rongsheng.net web@rongsheng.net 40 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4032.htm 近年来随着传感器技术和信息处理技术的快速发展，工程应用中对传感器的测量精度、数据传输距离和信息处理能力都提出了更高的要求。为了克服普通力敏、光敏传感器抗干扰能力差、传输距离短、调零难、测量节点无法直接与上位机通信等缺点，本文设计了一种以Freescale MC9S08SH4单片机[1]和AD7705为核心构成的智能传感器系统，在普通传感器上增加了软件调零、浮点数据处理、自动补偿、与上位机双向通讯、标准化数字输出等功能，可以很方便地实现上位机对数据的实时采集和处理，并具有测量精度高、结构紧凑、抗干扰能力强等特点。1 系统组成 智能传感器系统由信号调理电路、A/D转换电路、主控电路、调零电路、RS-485通信电路和电源电路等模块组成。其中信号调理模块负责对传感器输出的mV级差分信号进行调理和放大；A/D转换模块将信号调理模块输出的模拟信号转换为数字信号供MCU处理；调零模块可以在任意时刻将当前的输入值设置为参考零点；RS-485通信模块实现主控电路与上位机之间的通信；电源模块为主控电路、传感器、信号调理模块和RS-485通信模块提供电源。系统结构如图1所示。2 功能模块设计2.1 信号调理和A/D转换模块 传感器的输出信号一般为mV级的差分信号，传统的信号调理电路是在A/D转换前加一级或多级高精度的放大电路，这样不但增加了成本，电路也较为复杂。而AD7705具有完整的模拟前端,内置增益可编程放大器(PGA)和可编程数字滤波器[2]，能直接对传感器输出的mV级信号进行调理、滤波、放大和A/D转换，然后串行输出，无需使用外部仪表放大器，极大地简化了电路设计。 AD7705的A/D转换功能也很强,其采用的Σ-Δ转换技术最高可实现16位无误码传输[3]。在本次设计中，AD7705的两个全差分模拟输入通道可以同时满足两路传感器输出信号的输入,通过软件编程可以方便地对信号增益、极性、输入通道、数据输出更新率和数字滤波器进行设置。AD7705电路模块如图2所示。其中，传感器输出信号直接接入AD7705的差分模拟输入通道AIN1端。2.2 主控模块 智能传感器系统的主控MCU选用的是MC9S08SH4，属于Freescale公司S08系列8位单片机[4]，具有体积小、速度快，片上资源丰富、数据处理能力强等特点。其最大时钟频率为20 MHz，片上资源包括4 KB Flash、512 B RAM、8路键盘中断、SCI接口、SPI接口、IIC总线等模块，采用TSSOP16封装，尺寸很小，非常适用于本系统。为了尽量减小电路板面积，本次设计中MC9S08SH4的编程接口没有使用标准的6芯BDM接口，而采用自定义的4芯接口，最小系统如图3所示。2.3 调零模块 调零模块有两个作用，一是在每次测量前让传感器归零，二是在测量过程中即时设置参考零点。[page]传统的机械调零方法是在电路中增加一个电位器，利用改变分压值的方法进行调零。这种方法调节速度很慢，准确性也比较差。本设计中采用的是软件调零方法，首先利用键盘中断采集传感器零输入时的A/D转换结果作为参考零点，并存放到一个全局变量中；以后每次A/D转换的值都与全局变量中的参考零点相比较，即可得到校正后的结果。软件调零方法准确度高、调节速度非常快，特别适用于在测量过程中即时设置参考零点。2.4 RS-485通信模块 系统与上位机之间的通信采用RS-485通信协议。在实际应用中，一台上位机需要拖挂多个传感器，并且对传输距离有较高的要求。RS-485串行总线接口采用平衡发送和差分接收的方式进行数据通信，较RS-232提高了抗共模干扰能力和传输距离；并且RS-485总线能用于多个带有RS-485接口的设备互连，实现数据的高速远距离传送[5]。本系统中采用的RS-485通信芯片为MAX1487,输入口DI和输出口RO分别和MC9S08SH4的串行数据发送端TXD和串行数据接收端RXD相连。读写使能端连接在一起，由MC9S08SH4的PTA1引脚控制。当PTA1输出高电平时,传感器系统向上位机发送数据；当PTA1输出低电平时,传感器系统从上位机接收数据，如图4所示。2.5 电源模块 电源模块采用24 V直流输入,除了为传感器预留24 V、12 V供电接口外,还为AD7705、MAX1487、MC9S08SH4提供5 V工作电压。为使系统结构紧凑、体积小,电源模块中使用的稳压芯片为小电流的78L12、78L05和LM1117(SOT-223封装)各一片。经现场测试后发现，由于系统功率很小，所以电源模块发热量并不大，能够保证长时间稳定工作。3 软件设计 软件设计部分主要包括MC9S08SH4初始化、A/D转换结果的中值滤波和均值滤波、设置参考零点进行数据校正、数据的浮点化处理、校对数据帧格式、通过SCI模块和RS-485通信模块将数据帧发送到上位机。具体流程如图5所示。上位机软件采用LabVIEW结合SQL编写,通过串口和RS485通信协议对智能传感器系统的运行状态进行监控，必要时上位机软件可以重新设置数字传感器的通信地址、A/D转换位数、数据帧格式和串口波特率等参数，并将采集到的运行数据存储在数据库中，便于日后分析整理。 本设计实现的基于Freescale MC9S08SH4和AD7705的智能传感器系统，充分利用MC9S08SH4体积小、速度快,片上资源丰富、数据处理能力强等特点,结合AD7705内置的信号处理电路和高精度?撞-?驻 A/D转换器，在普通传感器上增加了软件调零、浮点数据处理、多点测量、RS-485双向通信、标准化数字输出等功能，克服了普通力敏、光敏传感器数据传输距离短、零点调节困难、测量节点无法直接与上位机通信、抗干扰能力差等缺点。经现场测试，该系统具有体积小、测量精度高、运行稳定可靠等优点。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/" target="_blank">传感器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%99%BA%E8%83%BD/" target="_blank">智能</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%B3%BB%E7%BB%9F/" target="_blank">系统</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/MC/" target="_blank">MC</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/SH/" target="_blank">SH</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 王艳春 罗少轩 电子技术应用 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4031.htm 引言无线传感器网络(WSN)由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点，通过自组织的方式构成网络，传感器网络具有分布式处理带来的监测高精度、高容错性、大覆盖区域、可远程监控等众多优点，成为近期国际上网络研究的重要热点之一。无线传感器网络微型节点是一次性的，要求节点成本低廉和工作时间尽可能长。无线传感网络中不应该存在专门的路由器节点，每个节点既是终端节点， 又是路由器节点。节点间采用移动自组织网络联系起来，并采用多跳的路由机制进行通信。因此，在单个节点上，一方面硬件必须低能耗，采用无线传输方式;另一 方面软件必须支持多跳的路由协议。IEEE802.15.4/ZigBee协议充分考虑了无线传感器网络应用的需求，是目前被业界普遍看好的一种无线通信协议。基于这些基本的思想，本文设计了以高档8位AVR单片机ATmega128L为核心，结合外围传感器和2.4GHz无线收发模块CC2420的无线传感器网络微型节点，并在实际中得到了应用。微型节点的结构无线传感器网络微型节点由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元4部分组成，如图1所示。