技術(shù)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(tǒng)的布局119 4.2.5 接地裝置和接地電阻120 4.2.6 地環(huán)路問(wèn)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(shù)126 4.3.1 濾波器概述127 4.3.2 無(wú)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(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)165 4.5.3 差分放大器165 4.6 雙絞線的抗干擾原理及應(yīng)用166 4.6.1 雙絞線的抗干擾原理166 4.6.2 雙絞線的應(yīng)用168 4.7 信號(hào)線間的串?dāng)_及抑制169 4.7.1 線間串?dāng)_分析169 4.7.2 線間串?dāng)_的抑制173 4.8 信號(hào)線的選擇與敷設(shè)174 4.8.1 信號(hào)線型式的選擇174 4.8.2 信號(hào)線截面的選擇175 4.8.3 單股導(dǎo)線的阻抗分析175 4.8.4 信號(hào)線的敷設(shè)176 4.9 漏電干擾的防止措施177 4.10 抑制數(shù)字信號(hào)噪聲常用硬件措施177 4.10.1 數(shù)字信號(hào)負(fù)傳輸方式178 4.10.2 提高數(shù)字信號(hào)的電壓等級(jí)178 4.10.3 數(shù)字輸入信號(hào)的RC阻容濾波179 4.10.4 提高輸入端的門(mén)限電壓181 4.10.5 輸入開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)抖動(dòng)干擾的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驅(qū)動(dòng)能力184 4.11 靜電放電干擾及其抑制184 第5章 主機(jī)單元配置與抗干擾設(shè)計(jì) 5.1 單片機(jī)主機(jī)單元組成特點(diǎn)186 5.1.1 80C51最小應(yīng)用系統(tǒng)186 5.1.2 低功耗單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)187 5.2 總線的可靠性設(shè)計(jì)191 5.2.1 總線驅(qū)動(dòng)器191 5.2.2 總線的負(fù)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(shù)字輸入端的噪聲抑制194 5.3.3 數(shù)字電路不用端的處理195 5.3.4 存儲(chǔ)器的布線196 5.4 譯碼電路的可靠性分析197 5.4.1 過(guò)渡干擾與譯碼選通197 5.4.2 譯碼方式與抗干擾200 5.5 時(shí)鐘電路配置200 5.6 復(fù)位電路設(shè)計(jì)201 5.6.1 復(fù)位電路RC參數(shù)的選擇201 5.6.2 復(fù)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(shí)復(fù)位205 5.7 單片機(jī)系統(tǒng)的中斷保護(hù)問(wèn)題205 5.7.1 80C51單片機(jī)的中斷機(jī)構(gòu)205 5.7.2 常用的幾種中斷保護(hù)措施205 5.8 RAM數(shù)據(jù)掉電保護(hù)207 5.8.1 片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)保護(hù)207 5.8.2 利用雙片選的外RAM數(shù)據(jù)保護(hù)207 5.8.3 利用DS1210實(shí)現(xiàn)外RAM數(shù)據(jù)保護(hù)208 5.8.4 2 KB非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器DS1220AB/AD211 5.9 看門(mén)狗技術(shù)215 5.9.1 由單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗電路216 5.9.2 利用單片機(jī)片內(nèi)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)軟件看門(mén)狗217 5.9.3 軟硬件結(jié)合的看門(mén)狗技術(shù)219 5.9.4 單片機(jī)內(nèi)配置看門(mén)狗電路221 5.10 微處理器監(jiān)控器223 5.10.1 微處理器監(jiān)控器MAX703～709/813L223 5.10.2 微處理器監(jiān)控器MAX791227 5.10.3 微處理器監(jiān)控器MAX807231 5.10.4 微處理器監(jiān)控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微處理器監(jiān)控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 帶備份電池的微處理器監(jiān)控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 測(cè)量單元配置與抗干擾設(shè)計(jì) 6.1 概述255 6.2 