硬件高手的設計經驗分享 一：成本節約 現象一：這些拉高/拉低的電阻用多大的阻值關系不大，就選個整數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背景。認為現在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統的分立元件組成的。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”不同的產品，同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術飛速發展的今天，這種傳統的模擬開關電源已經很難跟上時代的發展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關電源的控制部分正在向數字化方向發展。由于數字化，使開關電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能，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，這就降低了開發周期和成本。依靠現代數字化控制和數字信號處理新技術，數字化開關電源有著廣闊的發展空間。 在數字化領域的今天，最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域。近年來，數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電源占了世界市場的80％以上，但都是傳統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容是在傳統開關電源模擬調節器的基礎上，提出了一種新的數字化調節器方案，即基于DSP和FPGA的數字化PID調節器。論文對系統方案和電路進行了較為具體的設計，并通過測試取得了預期結果。測試證明該方案能夠適合本行業時代發展的步伐，使系統電路更簡單，精度更高，通用性更強。同時該方案也可用于相關領域。 本文首先分析了國內外開關電源發展的現狀，以及研究數字化開關電源的意義。然后提出了數字化開關電源的總體設計框圖和實現方案，并與傳統的開關電源做了較為詳細的比較。本論文的設計方案是采用DSP技術和FPGA技術來做數字化PID調節，通過數字化PID算法產生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統的模擬PID調節器，使電路更簡單，精度更高，通用性更強。傳統的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調節后--分立元器件構成，采用專用脈寬調制芯片實現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節器和電壓調節器的反相輸入端，用來實現閉環控制。同時用來保證系統的穩定性及實現系統的過流過壓保護、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計，并給出了具體的電路圖，同時寫出了軟件流程圖以及設計中應該注意的地方。整個系統由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環境開關量檢測、環境開關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字低通濾波。由于整個系統是閉環控制系統，要求采樣速率相當高。本系統采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統資源的問題，減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調節，從而產生PWM波來控制逆變橋的開關速率，從而達到閉環控制的目的。 最后，對數字化開關電源和模擬開關電源做了對比測試，得出了預期結論。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行業中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間，這些零件的參數值還會隨著使用時間、溫度和其它環境條件的改變而變動并對系統穩定性和響應能力造成負面影響。數字電源則剛好相反，同時數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成本與風險。在當前對產品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩定度好等前提條件下，數字化開關電源有著廣闊的發展空間。本系統來基本上達到了設計要求。能夠滿足較高精度的設計要求。但對于高精度數字化電源，系統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，都可以提高系統的精度。 本系統涉及電子、通信和測控等技術領域，將數字PID算法與電力電子技術、通信技術等有機地結合了起來。本系統的設計方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關的領域都可以采用。
上傳時間： 2013-06-21
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隨著各種非線性電力電子設備的大量應用，電網中的諧波污染日益嚴重。為了保證電力系統的安全經濟運行，保證電氣設備和用電人員的安全，治理電磁環境污染、維護綠色環境，研究實時、準確的電力諧波分析系統，對電網中的諧波進行實時檢測、分析和監控，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實時性越來越高的要求。另外，單片機的地址線和數據線位數較少，這使得由單片機構成的電力諧波分析系統外圍電路龐大，系統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生，危害及國內外研究現狀，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系統的特點，并分析比較了傳統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展過程、主要工藝發展及目前的應用情況。 然后，對整個諧波處理器系統的框架及結構進行描述，包括系統的功能結構分配，外圍硬件電路的結構及軟件設計流程。其后，針對系統外圍硬件電路、FFTIP核設計和SOPC系統的組建，進行詳細的分析與設計。系統采用NiosⅡ處理器核和FFT運算協處理器相結合的結構。FFT運算用專門的FFT運算協處理器核完成，使得系統克服的單片機系統實時性差和速度慢的缺點。FFTIP核采用現在ASIC領域的一種主流硬件描述語言VHDL進行編寫，采用順序的處理結構和IEEE浮點標準運算，具有系統簡單、占用硬件資源少和高運算精度的優點。諧波分析儀系統組建采用SOPC系統。SOPC系統具有可對硬件剪裁和添加的特點，使得系統的更簡單，應用面更廣，專用性更強的優點。最后，給出了對系統中各模塊進行仿真及系統生成的結果。
上傳時間： 2013-04-24
