近年來(lái),隨著集成電路工藝技術(shù)的進(jìn)步,電子系統(tǒng)的構(gòu)成發(fā)生了兩個(gè)重要的變化: 一個(gè)是數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字電路成為系統(tǒng)的核心,一個(gè)是整個(gè)電子系統(tǒng)可以集成在一個(gè)芯片上(稱為片上系統(tǒng))。這些變化改變了模擬電路在電子系統(tǒng)中的作用,并且影響著模擬集成電路的發(fā)展。 數(shù)字電路不僅具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)模擬電路的集成規(guī)模,而且具有可編程、靈活、易于附加功能、設(shè)計(jì)周期短、對(duì)噪聲和制造工藝誤差的抗擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因而大多數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)以數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字電路為核心已成為必然的趨勢(shì)。雖然如此,模擬電路仍然是電子系統(tǒng)中非常重要的組成部分。這是因?yàn)槲覀兘佑|到的外部世界的物理量主要都是模擬量,比如圖像、聲音、壓力、溫度、濕度、重量等,要將它們變換為數(shù)字信號(hào),需要模擬信號(hào)處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路,如果這些電路性能不夠高,將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。其次,系統(tǒng)中的許多功能不可能或很難用數(shù)字電路完成,如微弱信號(hào)放大,很高頻率和寬頻帶信號(hào)的實(shí)時(shí)處理等。因此,雖然模擬電路在系統(tǒng)中不再是核心,但作為固有的模擬世界與數(shù)字系統(tǒng)的接口,其地位和作用仍然十分重要。 片上系統(tǒng)要求將數(shù)字電路和模擬電路集成在一個(gè)芯片上,這希望模擬電路使用與數(shù)字電路相同的制造工藝。隨著MOS器件的線寬不斷減小,使MOS器件的性能不斷提高,MOS數(shù)字電路成為數(shù)字集成電路的主流,并因此促進(jìn)了MOS模擬集成電路的迅速發(fā)展。為了適應(yīng)電子系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)展和性能的不斷提高,對(duì)模擬電路在降低電源電壓、提高工作頻率、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度等方面提出更高要求,促進(jìn)了新電路技術(shù)的發(fā)展。 作為研究生課程的教材,本書內(nèi)容是在本科相關(guān)課程基礎(chǔ)上的深化和擴(kuò)展,同時(shí)涉及實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮的一些問題,重點(diǎn)介紹具有高工作頻率、低電源電壓和高工作穩(wěn)定性的新電路技術(shù)和在電子系統(tǒng)中占有重要地位的功能電路及其中的新技術(shù)。全書共7章,大致可分為三個(gè)部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章為MOS模擬集成電路基礎(chǔ),比較全面地介紹MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件構(gòu)成的基本單元電路,為學(xué)習(xí)本教材其他內(nèi)容提供必要的知識(shí)。由于版圖設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)對(duì)模擬集成電路性能的影響很大,因此第7章簡(jiǎn)單介紹制造MOS模擬集成電路的CMOS工藝過(guò)程和版圖設(shè)計(jì)技術(shù),讀者可以通過(guò)對(duì)該章所介紹的相關(guān)背景知識(shí)的了解,更深入地理解MOS器件和電路的特性,有助于更好地完成模擬集成電路的可實(shí)現(xiàn)性設(shè)計(jì)。第二部分為新電路技術(shù),由第2章、第3章和第5章的部分組成,包括近年來(lái)逐步獲得廣泛應(yīng)用的電流模電路、抽樣數(shù)據(jù)電路和對(duì)數(shù)域電路,它們?cè)谔岣吖ぷ黝l率、降低電源電壓、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度方面具有明顯的潛力,同時(shí)它們也引入了一些模擬電路的新概念。這些內(nèi)容有助于讀者開拓提高電路性能方面的思路。第2章介紹電流模電路的工作原理、特點(diǎn)和典型電路。與傳統(tǒng)的以電壓作為信號(hào)載體的電路不同,這是一種以電流作為信號(hào)載體的電路,雖然在電路中電壓和電流總是共同存在并相互作用的,但由于信號(hào)載體不同,不僅電路性能不同而且電路結(jié)構(gòu)也不同。第3章介紹抽樣數(shù)據(jù)電路的特點(diǎn)和開關(guān)電容與開關(guān)電流電路的工作原理、分析方法與典型電路。抽樣數(shù)據(jù)電路類似于數(shù)字電路,處理的是時(shí)間離散信號(hào),又類似于模擬電路,處理的是幅度連續(xù)信號(hào),它比模擬電路具有穩(wěn)定準(zhǔn)確的時(shí)間常數(shù),解決了模擬電路實(shí)際應(yīng)用中的一大障礙。對(duì)數(shù)域電路在第5章中結(jié)合其在濾波器中的應(yīng)用介紹,這類電路除具有良好的電性能外,還提出了一種利用器件的非線性特性實(shí)現(xiàn)線性電路的新思路。第三部分介紹幾個(gè)模擬電路的功能模塊,它們是電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分,并且與信號(hào)和信號(hào)處理聯(lián)系密切,有助于在信號(hào)和電路間形成整體觀念。這部分包括第4章至第6章。第4章介紹數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的技術(shù)指標(biāo)和高精度與高速度轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成、工作原理、特點(diǎn)和典型電路。第5章介紹模擬集成濾波器的設(shè)計(jì)方法和主要類型,包括連續(xù)時(shí)間濾波器、對(duì)數(shù)域?yàn)V波器和抽樣數(shù)據(jù)濾波器。第6章介紹通信系統(tǒng)中的收發(fā)器與射頻前端電路,包括收信器、發(fā)信器的技術(shù)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)和典型電路。因?yàn)檩d波通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào),射頻前端電路的性能對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)有直接的影響,所以射頻集成電路已成為重要的研究課題。 〖〗高等模擬集成電路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本書是在為研究生開設(shè)的“高等模擬集成電路”課程講義的基礎(chǔ)上整理而成,由董在望主編,第1、4、7章由李冬梅編寫,第6章由王志華編寫,第5章由李永明和董在望編寫,第2、3章由董在望編寫,李國(guó)林參加了部分章節(jié)的校核工作。 本書可作為信息與通信工程和電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科相關(guān)課程的研究生教材或教學(xué)參考書,也可作為本科教學(xué)參考書或選修課教材和供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。 清華大學(xué)出版社多位編輯為本書的出版做了卓有成效的工作,深致謝意。 限于編者水平,難免有錯(cuò)誤和疏漏之處,歡迎批評(píng)指正。 目錄 1.1MOS器件基礎(chǔ)及器件模型 1.1.1結(jié)構(gòu)及工作原理 1.1.2襯底調(diào)制效應(yīng) 1.1.3小信號(hào)模型 1.1.4亞閾區(qū)效應(yīng) 1.1.5短溝效應(yīng) 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大電路 1.2.1共源(CS)放大電路 1.2.2共漏(CD)放大電路 1.2.3共柵(CG)放大電路 1.2.4共源共柵(CSCG)放大電路 1.2.5差分放大電路 1.3電流源電路 1.3.1二極管連接的MOS器件 1.3.2基本鏡像電流源 1.3.3威爾遜電流源 1.3.4共源共柵電流源 1.3.5有源負(fù)載放大電路 1.4運(yùn)算放大器 1.4.1運(yùn)算放大器的主要參數(shù) 1.4.2單級(jí)運(yùn)算放大器 1.4.3兩級(jí)運(yùn)算放大器 1.4.4共模反饋(CMFB) 1.4.5運(yùn)算放大器的頻率補(bǔ)償 1.5模擬開關(guān) 1.5.1導(dǎo)通電阻 1.5.2電荷注入與時(shí)鐘饋通 1.6帶隙基準(zhǔn)電壓源 1.6.1工作原理 1.6.2與CMOS工藝兼容的帶隙基準(zhǔn)電壓源 思考題 2電流模電路 2.1概述 2.1.1電流模電路的概念 2.1.2電流模電路的特點(diǎn) 2.2基本電流模電路 2.2.1電流鏡電路 2.2.2電流放大器 2.2.3電流模積分器 2.3電流模功能電路 2.3.1跨導(dǎo)線性電路 2.3.2電流傳輸器 2.4從電壓模電路變換到電流模電路 2.5電流模電路中的非理想效應(yīng) 