模擬信號(hào)放大器256 6.2.1 集成運(yùn)算放大器256 6.2.2 測(cè)量放大器組成原理260 6.2.3 單片集成測(cè)量放大器AD521263 6.2.4 單片集成測(cè)量放大器AD522265 6.2.5 單片集成測(cè)量放大器AD526266 6.2.6 單片集成測(cè)量放大器AD620270 6.2.7 單片集成測(cè)量放大器AD623274 6.2.8 單片集成測(cè)量放大器AD624276 6.2.9 單片集成測(cè)量放大器AD625278 6.2.10 單片集成測(cè)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(lì)功能的模塊2B30/2B31305 6.6 模擬信號(hào)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(shí)用線性隔離放大器333 6.7 數(shù)字電位器及其應(yīng)用336 6.7.1 非易失性數(shù)字電位器x9221336 6.7.2 非易失性數(shù)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(dòng)補(bǔ)償347 6.8.2 單片集成精密電壓芯片349 6.8.3 A/D轉(zhuǎn)換器芯片提供基準(zhǔn)電壓350 6.9 測(cè)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(hào)串模干擾的抑制352 6.9.3 輸入信號(hào)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(shè)計(jì) 7.1 D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的干擾源357 7.2 D/A轉(zhuǎn)換原理及抗干擾分析358 7.2.1 T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器359 7.2.2 基準(zhǔn)電源精度要求361 7.2.3 D/A轉(zhuǎn)換器的尖峰干擾362 7.3 典型D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口363 7.3.1 并行12位D/A轉(zhuǎn)換器AD667363 7.3.2 串行12位D/A轉(zhuǎn)換器MAX5154370 7.4 D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的光電接口電路377 7.5 A/D轉(zhuǎn)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(shù)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(zhuǎn)換器與單片機(jī)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(zhuǎn)換器MAX 197394 7.6.3 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器5G14433399 7.6.4 V/F轉(zhuǎn)換器AD 652在A/D轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用403 7.7 采樣保持電路與抗干擾措施408 7.8 多路模擬開(kāi)關(guān)與抗干擾措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路開(kāi)關(guān)配置與抗干擾技術(shù)413 7.9 D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的電源、接地與布線416 7.10 精密基準(zhǔn)電壓電路與噪聲抑制416 7.10.1 基準(zhǔn)電壓電路原理417 7.10.2 引腳可編程精密基準(zhǔn)電壓源AD584418 7.10.3 埋入式齊納二極管基準(zhǔn)AD588420 7.10.4 低漂移電壓基準(zhǔn)MAX676/MAX677/MAX678422 7.10.5 低功率低漂移電壓基準(zhǔn)MAX873/MAX875/MAX876424 7.10.6 MC1403/MC1403A、MC1503精密電壓基準(zhǔn)電路430 第8章 功率接口與抗干擾設(shè)計(jì) 8.1 功率驅(qū)動(dòng)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(guò)零觸發(fā)雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)器435 8.2 輸出控制功率接口電路438 8.2.1 繼電器輸出驅(qū)動(dòng)接口438 8.2.2 繼電器—接觸器輸出驅(qū)動(dòng)電路439 8.2.3 光電耦合器—晶閘管輸出驅(qū)動(dòng)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(jī)與大功率單相負(fù)載的接口電路441 8.2.6 單片機(jī)與大功率三相負(fù)載間的接口電路442 8.3 感性負(fù)載電路噪聲的抑制442 8.3.1 交直流感性負(fù)載瞬變?cè)肼暤囊种品椒?42 8.3.2 