数据采集单元负责监测区域内信息的 采集和数据转换，本设计中数据采集单元包括了温度、湿度、光强度、加速度和大气压力传感器;数据处理单元负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定 位、功耗管理、任务管理等;数据传输单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据;电源管理单元选通所用到的传感器，节点电源由两节 1.5V碱性电池组成，今后将采用微型纽扣电池，以进一步减小体积。为了调试方便及可扩展性，将数据采集单元独立出来，做成两块能相互套接的可扩展主板。图1无线传感器网络微型节点结构图微型节点模块设计数据处理单元本设计中数据处理单元选用Atmel公司的ATmega128L微控制器，它是采用低功耗COMS工艺生产的基于RISC结构的8位微控制器， 是目前AVR系列中功能最强大的单片机。AVR核将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，所有的工作寄存器都与ALU直接相连，实现了在一个时钟周 期内执行单条指令的同时访问两个独立寄存器的操作，具有良好的性价比。这种结构提高了代码效率，在性能上比普通CISC单片机提高约10倍。[page]ATmega128L具有丰富的资源和极低的功耗。它具有片内128KB的程序Flash，4KB的数据SRAM，可外扩到64KB的 E2PROM。此外，它还有8个10位ADC通道，2个8位和2个16位硬件定时/计数器，并可在多种不同的模式下工作;8个PWM通道、可编程看门狗定 时器和片上振荡器、片上模拟比较器;UART、SPI、I2C总线接口;JTAG接口。除了正常操作模式外，还具有六种不同等级的低功耗操作模式，每种模 式具有不同的功耗。采集环境参数信号，需要采样率很高、数据量大的CPU。如果采用传统51系列作为CPU，那么外围A/D器件速度和CPU速度就有一个相互限制 的瓶颈;如果加上比较复杂的数据处理和存储，需要扩展外部ROM和RAM;这样多的外围器件限制了系统的稳定性和速度的提高，同时也大大增加了系统的功 耗。综合对比之后，数据处理单元选用ATmega128L进行开发。数据处理单元接口电路如图2所示。图2数据处理单元接口电路数据传输单元设计数据传输单元模块电路由Chipcon公司生产的低功耗、短距离的无线通信模块CC2420组成。CC2420是一款符合ZigBee技术的高 集成度工业用射频收发器件，其MAC层和PHY层协议符合802.15.4规范，工作于2.4GHz频段。该芯片只需极少外部元器件，可确保短距离通信的 有效性和可靠性。数据传输单元模块支持数据传输率高达250kbps，可以实现多点对多点的快速组网，系统体积小、成本低、功耗小，适于电池长期供电。具 有硬件加密、安全可靠、组网灵活、抗毁性强等特点。数据传输单元接口电路如图3所示。CC2420与处理器的连接非常简便，使用SFD、FIFO、 FIFOP和CCA四个引脚表示收发数据状态;处理器通过SPI接口(MISO、MOSI、SCK)与CC2420交换数据，发送命令。图3数据传输单元接口电路[page]数据采集单元整个节点由电池供电，要求数据采集单元中的传感器体积小、低功耗、外围电路简单，最好采用不需要信号调理电路的数字式传感器。本设计中选用的传感器都为数字式传感器：(1)温度传感器MLX90601：模拟线性输出，PWM输出，SPI可编程接口;精度±0.2℃。(2)压力传感器MS5534AP：集成了压阻式压力传感器和ADC接口IC，传感器提供了16位的压力参数输出，压力范围 300-1100mbar;另外模块也包含了6个可读的参数，方便实现软件校正及高的精度，可自动断开电源，3线接口则可满足与微处理器的各种通信。(3)湿度传感器SHT11：采用CMOSens技术，不仅将温湿度传感器结合在一起,而且还将信号放大器、模/数转换器、校准数据存储器、标 准I2C总线等电路全部集成在一个芯片内;全量程标定，两线数字输出;湿度测量范围为-40_+123.8℃;温度测量精度为±0.4℃。(4)光强度传感器TSL2550D：内含两枚光电探测器，一枚感应可见光和红外光，另一枚只感应红外光。两枚光电探测器产生两路信号，传感器 模拟人眼的原理，根据两路信号的强弱判断周围光线的强度，可以直接将光强度转换成数字量。这种器件的压缩扩展型A/D转换器，分辨率为12位，由于采用了 积分转换技术，在测量交流电灯的光线时不会发生抖动，提高了测量稳定性。(5)两维数字加速度计ADXL202AE：采用先进的MEMS技术，在同一硅片中刻蚀了一个多晶硅编码微机械传感器，并集成了一套精密的信号 处理电路。信号处理电路把表面微机械传感器产生的模拟信号转换为占空比调制(DCM)数字信号后输出。这种占空比调制信号可以直接送往单片机，使用非常方 便。测温数据采集单元接口电路如图4所示。图4测温数据采集单元接口电路电源管理单元设计电能是传感器网络最珍贵的资源，它决定着传感器网络的寿命。节点的电能一旦耗尽，即宣布其寿命到期并退出网络，由剩下的节点再重新组网。因此节 点的电源管理非常重要。在本设计中采用多路器芯片ADG715BRU在I2C总线的控制下选通所用到的传感器，没有用到的传感器不带电，以达到在无数据采 集任务时及时关闭电源而节省电能的目的。结语作者在总结归纳已有研究成果的基础上，详细阐述了基于ATmega128L结合外围传感器和2.4GHz无线收发模块CC2420的无线传感器 网络微型节点，该节点在试验中应用良好，能够采集精度较高的温度、湿度、光线、加速度和大气压力数据，并通过网络畅通地传回给主机，并实现了传感器网络必 须的低功耗。为将来通信结构和具体协议的设计提供了基础。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%8A%82%E7%82%B9/" target="_blank">节点</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/" target="_blank">传感器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%BD%91%E7%BB%9C/" target="_blank">网络</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/W/" target="_blank">W</a> 应用 ChinaAET 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4030.htm 1 前言 当车辆驱动电机采用分散驱动时, 受电机转速不同步的影响, 可导致车体运行不协调, 进而使电机转速偏离正常值, 严重时会造成设备损坏。因此,解决车辆驱动电机在分散驱动时产生的电机转速不同步问题具有现实意义。本文介绍一种利用 plc解决车辆分散驱动时电机速度同步的先进实用的控制方法。2 问题的提出目前, 车辆的运行设备一般采用集中驱动（ 见图1） 和分散驱动（ 见图2） 两种方式。集中驱动变频器与电机的关系是“一拖多”; 分散驱动时两者的关系是“一拖一”。 “ 一拖多”的优点是控制简单, 操作维护方便,但采用集中驱动布置, 要求车体具备较大的空间。当车辆负载很大或者车体空间受到限制的时候, 通常采用“一拖一”的分散驱动方式, 因为其结构紧凑,布局简单。但一拖一对变频器和电机有较高的要求, 特别是同步问题难以解决。如果电机转速不一致, 会出现变频器相对逆向做功, 输出电流过大导致跳闸, 影响车辆的工作效率和电气设备的使用寿命。如果转速偏差过大, 则导致车体变形, 影响使用。3 解决方法采用PLC与变频器控制方法, 实现多个分散驱动电机同步运行。PLC 采用西门子S7400 系列, 图3为网络拓扑图。 为实现两台牵引电机的速度同步, 采用两台变频电机牵引, 并分别采用变频器调速进行矢量闭环控制, 用PLC直接控制两台变频器。在控制中, PLC与变频器之间采用Profibus 联接, 保证输出信号源的同步性。以牵引电机1 的速度为目标速度, 由牵引电机2 的变频器来调节其速度以跟踪牵引电机1的速度。将两台增量式旋转编码器与电机同轴联接, 使编码器1 和编码器2 分别采集两台电机的速度脉冲信号, 并将该信号送到PLC 的高速计数模块中。