2.5.1MOSFET之間的失配 2.5.2寄生電容對(duì)頻率特性的影響 思考題 3抽樣數(shù)據(jù)電路 3.1開關(guān)電容電路和開關(guān)電流電路的基本分析方法 3.1.1開關(guān)電容電路的時(shí)域分析 3.1.2開關(guān)電流電路的時(shí)域分析 3.1.3抽樣數(shù)據(jù)電路的頻域分析 3.2開關(guān)電容電路 3.2.1開關(guān)電容單元電路 3.2.2開關(guān)電容電路的特點(diǎn) 3.2.3非理想因素的影響 3.3開關(guān)電流電路 3.3.1開關(guān)電流單元電路 3.3.2開關(guān)電流電路的特點(diǎn) 3.3.3非理想因素的影響 思考題 4A/D轉(zhuǎn)換器與D/A轉(zhuǎn)換器 4.1概述 4.1.1電子系統(tǒng)中的A/D與D/A轉(zhuǎn)換 4.1.2A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理 4.1.3A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 4.1.4A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的分類 4.1.5A/D與D/A轉(zhuǎn)換器中常用的數(shù)碼類型 4.2高速A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.1全并行結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.2兩步結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.3插值與折疊結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.4流水線結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.5交織結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.3高精度A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.2雙斜率積分型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.3過(guò)采樣ΣΔA/D轉(zhuǎn)換器 4.4D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.1電阻型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.2電流型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.3電容型D/A轉(zhuǎn)換器 思考題 5集成濾波器 5.1引言 5.1.1濾波器的數(shù)學(xué)描述 5.1.2濾波器的頻率特性 5.1.3濾波器設(shè)計(jì)的逼近方法 5.2連續(xù)時(shí)間濾波器 5.2.1連續(xù)時(shí)間濾波器的設(shè)計(jì)方法 5.2.2跨導(dǎo)電容(GmC)連續(xù)時(shí)間濾波器 5.2.3連續(xù)時(shí)間濾波器的片上自動(dòng)調(diào)節(jié)電路 5.3對(duì)數(shù)域?yàn)V波器 5.3.1對(duì)數(shù)域電路概念及其特點(diǎn) 5.3.2對(duì)數(shù)域電路基本單元 5.3.3對(duì)數(shù)域?yàn)V波器 5.4抽樣數(shù)據(jù)濾波器 5.4.1設(shè)計(jì)方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3開關(guān)電容電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)電流電路的方法 思考題 6收發(fā)器與射頻前端電路 6.1通信系統(tǒng)中的射頻收發(fā)器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收與鏡像信號(hào) 6.2.2復(fù)數(shù)信號(hào)處理 6.2.3收信器前端結(jié)構(gòu) 6.3集成發(fā)信器 6.3.1上變換器 6.3.2發(fā)信器結(jié)構(gòu) 6.4收發(fā)器的技術(shù)指標(biāo) 6.4.1噪聲性能 6.4.2靈敏度 6.4.3失真特性與線性度 6.4.4動(dòng)態(tài)范圍 6.5射頻電路設(shè)計(jì) 6.5.1晶體管模型與參數(shù) 6.5.2噪聲 6.5.3集成無(wú)源器件 6.5.4低噪聲放大器 6.5.5混頻器 6.5.6頻率綜合器 6.5.7功率放大器 思考題 7CMOS集成電路制造工藝及版圖設(shè)計(jì) 7.1集成電路制造工藝簡(jiǎn)介 7.1.1單晶生長(zhǎng)與襯底制備 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4擴(kuò)散及離子注入 7.1.5化學(xué)氣相淀積(CVD) 7.1.6接觸與互連 7.2CMOS工藝流程與集成電路中的元件 7.2.1硅柵CMOS工藝流程 7.2.2CMOS集成電路中的無(wú)源元件 7.2.3CMOS集成電路中的寄生效應(yīng) 7.3版圖設(shè)計(jì) 7.3.1硅柵CMOS集成電路的版圖構(gòu)成 7.3.2版圖設(shè)計(jì)規(guī)則 7.3.3CMOS版圖設(shè)計(jì)技術(shù) 思考題
標(biāo)簽: 模擬集成電路
上傳時(shí)間: 2013-11-13
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使用時(shí)鐘PLL的源同步系統(tǒng)時(shí)序分析一)回顧源同步時(shí)序計(jì)算Setup Margin = Min Clock Etch Delay – Max Data Etch Delay – Max Delay Skew – Setup TimeHold Margin = Min Data Etch Delay – Max Clock Etch Delay + Min Delay Skew + Data Rate – Hold Time下面解釋以上公式中各參數(shù)的意義:Etch Delay:與常說(shuō)的飛行時(shí)間(Flight Time)意義相同,其值并不是從仿真直接得到,而是通過(guò)仿真結(jié)果的后處理得來(lái)。請(qǐng)看下面圖示:圖一為實(shí)際電路,激勵(lì)源從輸出端,經(jīng)過(guò)互連到達(dá)接收端,傳輸延時(shí)如圖示Rmin,Rmax,F(xiàn)min,F(xiàn)max。圖二為對(duì)應(yīng)輸出端的測(cè)試負(fù)載電路,測(cè)試負(fù)載延時(shí)如圖示Rising,F(xiàn)alling。通過(guò)這兩組值就可以計(jì)算得到Etch Delay 的最大和最小值。
標(biāo)簽: PLL 時(shí)鐘 同步系統(tǒng) 時(shí)序分析
上傳時(shí)間: 2013-11-05
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摘要: 介紹了時(shí)鐘分相技術(shù)并討論了時(shí)鐘分相技術(shù)在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的作用。 關(guān)鍵詞: 時(shí)鐘分相技術(shù); 應(yīng)用 中圖分類號(hào): TN 79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào): 025820934 (2000) 0620437203 時(shí)鐘是高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一, 系統(tǒng)時(shí)鐘的性能好壞, 直接影響了整個(gè)電路的 性能。尤其現(xiàn)代電子系統(tǒng)對(duì)性能的越來(lái)越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時(shí)鐘設(shè)計(jì)上面。但隨著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的升高。我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將面臨一系列的問 題。 1) 時(shí)鐘的快速電平切換將給電路帶來(lái)的串?dāng)_(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時(shí)鐘對(duì)電路板的設(shè)計(jì)提出了更高的要求: 我們應(yīng)引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號(hào)的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統(tǒng)時(shí)鐘高于100MHz 的情況下, 應(yīng)使用高速芯片來(lái)達(dá)到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個(gè)系統(tǒng)所需要的電流增大, 發(fā) 熱量增多, 對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時(shí)鐘相應(yīng)的電磁輻射(EM I) 比較嚴(yán)重。 