晶閘管過(guò)零觸發(fā)的幾種形式445 8.3.3 利用晶閘管抑制感性負(fù)載的瞬變?cè)肼?47 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(tài)繼電器451 8.5.1 固態(tài)繼電器的原理和結(jié)構(gòu)451 8.5.2 主要參數(shù)與選用452 8.5.3 交流固態(tài)繼電器的使用454 第9章 人機(jī)對(duì)話單元配置與抗干擾設(shè)計(jì) 9.1 鍵盤(pán)接口抗干擾問(wèn)題456 9.2 LED顯示器的構(gòu)造與特點(diǎn)458 9.3 LED的驅(qū)動(dòng)方式459 9.3.1 采用限流電阻的驅(qū)動(dòng)方式459 9.3.2 采用LM317的驅(qū)動(dòng)方式460 9.3.3 串聯(lián)二極管壓降驅(qū)動(dòng)方式462 9.4 典型鍵盤(pán)/顯示器接口芯片與單片機(jī)接口463 9.4.1 8位LED驅(qū)動(dòng)器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED顯示驅(qū)動(dòng)器MAX 7219468 9.4.3 并行鍵盤(pán)/顯示器專(zhuān)用芯片8279482 9.4.4 串行鍵盤(pán)/顯示器專(zhuān)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(tài)顯示接口的抗干擾502 9.5.2 LED動(dòng)態(tài)顯示接口的抗干擾506 9.6 打印機(jī)接口與抗干擾技術(shù)508 9.6.1 并行打印機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口信號(hào)508 9.6.2 打印機(jī)與單片機(jī)接口電路509 9.6.3 打印機(jī)電磁干擾的防護(hù)設(shè)計(jì)510 9.6.4 提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性的措施512 第10章 供電電源的配置與抗干擾設(shè)計(jì) 10.1 電源干擾問(wèn)題概述513 10.1.1 電源干擾的類(lèi)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(shí)用低通電容濾波器518 10.2.2 雙繞組扼流圈的應(yīng)用518 10.3 EMI濾波器模塊519 10.3.1 濾波器模塊基礎(chǔ)知識(shí)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(cè)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(lián)型直流穩(wěn)壓電源配置與抗干擾556 10.7.3 集成穩(wěn)壓器使用中的保護(hù)557 10.8 開(kāi)關(guān)電源干擾的抑制措施559 10.8.1 開(kāi)關(guān)噪聲的分類(lèi)559 10.8.2 開(kāi)關(guān)電源噪聲的抑制措施560 10.9 微機(jī)用不間斷電源UPS561 10.10 采用晶閘管無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)消除瞬態(tài)干擾設(shè)計(jì)方案564 第11章 印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì) 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(lèi)568 11.1.3 覆銅板的標(biāo)準(zhǔn)與電性能571 11.1.4 覆銅板的主要特點(diǎn)和應(yīng)用583 11.2 印制板布線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)585 11.2.1 印制板導(dǎo)線的阻抗計(jì)算585 11.2.2 PCB布線結(jié)構(gòu)和特性阻抗計(jì)算587 11.2.3 信號(hào)在印制板上的傳播速度589 11.3 地線和電源線的布線設(shè)計(jì)590 11.3.1 降低接地阻抗的設(shè)計(jì)590 11.3.2 減小電源線阻抗的方法591 11.4 信號(hào)線的布線原則592 11.4.1 信號(hào)傳輸線的尺寸控制592 11.4.2 線間串?dāng)_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(jī)自動(dòng)布線注意問(wèn)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(shí)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(jié)構(gòu)與特點(diǎn)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(cè)控系統(tǒng)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(shù)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(shù)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(dòng)恢復(fù)處理程序613 