PLC 以这两个速度信号数据作为输入控制量,进行比例积分控制运算（ PID） , 运算结果作为输出信号送至PLC 的模拟量模块, 以控制牵引电机2 的变频器。这样, 就可以保证牵引电机2 的速度跟踪并随着牵引电机1 速度的变化而发生变化。使两个速度保持同步。[page]取自编码器采集的脉冲信号, 经高速计数模块FM350- 1 进入PLC, 转换成电机速度数据。将两个电机编码器的信号相比较, 通过PID 调节模块, 调整电机转速差值, 给定电机2 的转速值MW1000。MW1000 需要转化成变频器能接受的信号。由于PLC的对应4～20mA 值为0～27648, 变频器接收范围值为0～8192, 所以MW1000/27648×8192 送到模拟量输出通道, 换算成变频器能接受的电流信号, 以控制牵引电机2 的变频器, PID 算法是工业控制中最常用的一种数学算法, 其基本算式如下:Pou （t t） =Kp×（et） +Ki×Σ（et） +Kd×[ （et） - （et- 1） ]式中:Kp—比例调节系数。是按比例反映系统的偏差,系统一旦出现偏差, 比例调节立即产生调节作用, 以减少误差。Ki —积分调节系数。使系统消除稳态误差, 提高无差度。积分作用的强弱取决于积分时间,常数Ti 越小, 积分作用就越强。Kd—微分调节系数。微分作用反映系统偏差信号的变化率, 具有预见性, 能预见偏差变化的趋势, 因此能产生超前的控制作用, 在偏差还没有形成之前, 已被微分调节作用消除。为了减少电源系统波动等因素引起的外来干扰,在编制控制算法时, 必须考虑利用积分环节, 即采用一段时间内连续稳定的输入信号而不是某一瞬时值的输入信号进行PID 运算, 以消除累积误差, 使转数在一定的范围内可调。这样, 牵引电机1 和牵引电机2 就能很好地进行同步控制且同步精度较高, 从而确保了运行机构的稳定性。4 控制结果利用 STEP7 编制PLC 上位机监控程序,Wincc采集速度值并绘制曲线。数据提取的时间间隔为15ms。实际上牵引电机1 和牵引电机2 速度是相同的, 但为了反映牵引电机2 的跟踪和波动情况, 在此特地将其分开, 上面是牵引电机1 的速度曲线, 下面是牵引电机2 的速度曲线（见图4） 。牵引电机1 的速度发生变化时, 牵引电机2 就能及时地响应, 进行跟踪, 并且能很快地达到稳定。实验表明, 采用PLC 和变频器的控制方法, 能达到较高的同步要求, 响应快、速度波动幅度较小。5 结束语该控制方法已在各种炉下车辆中应用。实际应用中, 走行同步起动效果明显, 车辆运行平稳。实践证明, 采用PLC 解决车辆分散驱动时电机速度同步的控制方法应用效果较好, 是一种理想的调速控制方法, 满足了生产工艺要求, 减少了设备的维修维护费用, 保证了车辆发挥正常的生产效率, 经济效益显著。随着PLC 与变频器控制方法的广泛应用, 必将更好地提高传动系统对&lt;a <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%8F%AF%E7%BC%96%E7%A8%8B/" target="_blank">可编程</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8/" target="_blank">控制器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%88%86%E6%95%A3/" target="_blank">分散</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%BD%A6%E8%BE%86/" target="_blank">车辆</a><a 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在外语多媒体教学中，要求对语速进行快慢控制，以适应不同程度学生的需求。然而，传统的语音变速产品往往在教师改变语速的同时，也改变了原说话者的语调，不能达到教学的真正目的。因此，语音变速系统应当具备调整语速的同时，还需要保证原说话者语调保持不变的特点。本文介绍的就是一种基于TMS320C5409的语音实时变速系统。另外，考虑到在实际系统中语音的压缩存储和语音变速往往是同时需求的，因此本文提出一种基于LPC低比特率语音编码算法的语音变速算法，该算法能够任意调整语音语速。LPC算法LPC编码将语音信号s(n)看作一个时变的声道系统在声门的激励之下的输出信号。对浊音而言，声门激励为一周期脉冲串；而对清音而言，声门激励为随机噪声序列。语音信号的简化框图如图1所示。在LPC编码中，可以将一帧的语音信号用简化模型的参数来表示，如浊音、清音判别，基音周期，增益G以及数字滤波器系数{a1}，这样就可以获得3kb/s的编码。解码时，由于在LPC编码中，浊音可以看作是一周期脉冲串的激励，其中，脉冲周期为基音周期，因此，为了改变语音的速率，我们将语音的帧长变长，在其中再加入若干的脉冲串的激励即可得到变速的语音信号。硬件系统设计本系统是一个完善的应用系统，主要完成对语音信号的实时LPC编解码及语音变速，此外，还具有键盘控制功能和语音录放功能。因此，本系统不但需要外部的SRAM存放语音数据，而且需要与DSP相连接的键盘控制设备。本系统主要由TMS320C5409、TLC320AD50、SST39VF400A和CY7C133等构成，系统框图如图2所示。TMS320C5409内部提供的32K字片内RAM用来存放实时运行的程序和数据，片外SRAM(CY7C133)用于存放编码后的语音数据。系统的工作过程如下：系统加电后，通过复位建使TMS320C5409复位。TMS320C5409复位后，由内部固化的自引导程序将Flash(SST39VF400A)上的程序和初始化数据搬移到片内RAM，然后TMS320C5409根据键盘的控制执行操作，运行LPC编码运算(录音)、LPC解码和语音变速(放音)，调整语音变速速率。TMS320C5409用于实现语音的编解码算法，TLC320AD50用于完成语音信号的数/模和模/数转换功能。TMS320C5409与TLC320AD50之间通过McBSP串口通信。为了减轻CPU的负担，本系统中设计McBSP通过DMA收到或发送完一组单元后，再给CPU中断的方式跟CPU通信。TMS320C5409与TLC320AD50的接口如图3所示。[page]采用DMA的方式，即串口每收到或发送一组单元，都会自动触发DMA将其搬送到一个内部的Buffer中，等Buffer满了再通过中断方式告诉CPU处理。这时DMA最好采用ABU(Auto Buffering)模式，可以有效防止Buffer中的数据在串口速率较高时被新数据冲掉的问题。在进行语音变速时，只需要将13MA通道的帧长做相应的改变即可。SST39VF400A(256K×1 6位)作为TMS320C5409的外部数据存储器，地址总线和数据总线接至TMS320C5409的外部总线，CR接至TMS320C5409的DS。TMS320C5409与SST39VF400A的接口如图4所示。外部存储器采用的是CY7C133，它是高速的2K×16bit的静态异步双端口RAM，其存储速度为25ns。它有两套独立的地址线、数据线和控制信号线，允许两个控制器件中的数据通过共同连接的存储器来进行通信。该双端口RAM允许两个控制器同时读取任何存储单元(包括同时读同一单元)，但不允许同时写或者一读一写统一地址单元。对于TMS 320VC5402，数据存储器CY7C133的对应地址为4000H～47FFH。系统软件本系统实现的目标是键盘控制功能和语音录放功能，并且能够将输入的语音信号以任意变速率播放而不改变语音的声调。系统采用C语言进行功能开发。本系统中将HPI口映射成为GPIO，并且将键盘连线通过&quot;或&quot;门接到INTO。当有按键按下时，INTO中断处理程序通过从GPIO中读出的数值判断此时是录音、放音、语速变快还是语速变慢。抗干扰设计本系统中既采用硬件抗干扰技术，也采用了软件抗干扰技术。下面简要介绍一下本系统所采用的硬件看门狗和数字滤波器的设计。利用硬件看门狗功能提高系统的抗干扰能力。由专用芯片MAX692构成的看门狗电路(图5)，系统所用外围元件少。MAX692是微系统监控电路芯片，具有后备电池切换、掉电判别、看门狗监控等功能。其中WDI是看门狗检测输入端，接到数字电路系统的一个专用I/O口或一个总线口上。