所以在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)高頻時(shí)鐘信號(hào)的處理應(yīng)格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號(hào)的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時(shí)鐘分相技術(shù), 以低頻的時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)高頻的處 理。 1 時(shí)鐘分相技術(shù) 我們知道, 時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)周期按相位來(lái)分, 可以分為360°。所謂時(shí)鐘分相技術(shù), 就是把 時(shí)鐘周期的多個(gè)相位都加以利用, 以達(dá)到更高的時(shí)間分辨。在通常的設(shè)計(jì)中, 我們只用到時(shí)鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時(shí)鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統(tǒng)的時(shí)間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時(shí)鐘分為4 個(gè)相位(0°、90°、180°和270°) , 系統(tǒng)的時(shí)間分辨就 可以提高為原來(lái)的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過(guò)用專門的延遲線或邏輯門延時(shí)來(lái)達(dá)到時(shí)鐘分相的目的。用這種方法產(chǎn)生的相位差不夠準(zhǔn)確, 而且引起的時(shí)間偏移(Skew ) 和抖動(dòng) (J itters) 比較大, 無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間分辨。 近年來(lái)半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展, 使高質(zhì)量的分相功能在一 片芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優(yōu)異的時(shí)鐘 芯片。這些芯片的出現(xiàn), 大大促進(jìn)了時(shí)鐘分相技術(shù)在實(shí)際電 路中的應(yīng)用。我們?cè)谶@方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時(shí)間性能, 必須確保分相時(shí)鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設(shè)計(jì)中, 通常用一個(gè)低頻、高精度的 晶體作為時(shí)鐘源, 將這個(gè)低頻時(shí)鐘通過(guò)一個(gè)鎖相環(huán)(PLL ) , 獲得一個(gè)較高頻率的、比較純凈的時(shí)鐘, 對(duì)這個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行分相, 就可獲得高穩(wěn)定、低抖動(dòng)的分 相時(shí)鐘。 這部分電路在實(shí)際運(yùn)用中獲得了很好的效果。下面以應(yīng)用的實(shí)例加以說(shuō)明。2 應(yīng)用實(shí)例 2. 1 應(yīng)用在接入網(wǎng)中 在通訊系統(tǒng)中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時(shí)鐘分為4 個(gè)相位 數(shù)據(jù), 與其同步的時(shí)鐘信號(hào)并不傳輸。 但本地接收到數(shù)據(jù)時(shí), 為了準(zhǔn)確地獲取 數(shù)據(jù), 必須得到數(shù)據(jù)時(shí)鐘, 即要獲取與數(shù) 據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)。在接入網(wǎng)中, 數(shù)據(jù)傳 輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖2 所示。 數(shù)據(jù)以68MBös 的速率傳輸, 即每 個(gè)bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個(gè)數(shù)據(jù) 幀的開頭有一個(gè)用于同步檢測(cè)的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時(shí)鐘信號(hào), 一般時(shí)間 分辨應(yīng)該達(dá)到1ö4 的時(shí)鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說(shuō), 系統(tǒng)時(shí)鐘頻率應(yīng)在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)很多的困擾。 我們?cè)谶@里使用鎖相環(huán)和時(shí)鐘分相技術(shù), 將一個(gè)16MHz 晶振作為時(shí)鐘源, 經(jīng)過(guò)鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時(shí)鐘, 再經(jīng)過(guò)分相芯片AMCCS4405 分成4 個(gè)相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個(gè)相位的68MHz 時(shí)鐘中選擇出與數(shù)據(jù)同步性最好的一個(gè)。選擇的依據(jù)是: 在每個(gè)數(shù)據(jù)幀的頭部(HEAD) 都有一個(gè)8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個(gè)相位的時(shí)鐘去鎖存數(shù)據(jù), 如果經(jīng)某個(gè)時(shí)鐘鎖存后的數(shù)據(jù)在這個(gè)指定位置最先檢測(cè)出這 個(gè)KWD, 就認(rèn)為下一相位的時(shí)鐘與數(shù)據(jù)的同步性最好(相關(guān))。 根據(jù)這個(gè)判別原理, 我們?cè)O(shè)計(jì)了圖4 所示的時(shí)鐘分相選擇電路。 在板上通過(guò)鎖相環(huán)89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時(shí)鐘: 用這4 個(gè) 時(shí)鐘分別將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位, 將移位的數(shù)據(jù)與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認(rèn)為檢 出了KWD。將4 路相關(guān)器的結(jié)果經(jīng)過(guò)優(yōu)先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時(shí)鐘。這里, 我們運(yùn)用AMCC 公司生產(chǎn)的 S4405 芯片, 對(duì)68MHz 的時(shí)鐘進(jìn)行了4 分 相, 成功地實(shí)現(xiàn)了同步時(shí)鐘的獲取, 這部分 電路目前已實(shí)際地應(yīng)用在某通訊系統(tǒng)的接 入網(wǎng)中。 2. 2 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 高速、高精度的模擬- 數(shù)字變換 (ADC) 一直是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部 分。高速的ADC 價(jià)格昂貴, 而且系統(tǒng)設(shè)計(jì) 難度很高。以前就有人考慮使用多個(gè)低速 圖5 分相技術(shù)應(yīng)用于采集系統(tǒng) ADC 和時(shí)鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時(shí)鐘分相電路產(chǎn)生的相位不準(zhǔn)確, 時(shí)鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產(chǎn)生較 大的孔徑晃動(dòng)(Aperture J itters) , 無(wú)法達(dá)到很 好的時(shí)間分辨。 現(xiàn)在使用時(shí)鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術(shù)應(yīng)用在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中: 以4 分相后 圖6 分相技術(shù)提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集率 的80MHz 采樣時(shí)鐘分別作為ADC 的 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘, 對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號(hào)經(jīng)過(guò) 緩沖、調(diào)理, 送入ADC 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換, 采集到的數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器(M EM )。各個(gè) 采集通道采集的是同一信號(hào), 不過(guò)采樣 點(diǎn)依次相差90°相位。通過(guò)存儲(chǔ)器中的數(shù) 據(jù)重組, 可以使系統(tǒng)時(shí)鐘為80MHz 的采 集系統(tǒng)達(dá)到320MHz 數(shù)據(jù)采集率(如圖6 所示)。 3 總結(jié) 靈活地運(yùn)用時(shí)鐘分相技術(shù), 可以有效地用低頻時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于高頻時(shí)鐘的時(shí)間性能, 并 避免了高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中一些問題, 降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。