12.4.1 上電標(biāo)志設(shè)定614 12.4.2 RAM中數(shù)據(jù)冗余保護(hù)與糾錯(cuò)616 12.4.3 軟件復(fù)位與中斷激活標(biāo)志617 12.4.4 程序失控后恢復(fù)運(yùn)行的方法618 12.5 數(shù)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(shù)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(kāi)法627 12.7 開(kāi)關(guān)量輸入/輸出軟件抗干擾設(shè)計(jì)629 12.7.1 開(kāi)關(guān)量輸入軟件抗干擾措施629 12.7.2 開(kāi)關(guān)量輸出軟件抗干擾措施629 12.8 編寫(xiě)軟件的其他注意事項(xiàng)630 附錄 電磁兼容器件選購(gòu)信息632
標(biāo)簽： 單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng) 抗干擾技術(shù)
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本資料是關(guān)于Nexys3板卡的培訓(xùn)資料。Nexys 開(kāi)發(fā)板是基于最新技術(shù)Spartan-6 FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它擁有48M字節(jié)的外部存儲(chǔ)器（包括2個(gè)非易失性的相變存儲(chǔ)器），以及豐富的I/O器件和接口，可以適用于各式各樣的數(shù)字系統(tǒng)。 板上自帶AdeptTM高速USB2接口可以為開(kāi)發(fā)板提供電源，也可以燒錄程序到FPGA，用戶數(shù)據(jù)的傳輸速率可以達(dá)到38M字節(jié)/秒。 Nexys3開(kāi)發(fā)板可以通過(guò)添加一些低成本的外設(shè)Pmods （可以多達(dá)30幾個(gè)）和Vmods （最新型外設(shè)）來(lái)實(shí)現(xiàn)額外的功能，例如A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，線路板，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，和實(shí)現(xiàn)裝置等等。另外，Nexys3完全兼容所有的賽靈思工具，包括免費(fèi)的WebPackTM，ChipscopeTM，EDKTM（嵌入式處理器設(shè)計(jì)套件），以及其他工具。 圖 Nexys3板卡介紹
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本應(yīng)用指南講述一種實(shí)用的 MicroBlaze™ 系統(tǒng)，用于在非易失性 Platform Flash PROM 中存儲(chǔ)軟件代碼、用戶數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和降低成本。另外，本應(yīng)用指南還介紹一種可移植的硬件設(shè)計(jì)、一個(gè)軟件設(shè)計(jì)以及在實(shí)現(xiàn)流程中使用的其他腳本實(shí)用工具。 簡(jiǎn)介許多 FPGA 設(shè)計(jì)都集成了使用 MicroBlaze 和 PowerPC™ 處理器的軟件嵌入式系統(tǒng)，這些設(shè)計(jì)同時(shí)使用外部易失性存儲(chǔ)器來(lái)執(zhí)行軟件代碼。使用易失性存儲(chǔ)器的系統(tǒng)還必須包含一個(gè)非易失性器件，用來(lái)在斷電期間存儲(chǔ)軟件代碼。大多數(shù) FPGA 系統(tǒng)都在電路板上使用 Platform FlashPROM (在本文中稱(chēng)作 PROM)，用于在上電時(shí)加載 FPGA 配置數(shù)據(jù)。另外，許多應(yīng)用還可能使用其他非易失性器件(如 SPI Flash、Parallel Flash 或 PIC)來(lái)保存 MAC 地址等少量用戶數(shù)據(jù)，因此導(dǎo)致系統(tǒng)電路板上存在大量非易失性器件。
標(biāo)簽： MicroBlaze Platform Flash XAPP
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嵌入式LINUX 電子教程全集 嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)于60年代晚期，它最初被用于控制機(jī)電電話交換機(jī)，如今已被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)制造、過(guò)程控制、通訊、儀器、儀表、汽車(chē)、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)核心CPU，每年在全球范圍內(nèi)的產(chǎn)量大概在二十億顆左右，其中超過(guò)80％應(yīng)用于各類(lèi)專(zhuān)用性很強(qiáng)的嵌入式系統(tǒng)。一般的說(shuō)，凡是帶有微處理器的專(zhuān)用軟硬件系統(tǒng)都可以稱(chēng)為嵌入式系統(tǒng)。 1. 