RESET是复位信号输出端，接数字电路系统的复位端RST。MAX692的WDI定时周期为1.6 s，复位脉冲宽度是200ms。如果WDI保持高或低超过&quot;看门狗&quot;定时周期(1.6s)，RESET端将发生200ms宽(最小140ms)的负脉冲使数字电路系统复位。设数字滤波器的输入信号为X(n)，输出信号为Y(n)，则输入序列和输出序列之间的关系可用差分方程表示为：式中输入信号X(n)可以是语音信号经采样和ADC变换后得到的数字序列，也可以是计算机的输出信号；aK和bK均为系数，通过设置aK和bK可将DF设计成需要的带通滤波器。数字滤波器的软件设计方法有：程序判断滤波法(限幅滤波法)、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、防脉冲干扰平均滤波法、一阶滞后滤波法等6种方法。根据需要，本系统选择程序判断滤波法。结浯实践证明，本系统在进行语音变速的同时，能够保证原说话者语调保持不变，且操作简单，系统延时小。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%AE%9E%E6%97%B6/" target="_blank">实时</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%AF%AD%E9%9F%B3/" target="_blank">语音</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%B3%BB%E7%BB%9F/" target="_blank">系统</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/TMS/" target="_blank">TMS</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 电子技术应用网 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4028.htm PSoC传感器应用平台在嵌入式系统中，控制芯片主要处理两大类型的信号，一种是数字信号，另一种就是模拟信号。模拟信号通常来自于传感器。要从这些模拟传感器中获得准确的信号并不是一件容易的事情。模拟的输出信号通常振幅比较小，所以需要一个信号放大器。信号放大后，噪声会也被放大，又需要一个模拟的低通或带通滤波进行滤波。如果多种传感器同时使用，还需要一个模拟的MUX。除此之外，还可能用到比较器和D/A转换器。传统设计中，控制器只用来实现处理数据、系统间的通讯和控制功能。如果您的设计也用这种传统的方式，就会面临一些挑战。这些挑战主要来自于分离的模拟器件和固定功能的MCU。首先从系统设计角度看，随着市场变化速度的加快和用户要求的提高，一个设计灵活的软硬平台是必须的，而分离的模拟器件和固定功能的MCU远远不能满足不断更新的设计要求和有限的研发上市时间。其次，处理传感器的噪声需要一个复杂的混合信号解决方案，通常需要放大器、滤波器、ADC、比较器和DAC。对于传统设计，便需要考虑非常多的独立的分离器件，这无论从产品成本还是生产成本来看都会成为负担。而高集成度且设计灵活的PSoC便有效地应对了这些挑战。PSoC可以实现哪些功能呢？单芯片的PSoC在信号的输入端可以实现各种模拟感应信号的输入和信号处理，同时还可以实现时下流行的电容式触摸感应的设计。在控制功能方面，PSoC可以实现各种风扇和电机的控制、功率控制，同时还支持多种复杂的通讯接口。PSoC的应用无处不在，消费电子、白电、医疗、汽车、工控产品中都有PSoC的用武之地，目前PSoC的全球的客户已超过8100个，出货量超过4亿。PSoC是什么样的片上系统呢？PSoC是可编程片上系统的字母缩写，它不是一个单纯的MCU，除了8位MCU核、Flash和SRAM以外，还包含了可编程的数字模块和模拟模块，是一个真正的片上系统。从图1中可以看到，PSoC的整个系统是由MCU核、Memory、数字系统、模拟系统和其他系统资源组成。图中左边的部分是普通单片机的结构，包含时钟源、Flash、SRAM和MCU本身。右边是一些可编程的GPIO。中间部分就是PSoC特色，即可编程数字模块和模拟模块，PSoC的优势也正在这里。这些可编程的数字模块和模拟模块可以配制成不同的功能，例如UART、ADC、滤波器和PWM等等。此外，这些模块还可以重新配制来实现不同的功能，并且在任何时间都可以进行修改设计。PSoC支持动态配制的特性，相同的资源在不同的时间可以被配置成不同的用户模块，这样可以大大节省资源。数字模块和模拟模块可以和外部引脚互联，也是可编程的。因此通过PSoC，工程师可以基本完成一个系统的设计。PSoC 的模拟功能非常强大，可以实现各种不同的模拟器件，如ADC、DAC、滤波等等， CapSense也是用模拟功能实现的。传感器各种的应用、控制应用等等都是由这些模拟模块的功能来实现的。PSoC不同于固定功能的 MCU，它集成度高、使用灵活、实时可编程，这些优点帮助设计者减少成本，使产品快速进入市场，并且增加市场份额。其中，集成度高是因为PSoC是一个系统级的解决方案，内含可编程的数字和模拟模块、8位控制器，以及Flash和SRAM等；使用灵活是指可以使用集可视化嵌入式设计工具为一体PSoC Designer进行设计，设计灵活、节省时间，并且即使在最后一刻也可以修改设计；实时可编程性是指PSoC提供了一系列模拟和数字用户模块 (例如放大器、滤波器、比较器、定时器、计数器等等)，用户可以根据需要进行配置，或者动态配置。总之，PSoC作为灵活的片上系统，有助于增加产品的价值。超声波传感器和倒车雷达系统超声波传感器有多种应用，常见的用途包括：流量计、工具零件的清洗、倒车雷达等。超声传感器将处于超声频率的电信号经过超声波传感器中的超声波换能器转换成超声声波，超声波传感器按照一定的方向发射该超声声波，当超声声波遇到障碍物以后被反弹回来，再被超声波传感器所接受，由超声波换能传感器转换为电信号。由于音速是一个已知的常数，因此通过回弹的时间，就可以计算出距离。超声波传感器从封装的类型上可以分为两种，分别是开放型和密封型。其中，开放型的传播面积更广，探测距离更远，适合在开放环境中应用。密封型传感器传播面积较小，探测距离一般，适合在液体中应用，并需紧贴固体材料。超声波传感器的使用类似于雷达，它主要完成两项任务：发送超声声波和接收超声声波。发送超声波相对简单，只要对超声波传感器发送的超声波进行脉冲宽度调制，同时开启计时器。而接收部分较为复杂，需要对信号进行调配，以便控制器能正确低识别反射回的超声波、确定接收时间并停止计时器技术，然后根据“距离 = 时间×音速”计算距离。通过图2，可以看到信号是如何被发送出去的。由控制芯片产生的PWM信号通过功率放大器放大，送到超声波传感器进行脉冲宽度调制，然后开启计时器。超声信号接收和处理的过程相对要复杂一些（图3）。从超声传感器输入的信号经PGA放大，在利用带通滤波器滤除噪声以后，将信号与直流偏置进行对比，通过输出调制信号，然后再将其将发送至低通滤波器，生成调制信号的包络线。该包络线再通过比较器或者AD转换器来判断它是否是真正的反弹信号，同时停止计时器，最后通过计数器的值和音速计算出距离。 图1 PSoC产品框图图2 超声波信号发送[page]图4显示出倒车雷达发展的趋势，从图中可以看到，最初的倒车雷达，只有后方探测，现在的倒车雷达不仅实现了前后方探测，甚至连左右侧都可以进行探测。还有一些更先进的技术，已经使用在高档汽车上。低端倒车雷达系统倒车雷达系统一般由两部分组成，分别是探头部分和主控部分。探头部分一般安装在汽车的尾部或两侧，而主控部分则位于汽车的前端，靠近汽车驾驶员。低端倒车雷达（图5）的探头部分，通常只包含超声波传感器，而主控部分包括CPU和所有的外围电路。探头和主控板通过传导线连接，传送发送和回波信号，一个主控板带3到4个探头。低端的倒车雷达系统成本通常较低，多采用分立元件，集成度也较低，因而性能较差，有效测量距离小于 1.5m。此外，报警也采用简单的蜂鸣器。图3 超声波信号接收图4 倒车雷达的发展趋势图5 低端倒车雷达系统框图中端倒车雷达系统中端的倒车雷达系统在探头上除了安装超声传感器以外，还包括发射信号的放大和驱动电路，以及接收信号的放大和信号调理电路，这样可以减小信号在长线传输中引入的噪声的影响。