標(biāo)簽: 時(shí)鐘 分相 技術(shù)應(yīng)用
上傳時(shí)間: 2013-12-17
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第四章 信號(hào)分離電路 第四章 信號(hào)分離電路第一節(jié) 濾波器的基本知識(shí)一、濾波器的功能和類型1、功能:濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運(yùn)算處理系統(tǒng),具有濾除噪聲和分離各種不同信號(hào)的功能。2、類型:按處理信號(hào)形式分:模擬濾波器和數(shù)字濾波器按功能分:低通、高通、帶通、帶阻按電路組成分:LC無(wú)源、RC無(wú)源、由特殊元件構(gòu)成的無(wú)源濾波器、RC有源濾波器按傳遞函數(shù)的微分方程階數(shù)分:一階、二階、高階第一節(jié) 濾波器的基本知識(shí) 第一節(jié) 濾波器的基本知識(shí)二、模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性(一)模擬濾波器的傳遞函數(shù)模擬濾波電路的特性可由傳遞函數(shù)來(lái)描述。傳遞函數(shù)是輸出與輸入信號(hào)電壓或電流拉氏變換之比。經(jīng)分析,任意個(gè)互相隔離的線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)后,總的傳遞函數(shù)等于各網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的乘積。這樣,任何復(fù)雜的濾波網(wǎng)絡(luò),可由若干簡(jiǎn)單的一階與二階濾波電路級(jí)聯(lián)構(gòu)成。 第一節(jié) 濾波器的基本知識(shí)(二)模擬濾波器的頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)H(s)表達(dá)了濾波器的輸入與輸出間的傳遞關(guān)系。若濾波器的輸入信號(hào)Ui是角頻率為w的單位信號(hào),濾波器的輸出Uo(jw)=H(jw)表達(dá)了在單位信號(hào)輸入情況下的輸出信號(hào)隨頻率變化的關(guān)系,稱為濾波器的頻率特性函數(shù),簡(jiǎn)稱頻率特性。頻率特性H(jw)是一個(gè)復(fù)函數(shù),其幅值A(chǔ)(w)稱為幅頻特性,其幅角∮(w)表示輸出信號(hào)的相位相對(duì)于輸入信號(hào)相位的變化,稱為相頻特性。
上傳時(shí)間: 2014-12-23
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現(xiàn)代的電子設(shè)計(jì)和芯片制造技術(shù)正在飛速發(fā)展,電子產(chǎn)品的復(fù)雜度、時(shí)鐘和總線頻率等等都呈快速上升趨勢(shì),但系統(tǒng)的電壓卻不斷在減小,所有的這一切加上產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間要求給設(shè)計(jì)師帶來(lái)了前所未有的巨大壓力。要想保證產(chǎn)品的一次性成功就必須能預(yù)見設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的各種問題,并及時(shí)給出合理的解決方案,對(duì)于高速的數(shù)字電路來(lái)說(shuō),最令人頭大的莫過(guò)于如何確保瞬時(shí)跳變的數(shù)字信號(hào)通過(guò)較長(zhǎng)的一段傳輸線,還能完整地被接收,并保證良好的電磁兼容性,這就是目前頗受關(guān)注的信號(hào)完整性(SI)問題。本章就是圍繞信號(hào)完整性的問題,讓大家對(duì)高速電路有個(gè)基本的認(rèn)識(shí),并介紹一些相關(guān)的基本概念。 第一章 高速數(shù)字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來(lái)的問題及設(shè)計(jì)流程剖析...............................................................61.3 相關(guān)的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統(tǒng)和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報(bào)方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質(zhì).................................................................................142.3.2 特征阻抗相關(guān)計(jì)算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對(duì)信號(hào)完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報(bào)方程及推導(dǎo).............................................................................182.5 趨膚效應(yīng)和集束效應(yīng).................................................................................232.6 信號(hào)的反射.................................................................................................252.6.1 反射機(jī)理和電報(bào)方程.........................................................................252.6.2 反射導(dǎo)致信號(hào)的失真問題.................................................................302.6.2.1 過(guò)沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩:.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負(fù)載的匹配.................................................................................41第三章 串?dāng)_的分析...............................................................................................423.1 串?dāng)_的基本概念.........................................................................................423.2 前向串?dāng)_和后向串?dāng)_.................................................................................433.3 后向串?dāng)_的反射.........................................................................................463.4 后向串?dāng)_的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對(duì)串?dāng)_的影響.................................................................483.6 連接器的串?dāng)_問題.....................................................................................513.7 串?dāng)_的具體計(jì)算.........................................................................................543.8 避免串?dāng)_的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產(chǎn)生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號(hào)的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場(chǎng)屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場(chǎng)屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場(chǎng)屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設(shè)計(jì)中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數(shù)和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設(shè)計(jì)抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過(guò)孔對(duì)回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規(guī)則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎(chǔ)...