嵌入式Linux系統(tǒng)就是利用Linux其自身的許多特點(diǎn)，把它應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)里。 Linux做嵌入式的優(yōu)勢(shì)，首先，Linux是開(kāi)放源代碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛(ài)好者又是Linux開(kāi)發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持；其次，Linux的內(nèi)核小、效率高，內(nèi)核的更新速度很快,linux是可以定制的，其系統(tǒng)內(nèi)核最小只有約134KB。第三，Linux是免費(fèi)的OS，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)力。 Linux還有著嵌入式操作系統(tǒng)所需要的很多特色，突出的就是Linux適應(yīng)于多種CPU和多種硬件平臺(tái)，是一個(gè)跨平臺(tái)的系統(tǒng)。到目前為止，它可以支持二三十種CPU。而且性能穩(wěn)定，裁剪性很好，開(kāi)發(fā)和使用都很容易。很多CPU包括家電業(yè)芯片，都開(kāi)始做Linux的平臺(tái)移植工作。移植的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)Java的開(kāi)發(fā)環(huán)境。也就是說(shuō)，如果今天用Linux環(huán)境開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，那么將來(lái)?yè)QCPU就不會(huì)遇到困擾。同時(shí)，Linux內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，Linux對(duì)網(wǎng)絡(luò)中最常用的TCP/IP協(xié)議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網(wǎng)絡(luò)，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，Toker ring(令牌環(huán)網(wǎng))、光纖甚至衛(wèi)星的支持。所以Linux很適于做信息家電的開(kāi)發(fā)。 還有使用Linux為的是來(lái)開(kāi)發(fā)無(wú)線連接產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)者越來(lái)越多。Linux在快速增長(zhǎng)的無(wú)線連接應(yīng)用主場(chǎng)中有一個(gè)非常重要的優(yōu)勢(shì)，就是有足夠快的開(kāi)發(fā)速度。這是因?yàn)長(zhǎng)Inux有很多工具，并且Linux為眾多程序員所熟悉。因此，我們要在嵌入式系統(tǒng)中使用Linux操作系統(tǒng)。 Linux的大小適合嵌入式操作系統(tǒng)——Linux固有的模塊性，適應(yīng)性和可配置性，使得這很容易做到。另外，Linux源碼的實(shí)用性和成千上萬(wàn)的程序員熱切其望它用于無(wú)數(shù)的嵌入式應(yīng)用軟件中，導(dǎo)致很多嵌入式Linux的出現(xiàn)，包括：Embedix，ETLinux，LEM，Linux Router Project，LOAF，uCLinux，muLinux，ThinLinux，F(xiàn)irePlug，Linux和PizzaBox Linux 相對(duì)，Linux的圖形界面還相對(duì)較弱，但近年Linux的圖形界面發(fā)展也很快，這也就不是問(wèn)題。 2. 什么是嵌入式Linux 嵌入式linux 是將日益流行的Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪修改，使之能在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一種操作系統(tǒng)。嵌入式linux既繼承了Interlnet上無(wú)限的開(kāi)放源代碼資源，又具有嵌入式操作系統(tǒng)的特性。嵌入式Linux的特點(diǎn)是版權(quán)費(fèi)免費(fèi);購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用媒介成本技術(shù)支持全世界的自由軟件開(kāi)發(fā)者提供支持網(wǎng)絡(luò)特性免費(fèi)，而且性能優(yōu)異，軟件移植容易，代碼開(kāi)放，有許多應(yīng)用軟件支持，應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期短，新產(chǎn)品上市迅速，因?yàn)橛性S多公開(kāi)的代碼可以參考和移植，實(shí)時(shí)性能RT_Linux Hardhat Linux 等嵌入式Linux支持，實(shí)時(shí)性能穩(wěn)定性好安全性好。 3. 嵌入式Linux有巨大的市場(chǎng)前景和商業(yè)機(jī)會(huì)，出現(xiàn)了大量的專(zhuān)業(yè)公司和產(chǎn)品，如Montavista Lineo Emi等，有行業(yè)協(xié)會(huì)如Embedded Linux Consortum等，得到世界著名計(jì)算機(jī)公司和OEM板級(jí)廠商的支持，例如IBM Motorola Intel等。傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)廠商也采用了Linux策略，如Lynxworks Windriver QNX等，還有Internet上的大量嵌入式Linux愛(ài)好者的支持。嵌入式Linux支持幾乎所有的嵌入式CPU和被移植到幾乎所有的嵌入式OEM板。 4.嵌入式Linux的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有信息家電、PDA 、機(jī)頂盒、Digital Telephone、Answering Machine、Screen Phone 、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、Ethernet Switches、Router、Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、Frame relay 、遠(yuǎn)程通信、醫(yī)療電子、交通運(yùn)輸計(jì)算機(jī)外設(shè)、工業(yè)控制、航空航天領(lǐng)域等。 5.如果分別讓10位工程師給出嵌入式系統(tǒng)的定義，將得到10個(gè)不同的答案。一般來(lái)說(shuō)，大部分的嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行特定的任務(wù)。我們假定最簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)包括輸入/輸出功能，以及一些控制邏輯，該系統(tǒng)基于它的配置執(zhí)行某些類(lèi)型的功能。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)為一個(gè)包含實(shí)現(xiàn)控制邏輯74123計(jì)數(shù)器以及一個(gè)狀態(tài)是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。也許可以補(bǔ)充說(shuō)，該系統(tǒng)必須可通過(guò)存儲(chǔ)在固件中的軟件進(jìn)行編程。這個(gè)新的嵌入式系統(tǒng)定義包括輸入/輸出(I/O)，以及存儲(chǔ)在系統(tǒng)固件中的控制邏輯。一個(gè)帶有鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)連接并運(yùn)行圖形用戶界面(GUI，graphical user interface)多任務(wù)操作系統(tǒng)的桌面計(jì)算機(jī)顯然滿足這些要求，但我們能認(rèn)為它是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)嗎？ 如果桌面計(jì)算機(jī)不是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，那么手持設(shè)備呢？它們有I/O功能，可以運(yùn)行存儲(chǔ)在固件中的控制邏輯。有人說(shuō)，桌面計(jì)算機(jī)和手持設(shè)備都有通用計(jì)算機(jī)設(shè)備，可以運(yùn)行軟件來(lái)執(zhí)行許多不同的任務(wù)，與之不同的是，嵌入式系統(tǒng)(例如，洗碗機(jī)控制器或飛行導(dǎo)航系統(tǒng))主要是為特定任務(wù)而設(shè)計(jì)的。這種特定的功能限定使嵌入式設(shè)備有功能上的唯一性。如果是這樣，為什么一些嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)成具有附加的功能，如存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的程序，并且具有運(yùn)行可以完成原始設(shè)計(jì)范圍之外的任務(wù)的多任務(wù)操作系統(tǒng)的能力呢？ 在過(guò)去，區(qū)分嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)比現(xiàn)在簡(jiǎn)單的多。例如，可以很容易地區(qū)分出一個(gè)基于8051的T1分幅卡嵌入式系統(tǒng)和一臺(tái)Sun UNIX工作站。而現(xiàn)在，從功能方面很難區(qū)分一臺(tái)Sun工作站和一個(gè)包含PowerPC以及32MB內(nèi)存和16MB閃存的機(jī)頂盒。這樣的機(jī)頂盒可以運(yùn)行帶GUI的多任務(wù)操作系統(tǒng)，可現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序(如視頻控制器、數(shù)字錄像和Java虛擬機(jī))，還可以進(jìn)行安全的因特網(wǎng)在線交易。很難判斷這種機(jī)頂盒是否是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。顯然，硬件性能的提升和價(jià)格的下降使通用計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)之間的界限變得很模糊，技術(shù)的進(jìn)步使得我們很難定義什么是嵌入式。