另外，在控制板上，使用了两级放大和带通滤波器以提高测量的性能。而测量的距离，通常通过数字显示的方式来显示，并且伴有声音的报警和提示。高端倒车雷达系统图7是一个高端的倒车雷达系统的系统框图。可以看到，本来处于主控端的一些功能模块都被转移到探头一端，它的特点是在探头上带有信号放大电路以及处理器，测量信号在传感器上实现处理，因此没有长线传输存在的信号干扰问题。另外，它可对每个传感器进行单独校准，通过LIN或其他串行方式与主CPU进行通讯。因为通常探头部分的体积都比较小，为了在探头上实现信号的放大和处理，就需要较高集成度的器件以方便传感器和PCB板的集成。图8给出了倒车雷达传感器覆盖区域的要求，它要求在水平方向上70±5cm范围内最小100°；在100±5cm范围内，最小 40°。垂直方向上，在50±5cm范围内最小60°；在110±5cm范围内，最小20°。图6 中端倒车雷达系统框图图7 高端倒车雷达系统框图[page]图8 倒车雷达传感器覆盖区域要求Cypress倒车雷达控制系统参考设计Cypress 的倒车雷达控制系统使用PSoC系统的主要原因是：1、它的资源灵活，PSoC的模块资源具有可编程性，针对不同客户、不同定位的产品需求可重新配置；2、集成度高，集成了PWM w/DB、比较器、A/D转换器PGA等模拟模块，模拟集成度高；3、它几乎不需要外部器件，降低了 BOM 成本, 减小了电路板尺寸；4、它的IP保护能力强，很难被复制。PSoC倒车雷达控制器采用CY8C24633芯片作为主控芯片。芯片采用 M8C处理器，运行速度高达24M，内含8×8的乘法器和32位的累加器。工作电压范围为3V~5.25V，温度范围为工业级：-40℃~85℃。该 PSoC芯片包括4个数字模块和4个模拟模块(2CT/2SC)。另外它还拥有针对电机控制而优化的高速8 位 SAR AD转换器。图 9为Cypress倒车雷达系统的硬件框图，采用CY8C24633用于主控板。该设计使用收发一体的传感器，并在传感器端增加初级放大电路。驱动信号为 40kHz的脉冲信号。每个传感器采用3线连接方式与主控板连接，最多可接6路传感器输入。对交流信号进行电平抬升，从而更好地处理回波信号。内部的模拟模块可配置成PGA、比较器及带通滤波器，并在器件内部实现互连。主控板与显示器通过串口连接，显示器通过数字方式显示探测距离。图10 给出了PSoC内部模块的配置和信号的路由，从图中可以看到，4个数字模块分别被配置成PWM计时器、定时器和串口发生器。而四个模拟模块分别被配置成两个PGA放大器和一个带通滤波器，信号的路由从图中也可以看得非常清楚，图9 Cypress倒车雷达控制系统硬件框图图10 PSoC内部模块配置 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E7%B3%BB%E7%BB%9F/" target="_blank">控制系统</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/D/" target="_blank">D</a> 应用 Cypress公司 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4027.htm 摘要阐述基于蓝牙技术的无线传感器技术模块的设计及实现方法。详细描述了MC9S12DT128单片机在CodeWarrior开发环境下模/数转换的中断控制方式，以及主从蓝牙模块的驱动过程。系统包含主从2个蓝牙模块：主蓝牙模块由PC机控制；从蓝牙模块采用Freescale公司的MC9S12DT128单片机作为核心处理器。关键词 无线传感器网络 蓝牙技术 MC9S12DT128引言微传感器技术的发展和广泛应用，使得无线传感器网络成为传感器网络发展的必然趋势。无线传感器网络是由大量无处不在的、具有通信与计算能力的微小传感器节点，密集布设在无人值守的监控区域，构成的能够根据环境自主完成制定任务的“智能”自治测控网络系统。由于无线传感器网络长期在无人值守的状态下工作，无法经常为传感器节点更换电源，因此能耗成为无线传感器网络设计的关键问题之一，在系统设计时必须尽可能降低系统能耗。本文以无线传感器网络技术为理论依据，以教学样机系统为开发目标，提出了以MC9S12DT128为核心处理器，由蓝牙无线通信协议实现的无线传感器网络节点的设计方法。1 硬件设计1.1 系统原理作为无线传感器网络内的一个节点，本系统由传感器单元、信号调理电路、A/D转换电路、信号处理单元（由单片机实现）、从蓝牙模块、主蓝牙模块以及PC工作站7部分组成，如图1所示。具体工作过程是：传感器采集的环境中的信号量经过调理电路，送至MC9S12DT128单片机的模拟量输入端口；由单片机内置的ATD模块实现A/D转换，并对转换结果进行处理，将处理完毕的信号通过UART传送至从蓝牙模块。主蓝牙模块由PC机控制，主从蓝牙模块通过蓝牙协议实现数据交换。图1 系统原理框图1.2 MC9S12DT128简介MC9S12DT128是Freescale公司的高性能16位单片机，采用5 V供电，内核为比68HC12的内核CPU12更快的S12，总线频率可达25 MHz。其特点是拥有丰富的I/O模块和工业控制专用的通信模块，如图2所示，工业应用非常广泛。图2 MC9S12DT128片内资源MC9S12DT128单片机内部带有5 V转换为2.5 V的电压调整器，其内核电压仅为2.5 V，功耗很低；片外I/O采用5 V供电，但输出功率软件可调，最低可将输出功率降低为全功率的50%。此外，单片机提供了停止模式、休眠模式和等待模式3种低功耗的工作模式供用户选择；也可将部分通信模块设置为休眠模式，以降低系统的功耗。MC9S12DT128不仅运算速度快，而且功耗可以降至很低，适用于无线传感器网络。1.3 主从蓝牙模块本系统包含相互配对的主从两个蓝牙模块。从蓝牙模块为日立公司的DOCENGMBM0202蓝牙模块，遵从蓝牙1.1规范，射频输出为class2级。其支持多种接口：USB接口、UART接口、PCM语音接口、PIO通用I/O口和ISP接口。另外，本系统中采用UART实现MC9S12DT128和蓝牙模块之间的通信，以及蓝牙模块的驱动和信号的传输。主蓝牙模块采用基于CSR的BlueCore02芯片开发的金瓯蓝牙开发平台3.0版。它提供了UART、RS232、USB、SPI接口供用户进行开发、调试，音频接口可进行蓝牙语音的传输。本系统中PC机通过RS232接口控制主蓝牙模块。[page]1.4 传感器选择为降低系统能耗，本系统所选用的传感器均为低功耗的小型传感器。其中，温度传感器选用Maxim公司的MAX6611。正常工作状态下，供电电流仅为150 μA，功耗为0.75 mW；在SHDN脚接地时处于省电状态，供电电流仅为1 μA，功耗仅为5 μW。湿度传感器选用Honeywell公司的HIH4000，其正常工作状态下的供电电流仅为200 μA，功耗为1 mW。压力传感器选用Motorola公司的MPX4100A，其正常工作状态下的供电电流为7 mA，功耗为35 mW。3个传感器在正常工作状态下的总功耗为36.75 mW；在节电工作状态下，总功耗为36.005 mW。2 软件设计2.1 MC9S12DT128的中断控制方式本系统中，MC9S12DT128采用集编辑、编译、调试、程序下载于一体的开发环境CodeWarrior4.5进行开发。CodeWarrior4.5是一种交叉编译器，支持高级语言（如C、C++和Java），以及大部分微控制器的汇编语言。中断控制方式是微处理器发展的一个重要里程碑，是提高CPU的工作效率、降低系统功耗的有效方式。在CodeWarrior4.5下，中断函数的定义只有2种方法：采用pragma TRAP_PROC或者interrupt关键字进行定义。具体使用方法分别为（假定中断函数名为INCount）：① #pragma TRAP_PROCvoid INCount(void){Tcount++;}② interrupt void INCount(void){tcount++;}对应于中断函数不同的定义方式，CodeWarrior4.5下初始化中断向量表也有2种方法：① 采用VECTOR ADDRESS或者VECTOR关键字。具体实现方法为，在工程的.prm文件中加入中断函数的入口地址：VECTOR ADDRESS0x8AINCount其中，0x8A为中断入口地址。