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設(shè)計(jì).............................................................................................855.3 同步開關(guān)噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內(nèi)部開關(guān)噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開關(guān)噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應(yīng)用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質(zhì)和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯(lián)特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統(tǒng)時(shí)序.................................................................................................1006.1 普通時(shí)序系統(tǒng)...........................................................................................1006.1.1 時(shí)序參數(shù)的確定...............................................................................1016.1.2 時(shí)序約束條件...................................................................................1066.2 源同步時(shí)序系統(tǒng).......................................................................................1086.2.1 源同步系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)...................................................................1096.2.2 源同步時(shí)序要求...............................................................................110第七章 IBIS 模型................................................................................................1137.1 IBIS 模型的由來(lái)...................................................................................... 1137.2 IBIS 與SPICE 的比較.............................................................................. 1137.3 IBIS 模型的構(gòu)成...................................................................................... 1157.4 建立IBIS 模型......................................................................................... 1187.4 使用IBIS 模型......................................................................................... 1197.5 IBIS 相關(guān)工具及鏈接..............................................................................120第八章 高速設(shè)計(jì)理論在實(shí)際中的運(yùn)用.............................................................1228.1 疊層設(shè)計(jì)方案...........................................................................................1228.2 過(guò)孔對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?..........................................................................1278.3 一般布局規(guī)則...........................................................................................1298.4 接地技術(shù)...................................................................................................1308.5 PCB 走線策略............................................................................................134
標(biāo)簽: 信號(hào)完整性
上傳時(shí)間: 2014-05-15
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減小電磁干擾的印刷電路板設(shè)計(jì)原則 內(nèi) 容 摘要……1 1 背景…1 1.1 射頻源.1 1.2 表面貼裝芯片和通孔元器件.1 1.3 靜態(tài)引腳活動(dòng)引腳和輸入.1 1.4 基本回路……..2 1.4.1 回路和偶極子的對(duì)稱性3 1.5 差模和共模…..3 2 電路板布局…4 2.1 電源和地…….4 2.1.1 感抗……4 2.1.2 兩層板和四層板4 2.1.3 單層板和二層板設(shè)計(jì)中的微處理器地.4 2.1.4 信號(hào)返回地……5 2.1.5 模擬數(shù)字和高壓…….5 2.1.6 模擬電源引腳和模擬參考電壓.5 2.1.7 四層板中電源平面因該怎么做和不應(yīng)該怎么做…….5 2.2 兩層板中的電源分配.6 2.2.1 單點(diǎn)和多點(diǎn)分配.6 2.2.2 星型分配6 2.2.3 格柵化地.7 2.2.4 旁路和鐵氧體磁珠……9 2.2.5 使噪聲靠近磁珠……..10 2.3 電路板分區(qū)…11 2.4 信號(hào)線……...12 2.4.1 容性和感性串?dāng)_……...12 2.4.2 天線因素和長(zhǎng)度規(guī)則...12 2.4.3 串聯(lián)終端傳輸線…..13 2.4.4 輸入阻抗匹配...13 2.5 電纜和接插件……...13 2.5.1 差模和共模噪聲……...14 2.5.2 串?dāng)_模型……..14 2.5.3 返回線路數(shù)目..14 2.5.4 對(duì)板外信號(hào)I/O的建議14 2.5.5 隔離噪聲和靜電放電ESD .14 2.6 其他布局問題……...14 2.6.1 汽車和用戶應(yīng)用帶鍵盤和顯示器的前端面板印刷電路板...15 2.6.2 易感性布局…...15 3 屏蔽..16 3.1 工作原理…...16 3.2 屏蔽接地…...16 3.3 電纜和屏蔽旁路………………..16 4 總結(jié)…………………………………………17 5 參考文獻(xiàn)………………………17
標(biāo)簽: 印刷電路板 設(shè)計(jì)原則
上傳時(shí)間: 2013-10-24
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影響數(shù)字信號(hào)處理發(fā)展的最主要因素之一就是處理速度。DFT使計(jì)算機(jī)處理頻域信號(hào)成為可能,但當(dāng)N很大時(shí),直接計(jì)算N點(diǎn)DFT的計(jì)算量非常大。FFT可使DFT的運(yùn)算量下降幾個(gè)數(shù)量級(jí),從而使數(shù)字信號(hào)處理的速度大大提高。本文介紹了如何利用高性能數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)FFT算法,給出了程序流程圖及關(guān)鍵程序源碼。該算法采用基2 FFT算法,參數(shù)計(jì)算主要采用查表法,計(jì)算量小,實(shí)時(shí)性高。在電網(wǎng)諧波檢測(cè)應(yīng)用中表明,該方法既能有效地檢測(cè)出電網(wǎng)諧波,又能滿足實(shí)時(shí)性要求。