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本資料是關(guān)于Nexys3板卡的培訓(xùn)資料。Nexys 開(kāi)發(fā)板是基于最新技術(shù)Spartan-6 FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它擁有48M字節(jié)的外部存儲(chǔ)器（包括2個(gè)非易失性的相變存儲(chǔ)器），以及豐富的I/O器件和接口，可以適用于各式各樣的數(shù)字系統(tǒng)。 板上自帶AdeptTM高速USB2接口可以為開(kāi)發(fā)板提供電源，也可以燒錄程序到FPGA，用戶數(shù)據(jù)的傳輸速率可以達(dá)到38M字節(jié)/秒。 Nexys3開(kāi)發(fā)板可以通過(guò)添加一些低成本的外設(shè)Pmods （可以多達(dá)30幾個(gè)）和Vmods （最新型外設(shè)）來(lái)實(shí)現(xiàn)額外的功能，例如A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，線路板，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，和實(shí)現(xiàn)裝置等等。另外，Nexys3完全兼容所有的賽靈思工具，包括免費(fèi)的WebPackTM，ChipscopeTM，EDKTM（嵌入式處理器設(shè)計(jì)套件），以及其他工具。 圖 Nexys3板卡介紹
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本應(yīng)用指南講述一種實(shí)用的 MicroBlaze™ 系統(tǒng)，用于在非易失性 Platform Flash PROM 中存儲(chǔ)軟件代碼、用戶數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和降低成本。另外，本應(yīng)用指南還介紹一種可移植的硬件設(shè)計(jì)、一個(gè)軟件設(shè)計(jì)以及在實(shí)現(xiàn)流程中使用的其他腳本實(shí)用工具。 簡(jiǎn)介許多 FPGA 設(shè)計(jì)都集成了使用 MicroBlaze 和 PowerPC™ 處理器的軟件嵌入式系統(tǒng)，這些設(shè)計(jì)同時(shí)使用外部易失性存儲(chǔ)器來(lái)執(zhí)行軟件代碼。使用易失性存儲(chǔ)器的系統(tǒng)還必須包含一個(gè)非易失性器件，用來(lái)在斷電期間存儲(chǔ)軟件代碼。大多數(shù) FPGA 系統(tǒng)都在電路板上使用 Platform FlashPROM (在本文中稱(chēng)作 PROM)，用于在上電時(shí)加載 FPGA 配置數(shù)據(jù)。另外，許多應(yīng)用還可能使用其他非易失性器件(如 SPI Flash、Parallel Flash 或 PIC)來(lái)保存 MAC 地址等少量用戶數(shù)據(jù)，因此導(dǎo)致系統(tǒng)電路板上存在大量非易失性器件。
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上傳時(shí)間： 2013-10-15
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具有OBFL功能的電路板經(jīng)配置后，可以把故障相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，并可在日后加以檢索和顯示以用于故障分析。這些故障記錄有助于電路板故障的事后檢查。要實(shí)現(xiàn)OBFL系統(tǒng)功能，需要同時(shí)使用軟硬件。在硬件方面，需要：a)確定給出電路板件故障信息的板載OBFL資源(如溫度感應(yīng)器、存儲(chǔ)器、中斷資源、電路板ID，等等)；b)在電路板或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)用以保存故障信息的板載非易失性存儲(chǔ)。OBFL軟件的作用是在正常的電路板運(yùn)行以及電路板故障期間配置電路板變量并將其作為OBFL記錄存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)中。OBFL軟件還應(yīng)具備一定的智能，能夠分析多項(xiàng)出錯(cuò)事件、記錄和歷史故障記錄，以逐步縮小范圍的方式確認(rèn)故障原因。這種分析可以大大減輕故障排查工作，否則將有大量的OBFL記錄需要故障分析工程師手動(dòng)核查。
上傳時(shí)間： 2013-10-30
上傳用戶：dapangxie
易語(yǔ)言寫(xiě)的按鍵記錄器
上傳時(shí)間： 2015-05-03
上傳用戶：洛木卓
非移失性x9241與89c2051的接口電路與編程
標(biāo)簽： 89c2051 x9241 接口電路 編程
上傳時(shí)間： 2013-12-23
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ds1820一線制溫度采集芯片c51編程。該芯片具有高靈敏度、易用性、編程布線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用到工控行業(yè)的各種產(chǎn)品中。本c51的ds1820的c語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)實(shí)踐使用，程序效率高、穩(wěn)定準(zhǔn)確，可直接使用。
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