硬件高手的設(shè)計經(jīng)驗分享 一：成本節(jié)約 現(xiàn)象一：這些拉高/拉低的電阻用多大的阻值關(guān)系不大，就選個整數(shù)5K吧 點評：市場上不存在5K的阻值，最接近的是4.99K（精度1%），其次是5.1K（精度5%），其成本分別比精度為20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的電阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8幾個類別（含10的整數(shù)倍）；類似地，20%精度的電容也只有以上幾種值，如果選了其它的值就必須使用更高的精度，成本就翻了幾倍，卻不能帶來任何好處。
上傳時間： 2013-05-22
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文章開篇提出了開發(fā)背景。認為現(xiàn)在所廣泛應用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態(tài)的遠距離監(jiān)測成為了可能，同時由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應對不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來，數(shù)字電源的研究勢頭與日俱增，成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關(guān)電源占了世界市場的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對系統(tǒng)方案和電路進行了較為具體的設(shè)計，并通過測試取得了預期結(jié)果。測試證明該方案能夠適合本行業(yè)時代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡單，精度更高，通用性更強。同時該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計框圖和實現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細的比較。本論文的設(shè)計方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡單，精度更高，通用性更強。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號來自主回路的電流取樣，電壓反饋信號來自主回路的電壓采樣。再將這兩個信號分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實現(xiàn)閉環(huán)控制。同時用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號則由單片機或電位器提供。再次，文章對各個模塊從理論和實際的上都做了仔細的分析和設(shè)計，并給出了具體的電路圖，同時寫出了軟件流程圖以及設(shè)計中應該注意的地方。整個系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環(huán)境開關(guān)量檢測、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號采集、負載電壓信號采集、負載電流信號采集、以及對信號的一階數(shù)字低通濾波。由于整個系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題，減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達到閉環(huán)控制的目的。 最后，對數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對比測試，得出了預期結(jié)論。同時也提出了一些需要改進的地方，認為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會隨著使用時間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動并對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應能力造成負面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復使用、加快上市時間以及減少開發(fā)成本與風險。在當前對產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達到了設(shè)計要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計要求。但對于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進的地方，比如改進主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
標簽： FPGA DSP 數(shù)字化 開關(guān)電源
上傳時間： 2013-06-21
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隨著各種非線性電力電子設(shè)備的大量應用，電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴重。為了保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，保證電氣設(shè)備和用電人員的安全，治理電磁環(huán)境污染、維護綠色環(huán)境，研究實時、準確的電力諧波分析系統(tǒng)，對電網(wǎng)中的諧波進行實時檢測、分析和監(jiān)控，都具有重要的理論和工程實際意義。 目前實際應用的電力諧波分析系統(tǒng)大多是以單片機為核心組成。單片機運行速度慢，實時性較差，不能滿足實際應用中對系統(tǒng)實時性越來越高的要求。另外，單片機的地址線和數(shù)據(jù)線位數(shù)較少，這使得由單片機構(gòu)成的電力諧波分析系統(tǒng)外圍電路龐大，系統(tǒng)的可靠性和可維護性上都大打折扣。 本文首先研究了電力諧波的產(chǎn)生，危害及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對電力諧波檢測中常用的各種算法進行分析和比較；然后介紹了FPGA芯片的特性和SOPC系統(tǒng)的特點，并分析比較了傳統(tǒng)測量諧波裝置和基于FPGA的新型諧波測量儀器的特性。