標(biāo)簽: FFT 算法 電網(wǎng)諧波 檢測(cè)
上傳時(shí)間: 2013-10-21
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鑒于市場(chǎng)上常見的51系列8位單片機(jī)的售價(jià)比較低廉,我們的設(shè)計(jì)采用了P89V51RB2FN單片機(jī)作為主控制器,P89V51RB2FN 是一款80C51 微控制器,包含16kB Flash 和256 字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM ,3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,8 個(gè)中斷源,4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí),2 個(gè)DPTR 寄存器[19];主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào)工作。具體方案如下:首先,利用單片機(jī)檢測(cè)各種模擬信號(hào),通過(guò)接收鍵盤送來(lái)的命令,確認(rèn)功能設(shè)置,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)裝入和實(shí)時(shí)監(jiān)控,其次,根據(jù)CPU發(fā)出的信號(hào)控制語(yǔ)音播報(bào)、顯示等功能,用軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定時(shí)功能,節(jié)省了硬件成本的開銷。這樣的設(shè)計(jì)使安裝和調(diào)試工作可以并行進(jìn)行,極大地縮短了總體設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間,綜合考慮以上因素。
標(biāo)簽: 微波爐
上傳時(shí)間: 2013-10-14
上傳用戶:wanqunsheng
本書從應(yīng)用的角度,詳細(xì)地介紹了MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、各種硬件接口設(shè)計(jì)、各種常用的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理程序及接口驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)以及MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并對(duì)MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的抗干擾技術(shù)以及各種新器件也作了詳細(xì)的介紹。本書突出了選取內(nèi)容的實(shí)用性、典型性。書中的應(yīng)用實(shí)例,大多來(lái)自科研工作及教學(xué)實(shí)踐,且經(jīng)過(guò)檢驗(yàn),內(nèi)容豐富、翔實(shí)。 本書可作為工科院校的本科生、研究生、專科生學(xué)習(xí)MCS-51單片機(jī)課程的教材,也可供從事自動(dòng)控制、智能儀器儀表、測(cè)試、機(jī)電一體化以及各類從事MCS-51單片機(jī)應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考。 第一章 單片微型計(jì)等機(jī)概述 1.1 單片機(jī)的歷史及發(fā)展概況 1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1.3 單片機(jī)的應(yīng)用 1.3.1 單片機(jī)的特點(diǎn) 1.3.2 單片機(jī)的應(yīng)用范圍 1.4 8位單片機(jī)的主要生產(chǎn)廠家和機(jī)型 1.5 MCS-51系列單片機(jī) 第二章 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 2.1 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 2.2 MCS-51的引腳 2.2.1 電源及時(shí)鐘引腳 2.2.2 控制引腳 2.2.3 I/O口引腳 2.3 MCS-51單片機(jī)的中央處理器(CPU) 2.3.1 運(yùn)算部件 2.3.2 控制部件 2.4 MCS-51存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) 2.4.1 程序存儲(chǔ)器 2.4.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 2.4.3 特殊功能寄存器(SFR) 2.4.4 位地址空間 2.4.5 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 2.5 I/O端口 2.5.1 I/O口的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2.5.2 I/O口的讀操作 2.5.3 I/O口的寫操作及負(fù)載能力 2.6 復(fù)位電路 2.6.1 復(fù)位時(shí)各寄存器的狀態(tài) 2.6.2 復(fù)位電路 2.7 時(shí)鐘電路 2.7.1 內(nèi)部時(shí)鐘方式 2.7.2 外部時(shí)鐘方式 2.7.3 時(shí)鐘信號(hào)的輸出 第三章 MCS-51的指令系統(tǒng) 3.1 MCS-51指令系統(tǒng)的尋址方式 3.1.1 寄存器尋址 3.1.2 直接尋址 3.1.3 寄存器間接尋址 3.1.4 立即尋址 3.1.5 基址寄存器加變址寄存器間址尋址 3.2 MCS-51指令系統(tǒng)及一般說(shuō)明 3.2.1 數(shù)據(jù)傳送類指令 3.2.2 算術(shù)操作類指令 3.2.3 邏輯運(yùn)算指令 3.2.4 控制轉(zhuǎn)移類指令 3.2.5 位操作類指令 第四章 MCS-51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 4.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 4.1.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON 4.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的四種工作方式 4.2.1 方式0 4.2.2 方式1 4.2.3 方式2 4.2.4 方式3 4.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求 4.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器編程和應(yīng)用 4.4.1 方式o應(yīng)用(1ms定時(shí)) 4.4.2 方式1應(yīng)用 4.4.3 方式2計(jì)數(shù)方式 4.4.4 方式3的應(yīng)用 4.4.5 定時(shí)器溢出同步問題 4.4.6 運(yùn)行中讀定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 4.4.7 門控制位GATE的功能和使用方法(以T1為例) 第五章 MCS-51的串行口 5.1 串行口的結(jié)構(gòu) 5.1.1 串行口控制寄存器SCON 5.1.2 特殊功能寄存器PCON 5.2 串行口的工作方式 5.2.1 方式0 5.2.2 方式1 5.2.3 方式2 5.2.4 方式3 5.3 多機(jī)通訊 5.4 波特率的制定方法 5.4.1 波特率的定義 5.4.2 定時(shí)器T1產(chǎn)生波特率的計(jì)算 5.5 串行口的編程和應(yīng)用 5.5.1 串行口方式1應(yīng)用編程(雙機(jī)通訊) 5.5.2 串行口方式2應(yīng)用編程 5.5.3 串行口方式3應(yīng)用編程(雙機(jī)通訊) 第六章 MCS-51的中斷系統(tǒng) 6.1 中斷請(qǐng)求源 6.2 中斷控制 6.2.1 中斷屏蔽 6.2.2 中斷優(yōu)先級(jí)優(yōu) 6.3 中斷的響應(yīng)過(guò)程 6.4 外部中斷的響應(yīng)時(shí)間 6.5 外部中斷的方式選擇 6.5.1 電平觸發(fā)方式 6.5.2 邊沿觸發(fā)方式 6.6 多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.6.1 定時(shí)器作為外部中斷源的使用方法 6.6.2 中斷和查詢結(jié)合的方法 6.6.3 用優(yōu)先權(quán)編碼器擴(kuò)展外部中斷源 第七章 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì) 7.1 概述 7.1.1 只讀存儲(chǔ)器 7.1.2 可讀寫存儲(chǔ)器 7.1.3 不揮發(fā)性讀寫存儲(chǔ)器 7.1.4 特殊存儲(chǔ)器 7.2 存儲(chǔ)器擴(kuò)展的基本方法 7.2.1 MCS-51單片機(jī)對(duì)存儲(chǔ)器的控制 7.2.2 外擴(kuò)存儲(chǔ)器時(shí)應(yīng)注意的問題 7.3 程序存儲(chǔ)器EPROM的擴(kuò)展 7.3.1 程序存儲(chǔ)器的操作時(shí)序 7.3.2 常用的EPROM芯片 7.3.3 外部地址鎖存器和地址譯碼器 7.3.4 典型EPROM擴(kuò)展電路 7.4 