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在船舶交管系統中，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，圖像顯示系統要求及時的把接收到的雷達方位數據從極坐標轉換成直角坐標。在軟件上實現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字設備來實現。FPGA在數字信號處理領域有非常廣闊的應用前景，以其優良的性能在數字信號處理中發揮了重大的作用。CORDIC算法可以在硬件上以很高的精度實現一些函數和運算。針對以上幾點，本文提出了利用CORDIC算法，基于FPGA來實現雷達信號處理和圖像顯示的算法研究，用硬件來實現正弦、余弦、正切、乘法、除法、指數和對數等基本函數和運算，把他們設計成為可重用的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用，這樣在算法研究中可以節約大量的時間，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的環境下編寫代碼，在Synplify和Modelsim上做了綜合和仿真。 3．對實驗結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。 最終在實踐環節，成功利用CORDIC算法，在FPGA上實現可重用的IP core，這些IP core能夠以很高的精度實現一些基本函數和運算，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 設計和PCB 生產提供了相應的工具（CAM350 for PCB Designers 和CAM350 for CAM Engineers），很容易地把PCB設計和PCB生產融合起來。CAM350 v8.7的目標是在PCB設計和PCB制造之間架起一座橋梁隨著如今電子產品的朝著小體積、高速度、低價格的趨勢發展，導致了設計越來越復雜，這就要求精確地把設計數據轉換到PCB生產加工中去。CAM350為您提供了從PCB設計到生產制程的完整流程，從PCB設計數據到成功的PCB生產的轉化將變得高效和簡化。基于PCB制造過程，CAM350為PCB設計和PCB生產提供了相應的工具（CAM350 for PCB Designers和CAM350 for CAM Engineers），很容易地把PCB設計和PCB生產融合起來。平滑流暢地轉換完整的工程設計意圖到PCB生產中提高PCB設計的可生產性，成就成功的電子產品為PCB設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、健全的電子工業應用軟件。DOWNSTREAM開發了最初的基于PCB設計平臺的CAM350，到基于整個生產過程的CAM350并且持續下去。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設計的可制造性分析和優化工具今天的PCB 設計和制造人員始終處于一種強大的壓力之下，他們需要面對業界不斷縮短將產品推向市場的時間、品質和成本開銷的問題。在48 小時，甚至在24 小時內完成工作更是很平常的事，而產品的復雜程度卻在日益增加，產品的生命周期也越來越短，因此，設計人員和制造人員之間協同有效工作的壓力也隨之越來越大！隨著電子設備的越來越小、越來越復雜，使得致力于電子產品開發每一個人員都需要解決批量生產的問題。如果到了完成制造之后發現設計失敗了，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。多年的實踐已經證明了，你需要清楚地了解到有關制造加工方面的需求是什么，有什么方面的限制，在PCB設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同工作，你需要在設計和制造之間建立一個有機的聯系橋梁。你應該始終保持清醒的頭腦，記住從一開始，你的設計就應該是容易制造并能夠取得成功的。CAM350 在設計領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，如果你是一個設計人員，你能夠建立你的設計，將任務完成后提交給產品開發過程中的下一步工序。現在采用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設計來說是非常有效的，這就被成為"可制造性(Manufacturable)"。可制造性設計(Designing for Fabrication)使用DFF Audit，你能夠確保你的設計中不會包含任何制造規則方面的沖突(Manufacturing Rule Violations)。DFF Audit 將執行超過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特征的Latium 結構，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據的產生是根據一定安全間距，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部門產生加工瓶頸。
上傳時間： 2013-11-23
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本文是關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、商業或用電設備的電能消耗。 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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設計了一種雙電源自動轉換開關信號檢測電路。以PIC18F458 為核心處理器, 利用其A /D轉換、CCP輸入捕捉功能完成了雙電源自動轉換開關的電壓、頻率信號檢測電路的硬件設計, 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、易維護的優點。
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單片機系統中常用的A/D轉換器價格高、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轉換器ADS1110的工作原理，給出ADS1110與AT89C51單片機系統的接口電路和軟件設計。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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在分析現有功率因數檢測電路的基礎上,提出了基于單片機電壓采樣的功率因數檢測方法。敘述了電壓采樣測量功率因數的原理,設計出了以PIC16F877單片機核心的功率因數在線檢測電路。并采用兩種不同的負載進行了功率因數在線檢測試驗,通過對試驗結果分析、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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