或者，加入中断向量标号：VECTOR 69 INCount其中，69为中断向量标号。② 采用关键字interrupt。具体实现方法为在中断函数定义时加入中断向量标号：interrupt 69 void INCount(void){tcount++;}其中，69为中断向量标号。2.2 A/D转换中断方式的实现本系统中，传感器采集到模拟信号的A/D转换是通过单片机的ATD模块实现的。对ATD模块采用中断的控制方式，可以节约系统资源，提高系统执行速度。首先，必须在ATD模块的初始化程序中将ATD模块设置为中断模式，启用ATD转换完成中断。转换完成中断函数名为ATD0，其功能为读取A/D转换结果，采用interrupt关键字进行定义：#pragma CODE_SEG ATD0Interrupt_SEGinterrupt void ATD0(void){ATD0STAT0_SCF = 0;//关中断MeasureResult[0]=ATD0DR0H;MeasureResult[1]=ATD0DR0L;MeasureResult[2]=ATD0DR1H;MeasureResult[3]=ATD0DR1L;MeasureResult[4]=ATD0DR2H;MeasureResult[5]=ATD0DR2L;}#pragma CODE_SEG DEFAULT中断函数入口通过在预编译文件中添加ATD中断入口地址0xFFD2实现，即在P&amp;E_Multilink_CyclonePro_linker.prm中加入语句：VECTOR ADDRESS 0xFFD2 ATD0MC9S12DT128的Flash空间为128 KB，采用分页管理方式，其地址分配为：RAM = READ_WRITE 0x0400 TO 0x1FFF;/*unbanked Flash*/ROM_4000 = READ_ONLY0x4000TO0x7FFF;ROM_C000 = READ_ONLY0xC000 TO0xFEFF;/*banked Flash*/PAGE_38=READ_ONLY0x388000TO0x38BFFF;PAGE_39=READ_ONLY0x398000TO0x39BFFF;PAGE_3A=READ_ONLY0x3A8000TO0x3ABFFF;PAGE_3B=READ_ONLY0x3B8000TO0x3BBFFF;PAGE_3C=READ_ONLY0x3C8000TO0x3CBFFF;PAGE_3D=READ_ONLY0x3D8000TO0x3DBFFF;可以看到Flash空间被划分为两部分：unbanked Flash以及banked Flash。对于banked Flash，定义在其空间内的函数只能被本页的程序所调用；而定义在unbanked Flash内的函数则可以为工程内任意程序所调用。中断函数想要正确地响应中断请求，必须放在unbanked Flash内，因此需要将中断函数置于特定的位置。可以从A/D中断函数ATD0的定义中看出，ATD0被定义在CODE_SEG ATD0Interrupt_SEG部分。CODE_SEG ATD0Interrupt_SEG是自己定义的ATD0中断代码段，其存放位置在P&amp;E_Multilink_CyclonePro_linker.prm文件的PLACEMENT关键字下定义：PLACEMENTATD0Interrupt_SEG，COPYINTOROM_C000这样，就将ATD0Interrupt_SEG的位置定义在了unbanked Flash空间的ROM_C000。最后，在工程中建立ATD0Interrupt.c文件，在其中声明中断函数ATD0()为外部函数：#pragma CODE_SEG ATD0Interrupt_SEGextern void ATD0();#pragma CODE_SEG DEFAULT这样，就能保证置于任意存储空间的主程序在请求中断时，都可以得到及时、正确的中断响应。2.3 主从蓝牙模块驱动蓝牙技术是一种使用2.4 GHz频段的短距离无线通信技术。与其他几种无线通信方式比较，蓝牙的传输速率并不是最快的，但由于其具有主从式的自组织微微网、低功耗、频段的开放性等优势，因此在无线传感器网络的应用中具有良好的前景。本设计中的无线传感器网络模块正是采用蓝牙通信实现的。传感器采集的信号经过A/D转换，转换结果需要通过蓝牙无线通信传至PC机。蓝牙系统能够支持2种连接，即点对点连接和点对多点连接。这就形成了2种网络结构：微微网和散射网。本系统属于只有一个从设备的微微网。这个微微网中，主蓝牙为与PC机相连的蓝牙模块，从蓝牙由与单片机相连的蓝牙模块担任。主从蓝牙的区别在于：主蓝牙可以主动发出指令搜索蓝牙设备，建立和断开链接；而从蓝牙则必须等待主蓝牙的指令才能开始工作。PC机与主蓝牙模块、单片机与从蓝牙模块之间都是串行通信，波特率为57 600 b/s。主从蓝牙模块的初始化过程大致相同，通过串行通信顺序发送如下10条指令：Reset[01 03 0C 00]Read_Buffer_Size[01 05 10 00]Clear:Set_Event_Filter[01 05 0C 01 00]Write_Scan_Enable[01 1A 0C 01 03]Write_Authentication_Enable[01 20 0C 01 00]Write_Voice_Setting[01 26 0C 02 60 00]Set_Event_Filter[01 05 0C 03 02 00 02]Write_Connection_Accept_Timeout[01 16 0C 02 00 20]Write_Page_Timeout[01 18 0C 02 00 30]Read_BD_ADDR[01 09 10 00][page]蓝牙模块接收指令后返回相应的指令执行状态，处理器判断返回的指令状态，确定无误之后，才能发送下一条指令；否则，当前指令必须重新发送。主从蓝牙模块的工作流程如图3所示。图3 主从蓝牙模块工作流程采用VC6.0开发监控程序，将蓝牙指令封装在函数中，实现PC机对主蓝牙模块的控制。具体包括：初始化并驱动其开始工作，主动搜索从蓝牙模块，完成链接，并将指令执行状态及搜索到的蓝牙设备地址显示出来；控制与从蓝牙模块的通信，对主蓝牙模块接收到的数据进行处理，实时刷新数据，显示温度、湿度、压力传感器的测量结果。系统运行结果如图4所示。图4 样机系统运行结果结语本系统以MC9S12DT128为核心处理器，采用蓝牙技术实现上位机与传感器节点的无线通信，完成了一个具有3个传感器的无线传感器网络模块的开发。实验证明，本系统具有功耗低、稳定性高、实时性好、数据传输稳定等特点，其实现是建立无线传感器网络微传感器节点的有益尝试。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%A0%B7%E6%9C%BA/" target="_blank">样机</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/" target="_blank">传感器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%B3%BB%E7%BB%9F/" target="_blank">系统</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%BD%91%E7%BB%9C/" target="_blank">网络</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 单片机与嵌入式系统应用 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4026.htm 随着当前城市建设的迅速发展，道路照明系统中传统的人工操作和维护控制手段已经不能适应现代化城市发展的需求。与此同时，计算机技术的发展日新月异，应用无处不在，城市路灯智能化控制系统就是现代计算机技术运用于城市市政建设有效且必然的产物。本文根据2009年全国大学生电子设计大赛I题模拟路灯控制系统，设计了一个路灯智能控制器。该控制器具有定时、显示、报警、设定开关灯时间、根据环境变化调整路灯亮度、根据交通情况调节亮灯状态等功能。