綜述了可編程元器件的發(fā)展過程、主要工藝發(fā)展及目前的應用情況。 然后，對整個諧波處理器系統(tǒng)的框架及結(jié)構(gòu)進行描述，包括系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)分配，外圍硬件電路的結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計流程。其后，針對系統(tǒng)外圍硬件電路、FFTIP核設(shè)計和SOPC系統(tǒng)的組建，進行詳細的分析與設(shè)計。系統(tǒng)采用NiosⅡ處理器核和FFT運算協(xié)處理器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。FFT運算用專門的FFT運算協(xié)處理器核完成，使得系統(tǒng)克服的單片機系統(tǒng)實時性差和速度慢的缺點。FFTIP核采用現(xiàn)在ASIC領(lǐng)域的一種主流硬件描述語言VHDL進行編寫，采用順序的處理結(jié)構(gòu)和IEEE浮點標準運算，具有系統(tǒng)簡單、占用硬件資源少和高運算精度的優(yōu)點。諧波分析儀系統(tǒng)組建采用SOPC系統(tǒng)。SOPC系統(tǒng)具有可對硬件剪裁和添加的特點，使得系統(tǒng)的更簡單，應用面更廣，專用性更強的優(yōu)點。最后，給出了對系統(tǒng)中各模塊進行仿真及系統(tǒng)生成的結(jié)果。
上傳時間： 2013-04-24
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在船舶交管系統(tǒng)中，雷達信息處理是最重要的組成部分。視頻回波處理中的雜波處理要求實時性很高，大約要在一個距離單元的時間(0.05-0.1us)內(nèi)完成。雜波處理如恒虛警處理本身比較復雜，這類處理過程又要求快速，圖像顯示系統(tǒng)要求及時的把接收到的雷達方位數(shù)據(jù)從極坐標轉(zhuǎn)換成直角坐標。在軟件上實現(xiàn)這些算法雖然精度可以達到，但是實時性問題不能滿足。因此這類問題多采用高速專用數(shù)字設(shè)備來實現(xiàn)。FPGA在數(shù)字信號處理領(lǐng)域有非常廣闊的應用前景，以其優(yōu)良的性能在數(shù)字信號處理中發(fā)揮了重大的作用。CORDIC算法可以在硬件上以很高的精度實現(xiàn)一些函數(shù)和運算。針對以上幾點，本文提出了利用CORDIC算法，基于FPGA來實現(xiàn)雷達信號處理和圖像顯示的算法研究，用硬件來實現(xiàn)正弦、余弦、正切、乘法、除法、指數(shù)和對數(shù)等基本函數(shù)和運算，把他們設(shè)計成為可重用的IP core，這樣可以滿足實時性和精度的問題。從而在將來的算法研究中方便的調(diào)用，這樣在算法研究中可以節(jié)約大量的時間，在一定程度上降低研究的難度。 圍繞雷達信號處理和圖像顯示，本次課題設(shè)計主要做了如下工作： 1．對CORDIC算法進行分析和研究，以及它在雷達信號處理和圖像顯示中的影響。 2．成功用硬件描述語言在Xilinx公司軟件ISE的環(huán)境下編寫代碼，在Synplify和Modelsim上做了綜合和仿真。 3．對實驗結(jié)果進行精度和速度分析。 4．對雷達信號處理和圖像顯示的相關(guān)算法進行分析和研究。 5．從實例分析IP core的特點，對算法研究的影響和IP core在雷達信號處理和圖像顯示中的應用。 最終在實踐環(huán)節(jié)，成功利用CORDIC算法，在FPGA上實現(xiàn)可重用的IP core，這些IP core能夠以很高的精度實現(xiàn)一些基本函數(shù)和運算，在雷達信號處理與圖像顯示中起到很大的作用。
上傳時間： 2013-07-16
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CAM350 為PCB 設(shè)計和PCB 生產(chǎn)提供了相應的工具（CAM350 for PCB Designers 和CAM350 for CAM Engineers），很容易地把PCB設(shè)計和PCB生產(chǎn)融合起來。CAM350 v8.7的目標是在PCB設(shè)計和PCB制造之間架起一座橋梁隨著如今電子產(chǎn)品的朝著小體積、高速度、低價格的趨勢發(fā)展，導致了設(shè)計越來越復雜，這就要求精確地把設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到PCB生產(chǎn)加工中去。CAM350為您提供了從PCB設(shè)計到生產(chǎn)制程的完整流程，從PCB設(shè)計數(shù)據(jù)到成功的PCB生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化將變得高效和簡化。基于PCB制造過程，CAM350為PCB設(shè)計和PCB生產(chǎn)提供了相應的工具（CAM350 for PCB Designers和CAM350 for CAM Engineers），很容易地把PCB設(shè)計和PCB生產(chǎn)融合起來。平滑流暢地轉(zhuǎn)換完整的工程設(shè)計意圖到PCB生產(chǎn)中提高PCB設(shè)計的可生產(chǎn)性，成就成功的電子產(chǎn)品為PCB設(shè)計和制造雙方提供有價值的橋梁作用CAM350是一款獨特、功能強大、健全的電子工業(yè)應用軟件。DOWNSTREAM開發(fā)了最初的基于PCB設(shè)計平臺的CAM350，到基于整個生產(chǎn)過程的CAM350并且持續(xù)下去。CAM350功能強大，應用廣泛，一直以來它的信譽和性能都是無與倫比的。 CAM350PCB設(shè)計的可制造性分析和優(yōu)化工具今天的PCB 設(shè)計和制造人員始終處于一種強大的壓力之下，他們需要面對業(yè)界不斷縮短將產(chǎn)品推向市場的時間、品質(zhì)和成本開銷的問題。在48 小時，甚至在24 小時內(nèi)完成工作更是很平常的事，而產(chǎn)品的復雜程度卻在日益增加，產(chǎn)品的生命周期也越來越短，因此，設(shè)計人員和制造人員之間協(xié)同有效工作的壓力也隨之越來越大！隨著電子設(shè)備的越來越小、越來越復雜，使得致力于電子產(chǎn)品開發(fā)每一個人員都需要解決批量生產(chǎn)的問題。如果到了完成制造之后發(fā)現(xiàn)設(shè)計失敗了，則你將錯過推向市場的大好時間。