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的器擴(kuò)展 7.4.1 外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作時(shí)序 7.4.2 常用的SRAM芯片 7.4.3 64K字節(jié)以內(nèi)SRAM的擴(kuò)展 7.4.4 超過(guò)64K字節(jié)SRAM擴(kuò)展 7.5 不揮發(fā)性讀寫存儲(chǔ)器擴(kuò)展 7.5.1 EPROM擴(kuò)展 7.5.2 SRAM掉電保護(hù)電路 7.6 特殊存儲(chǔ)器擴(kuò)展 7.6.1 雙口RAMIDT7132的擴(kuò)展 7.6.2 快擦寫存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 7.6.3 先進(jìn)先出雙端口RAM的擴(kuò)展 第八章 MCS-51擴(kuò)展I/O接口的設(shè)計(jì) 8.1 擴(kuò)展概述 8.2 MCS-51單片機(jī)與可編程并行I/O芯片8255A的接口 8.2.1 8255A芯片介紹 8.2.2 8031單片機(jī)同8255A的接口 8.2.3 接口應(yīng)用舉例 8.3 MCS-51與可編程RAM/IO芯片8155H的接口 8.3.1 8155H芯片介紹 8.3.2 8031單片機(jī)與8155H的接口及應(yīng)用 8.4 用MCS-51的串行口擴(kuò)展并行口 8.4.1 擴(kuò)展并行輸入口 8.4.2 擴(kuò)展并行輸出口 8.5 用74LSTTL電路擴(kuò)展并行I/O口 8.5.1 用74LS377擴(kuò)展一個(gè)8位并行輸出口 8.5.2 用74LS373擴(kuò)展一個(gè)8位并行輸入口 8.5.3 MCS-51單片機(jī)與總線驅(qū)動(dòng)器的接口 8.6 MCS-51與8253的接口 8.6.1 邏輯結(jié)構(gòu)與操作編址 8.6.2 8253工作方式和控制字定義 8.6.3 8253的工作方式與操作時(shí)序 8.6.4 8253的接口和編程實(shí)例 第九章 MCS-51與鍵盤、打印機(jī)的接口 9.1 LED顯示器接口原理 9.1.1 LED顯示器結(jié)構(gòu) 9.1.2 顯示器工作原理 9.2 鍵盤接口原理 9.2.1 鍵盤工作原理 9.2.2 單片機(jī)對(duì)非編碼鍵盤的控制方式 9.3 鍵盤/顯示器接口實(shí)例 9.3.1 利用8155H芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示器接口 9.3.2 利用8031的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示器接口 9.3.3 利用專用鍵盤/顯示器接口芯片8279實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示器接口 9.4 MCS-51與液晶顯示器(LCD)的接口 9.4.1 LCD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 9.4.2 點(diǎn)陣式液晶顯示控制器HD61830介紹 9.5 MCS-51與微型打印機(jī)的接口 9.5.1 MCS-51與TPμp-40A/16A微型打印機(jī)的接口 9.5.2 MCS-51與GP16微型打印機(jī)的接口 9.5.3 MCS-51與PP40繪圖打印機(jī)的接口 9.6 MCS-51單片機(jī)與BCD碼撥盤的接口設(shè)計(jì) 9.6.1 BCD碼撥盤 9.6.2 BCD碼撥盤與單片機(jī)的接口 9.6.3 撥盤輸出程序 9.7 MCS-51單片機(jī)與CRT的接口 9.7.1 SCIBCRT接口板的主要特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù) 9.7.2 SCIB接口板的工作原理 9.7.3 SCIB與MCS-51單片機(jī)的接口 9.7.4 SCIB的CRT顯示軟件設(shè)計(jì)方法 第十章 MCS-51與D/A、A/D的接口 10.1 有關(guān)DAC及ADC的性能指標(biāo)和選擇要點(diǎn) 10.1.1 性能指標(biāo) 10.1.2 選擇ABC和DAC的要點(diǎn) 10.2 MCS-51與DAC的接口 10.2.1 MCS-51與DAC0832的接口 10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口 10.2.3 MCS-51同串行輸入的DAC芯片AD7543的接口 10.3 MCS-51與ADC的接口 10.3.1 MCS-51與5G14433(雙積分型)的接口 10.3.2 MCS-51與ICL7135(雙積分型)的接口 10.3.3 MCS-51與ICL7109(雙積分型)的接口 10.3.4 MCS-51與ADC0809(逐次逼近型)的接口 10.3.5 8031AD574(逐次逼近型)的接口 10.4 V/F轉(zhuǎn)換器接口技術(shù) 10.4.1 V/F轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法 10.4.2 常用V/F轉(zhuǎn)換器LMX31簡(jiǎn)介 10.4.3 V/F轉(zhuǎn)換器與MCS-51單片機(jī)接口 10.4.4 LM331應(yīng)用舉例 第十一章 標(biāo)準(zhǔn)串行接口及應(yīng)用 11.1 概述 11.2 串行通訊的接口標(biāo)準(zhǔn) 11.2.1 RS-232C接口 11.2.2 RS-422A接口 11.2.3 RS-485接口 11.2.4 各種串行接口性能比較 11.3 雙機(jī)串行通訊技術(shù) 11.3.1 單片機(jī)雙機(jī)通訊技術(shù) 11.3.2 PC機(jī)與8031單片機(jī)雙機(jī)通訊技術(shù) 11.4 多機(jī)串行通訊技術(shù) 11.4.1 單片機(jī)多機(jī)通訊技術(shù) 11.4.2 IBM-PC機(jī)與單片機(jī)多機(jī)通訊技術(shù) 11.5 串行通訊中的波特率設(shè)置技術(shù) 11.5.1 IBM-PC/XT系統(tǒng)中波特率的產(chǎn)生 11.5.2 MCS-51單片機(jī)串行通訊波特率的確定 11.5.3 波特率相對(duì)誤差范圍的確定方法 11.5.4 SMOD位對(duì)波特率的影響 第十二章 MCS-51的功率接口 12.1 常用功率器件 12.1.1 晶閘管 12.1.2 固態(tài)繼電器 12.1.3 功率晶體管 12.1.4 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 12.2 開關(guān)型功率接口 12.2.1 光電耦合器驅(qū)動(dòng)接口 12.2.2 繼電器型驅(qū)動(dòng)接口 12.2.3 晶閘管及脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)接口 第十三章 MCS-51單片機(jī)與日歷的接口設(shè)計(jì) 13.1 概述 13.2 MCS-51單片機(jī)與實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片MSM5832的接口設(shè)計(jì) 13.2.1 MSM5832性能及引腳說(shuō)明 13.2.2 MSM5832時(shí)序分析 13.2.3 8031單片機(jī)與MSM5832的接口設(shè)計(jì) 13.3 MCS-51單片機(jī)與實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片MC146818的接口設(shè)計(jì) 13.3.1 MC146818性能及引腳說(shuō)明 13.3.2 MC146818芯片地址分配及各單元的編程 13.3.3 MC146818的中斷 13.3.4 8031單片機(jī)與MC146818的接口電路設(shè)計(jì) 13.3.5 8031單片機(jī)與MC146818的接口軟件設(shè)計(jì) 第十四章 MCS-51程序設(shè)計(jì)及實(shí)用子程序 14.1 查表程序設(shè)計(jì) 14.2 散轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì) 14.2.1 使用轉(zhuǎn)移指令表的散轉(zhuǎn)程序 14.2.2 使用地地址偏移量表的散轉(zhuǎn)程序 14.2.3 使用轉(zhuǎn)向地址表的散轉(zhuǎn)程序 14.2.4 利用RET指令實(shí)現(xiàn)的散轉(zhuǎn)程序 14.3 循環(huán)程序設(shè)計(jì) 14.3.1 單循環(huán) 14.3.2 多重循環(huán) 14.4 定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì) 14.4.1 定點(diǎn)數(shù)的表示方法 14.4.2 定點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算 14.4.3 定點(diǎn)數(shù)乘法運(yùn)算 14.4.4 定點(diǎn)數(shù)除法 14.5 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì) 14.5.1 浮點(diǎn)數(shù)的表示 14.5.2 浮點(diǎn)數(shù)的加減法運(yùn)算 14.5.3 浮點(diǎn)數(shù)乘除法運(yùn)算 14.5.4 定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換 14.6 碼制轉(zhuǎn)換 ……
標(biāo)簽: MCS 51 單片機(jī) 應(yīng)用設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-11-06