1 系统结构根据模拟路灯控制系统设计要求，智能控制器结构框图如图1所示。 该智能控制器主要从时钟、键盘、显示、数据转换及检测几部分进行设计。1.1 时钟部分时钟部分采用美国Dallas半导体公司最新推出的串行接口实时时钟芯片DS12C887。DS12C887有内部晶振和时钟芯片备份锂电池，在没有外部电源的情况下能工作10年，可计算到2100年前的秒、分、时、天、星期、日、月、年七种日历信息并有闰年补偿功能，具有12 h和24 h两种制式，12 h制式有AM和PM提示。 由DS12C887芯片设计的时钟电路无需任何外围电路和器件，具有良好的微机接口,并具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统中。1.2 键盘部分键盘部分采用3个按键控制，第一个按键为复合键，第二个及第三个按键为调整键，根据按第一个按键的次数选择不同的功能。 控制器上电一复位，立即显示当前时钟，若时钟不正确，可通过第二及第三个按键分别调整小时和分钟。第一次按动复合键，进入路灯亮度设定，通过第二个按键的调整，可以改变路灯的亮度；第二次按动复合键，进入环境亮度设定，可通过第二个按键调整；第三次按动复合键，进入路灯开灯时间的设定，通过第二及第三个按键分别设定开灯小时和分钟；第四次按动复合键，进入路灯关灯时间的设定，通过第二及第三个按键分别设定关灯小时和分钟；第五次按动复合键，退出当前设置，返回正常走时状态。1.3 检测部分 检测环节分为物体检测和光敏检测。物体检测采用红外蔽障传感器，检测物体移动位置从而控制路灯亮灯状态。在午夜后人们活动少时，根据物体移动适当地将个别路灯开启，达到节约能源和延长照明器材寿命的目的。光敏检测部分采用光敏电阻检测外界环境。当系统在非控制输出时区内，如果遇上特殊情况需要输出，例如天气“天昏地暗”时，可能需要临时输出，因此，增加一个“光敏”输入，它仅在系统不输出的时区内有效。2 软件设计软件设计是本次设计的主体。智能控制器各功能模块的选择通过复合键按下的次数决定。24H单元作为复合键的状态位，键按下一次，24H单元加1，转入到不同的功能模块当中，当24H单元加到5时，显示器显示时钟并将24H单元清零。系统主程序流程如图2所示[1]。[page] DS12C887控制程序如下所示。3 测试采用功率为1 W的灯泡模拟路灯，通过继电器来控制灯泡的开关状态。采用TIP122和OP07型达林顿管相结合的方案控制灯泡的电流，实现恒流源控制。具体电路如图3所示。 将电路完整搭建完毕后，测得1 W灯泡两端的电压和电流如表1所示。 在2009年全国大学生电子设计竞赛中使用这一方法设计的控制器对路灯进行控制，控制效果良好，设计指标基本满足。该控制器硬件简单、稳定可靠,有很好的节能效果，具有一定的实际应用价值。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%B7%AF%E7%81%AF/" target="_blank">路灯</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8/" target="_blank">控制器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%AE%80%E6%98%93/" target="_blank">简易</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%99%BA%E8%83%BD/" target="_blank">智能</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/Y/" target="_blank">Y</a> 应用 任晓芳 王 亮 电子技术应用 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/embed/2010-05-21/4025.htm 爱特梅尔公司(Atmel&reg; Corporation) 宣布，基于企业与高校联手培养合格工程师的共同目标，深圳大学–Atmel AVR微控制器实验室于2010年4月29日正式挂牌成立，成为爱特梅尔公司在中国地区的11个AVR微控制器大学实验室之一。该实验室将承担机电与控制工程学院本科生微控制器的实践教学，并作为深圳大学机电与控制工程学院的科研实践基地，成为推动双方长远发展、更好合作的开端。深圳大学–Atmel AVR微控制器实验室成立暨揭牌仪式于4月29日在深圳大学科技楼3号报告厅举行。深圳大学副校长阮双琛教授、深圳大学教务处处长徐晨教授、深圳大学设备处副处长张红兵教授、机电与控制工程学院院长徐刚教授、机电与控制工程学院党委书记柴金龙教授、机电与控制工程学院副院长曹广忠教授代表深圳大学；爱特梅尔亚太及日本销售副总裁余养佳先生、爱特梅尔大学计划经理姜宁女士代表爱特梅尔公司参加了此次活动。揭牌仪式上，深圳大学副校长阮双琛教授发表了热情洋溢的致辞。他表示，深圳大学历来十分重视与世界知名企业的合作，该次合作将使深大学生更早更快的接触到世界最新微控制器解决方案。他鼓励双方共同努力，把AVR实验室做实、做亮、做出水平。爱特梅尔亚太及日本销售副总裁余养佳先生表示，作为进入中国二十余年的世界知名半导体公司，爱特梅尔公司为中国深圳特区的繁荣作贡献负有义不容辞的责任，深圳大学–Atmel AVR 微控制器实验室的成立将促使爱特梅尔公司与深圳大学依托这个平台，强强联手，优势互补，为特区培养更多的合格工程师 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%B7%B1%E5%9C%B3/" target="_blank">深圳</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8/" target="_blank">控制器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%AE%A4/" target="_blank">实验室</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%A4%A7%E5%AD%A6/" target="_blank">大学</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/Atmel/" target="_blank">Atmel</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/S/" target="_blank">S</a> 新闻 21ic 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4024.htm 电路的功能近来市场上出售多种作为个人计算机扩展用的通用A-D转换扩展板，如果限定某种用途，制作成本则可以很低。本电路是一种由普遍元件构成的，4路输入，采样和保持电路用的12位A-D转换器，可以输入正负的模拟信号。电路工作原理模拟输入的多路切换器采用标准的模拟开关DG201，用译码器IC选择1~4通道，通道选择器输入由2位正逻辑控制。选定通道后，向采样和保持电路输入宽度为10US左右的采样脉冲以保持模拟电压。该脉冲由A-D起动脉冲，利用此脉冲的上升沿开始12位的转换。转换时间大约为25US，12位数据从D0~D11输出。关于EOC信号：A-D转换开始时，EOC为“H”电平，并对时钟脉冲进行计数，转换一结束，EOC返回“L”电平，所以用检测EOC信号的上升，下降滑的办法读取12位数据。元件的选择输入电阻R1~R4为限流电阻，加大电阻值，频率响应会变差，R5和C1的作用是减少选择通道时产生的噪声，它们的阻值和容量要与输入信号的变化相对应。保持电容C2采用聚脂薄膜电容。引线6应用外皮接地屏蔽线。VR1和VR2是调零可变电阻。12位分辨率的1LSB只有2.44MV，要进行正确的调零，应使用多圈式可变电阻。安装注意事项A-C转换器是模拟电路和数字电路的接口电路，必须处理好接地，否则将得不到12位的精度。模拟系统应单独接地，可用一要接地线。模拟开关、采样和保持电路的地线均接在这根接地线上。接地引线在A-D转换器的接地端子上之后再接逻辑地。即逻辑信号不进入模拟接地回路。