所有的責任并不在于制造加工人員，而是這個項目的全體人員。多年的實踐已經(jīng)證明了，你需要清楚地了解到有關(guān)制造加工方面的需求是什么，有什么方面的限制，在PCB設(shè)計階段或之后的處理過程是什么。為了在制造加工階段能夠協(xié)同工作，你需要在設(shè)計和制造之間建立一個有機的聯(lián)系橋梁。你應該始終保持清醒的頭腦，記住從一開始，你的設(shè)計就應該是容易制造并能夠取得成功的。CAM350 在設(shè)計領(lǐng)域是一個物有所值的制造分析工具。CAM350 能夠滿足你在制造加工方面的需求，如果你是一個設(shè)計人員，你能夠建立你的設(shè)計，將任務完成后提交給產(chǎn)品開發(fā)過程中的下一步工序。現(xiàn)在采用CAM350，你能夠處理面向制造方面的一些問題，進行一些簡單地處理，但是對于PCB設(shè)計來說是非常有效的，這就被成為"可制造性(Manufacturable)"。可制造性設(shè)計(Designing for Fabrication)使用DFF Audit，你能夠確保你的設(shè)計中不會包含任何制造規(guī)則方面的沖突(Manufacturing Rule Violations)。DFF Audit 將執(zhí)行超過80 種裸板分析檢查，包括制造、絲印、電源和地、信號層、鉆孔、阻焊等等。建立一種全新的具有藝術(shù)特征的Latium 結(jié)構(gòu)，運行DFF Audit 僅僅需要幾分鐘的時間，并具有很高的精度。在提交PCB去加工制造之間，就能夠定位、標識并立刻修改所有的沖突，而不是在PCB板制造加工之后。DFF Audit 將自動地檢查酸角(acid traps)、阻焊條(soldermask slivers)、銅條(copper slivers)、殘缺熱焊盤(starved thermals)、焊錫搭橋(soldermask coverage)等等。它將能夠確保阻焊數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是根據(jù)一定安全間距，確保沒有潛在的焊錫搭橋的條件、解決酸角(Acid Traps)的問題，避免在任何制造車間的CAM部門產(chǎn)生加工瓶頸。
上傳時間： 2013-11-23
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本文是關(guān)于安富利公司低成本電表解決方案的介紹。 電表用于測量居民、商業(yè)或用電設(shè)備的電能消耗。 特性 （1）RS232的圖形化用戶界面 (GUI) 可以顯示能量(度)、功率(瓦)、電壓(伏)、電流(安)、功率因子(PF)、頻率(赫茲) 的測量結(jié)果 ? （2）電壓和電流測量范圍寬 輸入指標 （1）輸入電壓范圍: 90V到264V交流電壓? （2）輸入電流: 0~10A ? （3）總功率: 2640W （4）空載功耗可以低于300mW @264Vac/ 63Hz 和140mW @90Vac/47Hz ? （5）1% 高測量精度
上傳時間： 2013-12-06
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設(shè)計了一種雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)信號檢測電路。以PIC18F458 為核心處理器, 利用其A /D轉(zhuǎn)換、CCP輸入捕捉功能完成了雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的電壓、頻率信號檢測電路的硬件設(shè)計, 并編寫了相應的檢測軟件。該檢測電路抗干擾性高、精度高,具有成本低、易維護的優(yōu)點。
標簽： 雙電源 信號檢測 自動轉(zhuǎn)換開關(guān) 電路設(shè)計
上傳時間： 2013-10-21
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#include<iom16v.h> #include<macros.h> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uint a,b,c,d=0; void delay(c) { for for(a=0;a<c;a++) for(b=0;b<12;b++); }; uchar tab[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
上傳時間： 2013-10-21
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針對51單片機系統(tǒng)中常用的A/D轉(zhuǎn)換器價格高、精度低的缺點，介紹TI公司的16 位的帶有I2C串行接口的A/D轉(zhuǎn)換器ADS1110的工作原理，給出ADS1110與AT89C51單片機系統(tǒng)的接口電路和軟件設(shè)計。實踐證明，ADS1110具有高性價比和實用性。 Abstract: According to the disadvantages of high expense and low accuracy of the general A/D converter used in MCS51 microchip system,the principle and working process of a high accuracy 16-bit A/D conversion ADS1110 which has I2C bus and belongs to TI Company are proposed here as well as the interface of ADS1110 to AT89C51 and software list.It is proved to be high performance index and practicability.
上傳時間： 2013-11-21
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在分析現(xiàn)有功率因數(shù)檢測電路的基礎(chǔ)上,提出了基于單片機電壓采樣的功率因數(shù)檢測方法。敘述了電壓采樣測量功率因數(shù)的原理,設(shè)計出了以PIC16F877單片機核心的功率因數(shù)在線檢測電路。并采用兩種不同的負載進行了功率因數(shù)在線檢測試驗,通過對試驗結(jié)果分析、比較可以看出該在線檢測電路具有較高的精度。
上傳時間： 2013-11-18
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