上傳用戶:xuanjie
《AVR單片機(jī)原理及應(yīng)用》詳細(xì)介紹了ATMEL公司開發(fā)的ATmega8系列高速嵌入式單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、接口電路、C編程實(shí)例,以及一些特殊功能的應(yīng)用和設(shè)計(jì),對(duì)讀者掌握和使用其他ATmega8系列的單片機(jī)具有極高的參考價(jià)值 AVR單片機(jī)原理及應(yīng)用》具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和實(shí)用性,可作為有關(guān)工程技術(shù)人員和硬件工程師的應(yīng)用手冊(cè),亦可作為高等院校自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、儀器儀表、電子等專業(yè)的教學(xué)參考書。 目錄 第1章 緒論 1.1 AVR單片機(jī)的主要特性 1.2 主流單片機(jī)系列產(chǎn)品比較 1.2.1 ATMEL公司的單片機(jī) 1.2.2 Mkcochip公司的單片機(jī) 1.2.3 Cygnal公司的單片機(jī) 第2章 AVR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概況 2.1 AVR單片機(jī)ATmega8的總體結(jié)構(gòu) 2.1.1 ATmega8特點(diǎn) 2.1.2 結(jié)構(gòu)框圖 2.1.3 ATmega8單片機(jī)封裝與引腳 2.2 中央處理器 2.2.1 算術(shù)邏輯單元 2.2.2 指令執(zhí)行時(shí)序 2.2.3 復(fù)位和中斷處理 2.3 ATmega8存儲(chǔ)器 2.3.1 Flash程序存儲(chǔ)器 2.3.2 SRAM 2.3.3 E2pROM 2.3.4 I/O寄存器 2.3.5 ATmega8的鎖定位、熔絲位、標(biāo)識(shí)位和校正位 2.4 系統(tǒng)時(shí)鐘及其分配 2.4.1 時(shí)鐘源 2.4.2 外部晶振 2.4.3 外部低頻石英晶振 2.4.4 外部:RC振蕩器 2.4.5 可校準(zhǔn)內(nèi)部.RC振蕩器 2.4.6 外部時(shí)鐘源 2.4.7 異步定時(shí)器/計(jì)數(shù)器振蕩器 2.5 系統(tǒng)電源管理和休眠模式 2.5.1 MCU控制寄存器 2.5.2 空閑模式 2.5.3 ADC降噪模式 2.5.4 掉電模式 2.5.5 省電模式 2.5.6 等待模式 2.5.7 最小功耗 2.6 系統(tǒng)復(fù)位 2.6.1 復(fù)位源 2.6.2 MCU控制狀態(tài)寄存器——MCUCSR 2.6.3 內(nèi)部參考電壓源 2.7 I/O端口 2.7.1 通用數(shù)字I/O端口 2.7.2 數(shù)字輸入使能和休眠模式 2.7.3 端口的第二功能 第3章 ATmega8指令系統(tǒng) 3.1 ATmega8匯編指令格式 3.1.1 匯編語(yǔ)言源文件 3.1.2 指令系統(tǒng)中使用的符號(hào) 3.1.3 ATmega8指令 3.1.4 匯編器偽指令 3.1.5 表達(dá)式 3.1.6 文件“M8def.inc” 3.2 尋址方式和尋址空間 3.3 算術(shù)和邏輯指令 3.3.1 加法指令 3.3.2 減法指令 3.3.3 取反碼指令 3.3.4 取補(bǔ)碼指令 3.3.5 比較指令 3.3.6 邏輯與指令 3.3.7 邏輯或指令 3.3.8 邏輯異或 3.3.9 乘法指令 3.4 轉(zhuǎn)移指令 3.4.1 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令 3.4.2 條件轉(zhuǎn)移指令 3.4.3 子程序調(diào)用和返回指令 3.5 數(shù)據(jù)傳送指令 3.5.1 直接尋址數(shù)據(jù)傳送指令 3.5.2 間接尋址數(shù)據(jù)傳送指令 3.5.3 從程序存儲(chǔ)器中取數(shù)裝入寄存器指令 3.5.4 寫程序存儲(chǔ)器指令 3.5.5 I/0端口數(shù)據(jù)傳送 3.5.6 堆棧操作指令 3.6 位操作和位測(cè)試指令 3.6.1 帶進(jìn)位邏輯操作指令 3.6.2 位變量傳送指令 3.6.3 位變量修改指令 3.7 MCU控制指令 3.8 指令的應(yīng)用 第4章 中斷系統(tǒng) 4.1 外部向量 4.2 外部中斷 4.3 中斷寄存器 第5章 自編程功能 5.1 引導(dǎo)加載技術(shù) 5.2 相關(guān)I/O寄存器 5.3 Flash程序存儲(chǔ)器的自編程 5.4 Flash自編程應(yīng)用 第6章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 6.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器預(yù)定比例分頻器 6.2 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器O(T/CO) 6.3 16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1(T/C1) 6.3.1 T/C1的結(jié)構(gòu) 6.3.2 T/C1的操作模式 6.3.3 T/121的計(jì)數(shù)時(shí)序 6.3.4 T/C1的寄存器 6.4 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2(T/C2) 6.4.1 T/C2的組成結(jié)構(gòu) 6.4.2 T/C2的操作模式 6.4.3 T/C2的計(jì)數(shù)時(shí)序 6.4.4 T/02的寄存器 6.4.5 T/C2的異步操作 6.5 看門狗定時(shí)器 第7章 AVR單片機(jī)通信接口 7.1 AVR單片機(jī)串行接口 7.1.1 同步串行接口 7.1.2 通用串行接口 7.2 兩線串行TWT總線接口 7.2.1 TWT模塊概述 7.2.2 TWT寄存器描述 7.2.3 TWT總線的使用 7.2.4 多主機(jī)系統(tǒng)和仲裁 第8章 AVR單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換及模擬比較器 8.1 A/D轉(zhuǎn)換 8.1.1 A/D轉(zhuǎn)換概述 8.1.2 ADC噪聲抑制器 8.1.3 ADC有關(guān)的寄存器 8.2 AvR單片機(jī)模擬比較器 第9章 系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù) 9.1 串行接口8位LED顯示驅(qū)動(dòng)器MAX7219 9.1.1 概述 9.1.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 9.1.3 操作說(shuō)明 9.1.4 應(yīng)用 9.1.5 軟件設(shè)計(jì) 9.2 AT24C系列兩線串行總線E2PPOM 9.2.1 概述 9.2.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 9.2.3 操作說(shuō)明 9.2.4 軟件設(shè)計(jì) 9.3 AT93C46——三線串行總線E2PPOM接口芯片 9.3.1 概述 9.3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 9.3.3 操作說(shuō)明 9.3.4 軟件設(shè)計(jì) 9.4 串行12位的ADCTL543 9.4.1 概述 9.4.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 9.4.3 操作說(shuō)明 9.4.4 AD620放大器介紹 9.4.5 軟件設(shè)計(jì) 9.5 串行輸出16位ADCMAXl95 9.5.1 概述 9.5.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 9.5.3 操作說(shuō)明 9.5.4 應(yīng)用 9.5.5 軟件設(shè)計(jì) 9.6 串行輸入DACTLC5615 9.6.1 概述 9.6.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 9.6.3 操作說(shuō)明 9.6.4 軟件設(shè)計(jì) 9.7 串行12位的DACTLC5618 9.7.1 概述 9.7.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 9.7.3 操作說(shuō)明 9.7.4 軟件設(shè)計(jì) 9.8 串行非易失性靜態(tài)RAMX24C44 9.8.1 概述 9.8.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 9.8.3 操作說(shuō)明 9.8.4 軟件設(shè)計(jì) 9.9 數(shù)據(jù)閃速存儲(chǔ)器AT45DB041B 9.9.1 概述 9.9.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 9.9.3 操作說(shuō)明 9.9.4 軟件設(shè)計(jì) 9.10 GM8164串行I/0擴(kuò)展芯片 9.10.1 概述 9.10.2 引腳功能說(shuō)明 9.10.3 操作說(shuō)明 9.10.4 軟件設(shè)計(jì) 9.11 接口綜合實(shí)例 附錄1 ICCACR簡(jiǎn)介 附錄2 ATmega8指令表 參考文獻(xiàn)
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