调整取样和保持电路失调调节的方法是把模拟开关输入接地，连续输入A-D开始转换信号，用VR1把引线5的输入电压调零。输入转换数据，并进行显示，然后进行A-D转换器的调零和增益调节。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%BD%AC%E6%8D%A2%E5%99%A8/" target="_blank">转换器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%85%83%E4%BB%B6/" target="_blank">元件</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%99%AE%E9%80%9A/" target="_blank">普通</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/Y/" target="_blank">Y</a> 应用 电子发烧友 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/embed/2010-05-21/4023.htm 他毕业于斯坦福大学，在70年代末加入了在微处理器领域刚刚崭露头脚的intel，并参与了intel最尖端微处理器的研发，随后，在攻读斯坦福大学电气工程博士学位期间参与了RISC架构的开发，帮助创建了MIPS公司并担任MIPS微处理器开发副总裁，之后他加入了EDA巨头Synopsys公司，负责产品定义和以及IP复用战略，在产业里打拼了近20年后，1997年，他终于有了自己的公司，他尝试用一种新的产品来改变负责SoC的设计，如今，他的这个新产品已经应用到DoCoMo的4G手机、三星的3D蓝光播放机、任天堂的游戏机、ATI的显卡、HP的激光打印机等各种电子产品上。这个富有传奇色彩的微处理器领军人物就是Tensilica公司现任CTO Chris Rowen博士，他发明的可配置处理器可以算是应用最广泛的通用处理器了。现在很多本土IC都在开发“中国芯”，但是目前为止我们没有一款真正自主架构的通用微处理器，大名鼎鼎的龙芯采用的MIPS架构，其他一些所谓的中国芯处理器采用的要么是ARM架构，要么就是一个DSP器件，真正的通用微处理器从原理上解释很简单：就是一个执行存储器中指令的有限状态机，每条指令都规定了总状态变化的特定方式以及指定随后该执行哪条指令。看看，通用处理器原理就这么简单，但是要开发一个真正的通用处理器难度却是很大的。难在哪里？指令集的定义，这个指令集要支持对程序员有用的功能，同时它的实现要尽可能有效，此外，这个指令集还应使以后更复杂的实现也有同样的效率。所以，就连大名鼎鼎的苹果也是购买了ARM的指令集后，才开发出了支持iPad的A4处理器。可能很多人说，“我有能力开发指令集！”如果真是有能力那真是太好了，中国的微处理器未来就寄托在你的身上了，不过，设计处理器难点在于指令集设计，但掌握了指令集设计并不意味就能设计出一个处理器来，设计处理器还牵涉到时序、寄存器、流水线、I/O、开发工具等等非常多的环节，也不是一两个人可以搞定的事情。那是不是就没办法开发自己的处理器了，答案当然是“no”！先让我们从 Chris Rowen博士的经历看看开发处理器要具备什么样的关键因素和条件吧。一、热情这是做好所有工作的基础，据说Chris Rowen博士在哈佛大学读物理学专业的时候就对创新很有热情，所以，70年代末他毕业就加盟了intel公司，当时英特尔公司没有今天的名气，还属于初创公司，开发出的8086处理器销量也不好，Rowen Chris加入intel后就负责尖端处理器的开发，在那里，他了解到了处理器几何尺寸按比例缩小(geometrical scaling）的规律，促使他考虑处理器背后深层次的因素，也促使他在80年代初期离开intel进入斯坦福大学学习更多有关电子器件的知识。二、机遇机遇可以让你发现通往目标的一个捷径，当然可以让你少走很多弯路，不过从来都是给有准备的人，没有在intel的工作和自己的思考，Chris Rowen也不会有这么的好的机遇，什么机遇？他在斯坦福大学遇到了一个年轻的助教－－John Hennessy，他当时正领导一个小组研究处理器架构，这个John Hennessy，简直太牛了，他后来当了斯坦福大学校长，并是IEEE和ACM院士，还是美国国家工程研究院院士及美国科学艺术研究院院士。他因为在RISC技术方面做出了突出贡献而荣获2001年的Eckert-Mauchly奖章，他也是2001年Seymour Cray计算机工程奖得主，并且和本书另外一位作者David A.Patterson分享了2000年John von Neumann奖。就是下面照片上的这位先生。跟着这样牛人你不牛起来都不好意思，所以很自然地，Chris成为其RISC研究团队的一员，正是他们发明了精简指令集（RISC）的概念并沿用到今，现在名气很大的ARM处理器采用的也是精简指令集！[page]在这个研究项目的基础上，这群精英成立一家公司，叫Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages公司，大家可能不是很熟悉，但是都知道缩写后的这个公司，就是MIPS公司，但是这是很牛的公司，开发了全球第一个64位处理器！引领了高端处理器的发展，Chris在这个公司负责逻辑综合，后来升任研发VP，1992年，MIPS被欧洲SGI公司收购，让Chris在欧洲接触到很多强人，在欧洲他参与了超级计算和互联网的项目。三、坚持就是对自己的理想一直坚持，终究你会有回报的。由于对处理器情有独钟，1996年，Chris再次从欧洲回到加州，加盟了大名鼎鼎的 Synopsys 公司，负责设计复用，这次的工作离的最后理想已经很近了，在这里，他领导了对大规模IP模块复用的定义，让他领悟到目前EDA工具的缺陷和嵌入式SoC设计的不足。传统上，IC设计包含两部分：芯片设计和开发环境的支持。在IC开发完成后，应用工程师用开发工具来定义cache大小、总线位宽、FPU单元、 DSP引擎、算法、中断数量等让处理器变成一个针对特定应用的产品，Chris认为可以把后续的工作移到内核开发上，先定义这些，然后把这些需求融入到内核开发中，让开发出的内核直接支持特定应用！这实际上是一个让人人可以开发出不同处理器的愿景！他称这个是“可配置处理器”，他相信这个处理器可以大大提升传统SoC的设计效率！一个完整的可配置处理器工具集包括一个预先定义好的处理器核和一个设计工具环境，这个设计工具环境允许设计人员对基本处理器核进行大幅度修改以满足特殊应用的需求。典型的配置形式包括添加、删除和更新存储器、外部总线宽度、总线握手协议以及公共的处理器外设部件。1997年，承载他这个想法的公司终于诞生了，就是Tensilica公司，关于公司名字解释起来很简单，‘Silica’指‘硅’，‘Ten’指‘Tensile’，即可延展，二者联合，刚好构成了Tensilica初创时的理想——设计一款灵活、可扩展的硅。从诞生到现在，Tensilica的产品已经发展到第三代，也逐渐更适应产业的需求，其可配置处理器已经应用到从游戏设备到家庭娱乐甚至PC、通信等各个领域，如今在嵌入式领域，用ARM+tensilica可配置处理器已经成为很多高性能处理器的标配，例如思科的一款芯片就用了200多个Tensilica可配置处理器，在Docomo的4G手机基带芯片中也用了很多Tensilica的可配置处理器，可配置处理器在高性能芯片日益爆棚的今天终于找到了用武之地。任天堂的游戏机也用到了Tensilica的可配置处理器三星的全球首款支持3D的蓝光播放机也采用了Tensilica的可配置处理器我们相信Chris博士传奇的经历一定给很多本土IC设计工程师以启发，在电子产品日益追求差异化的今天，我们如何让自己的处理器与众不同，如何用最合理的架构来解决性能与功耗的矛盾？也许从Chris博士的经历和他的产品上我们就可以找到答案，令人高兴的是，Chris博士将于5月26日来到中国，亲临上海浦东Tensilica技术研讨会，与中国工程师互动！欢迎大家了解研讨会的细节并积极报名，与微处理器传奇人物零距离接触！ <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%BE%AE%E5%A4%84%E7%90%86%E5%99%A8/" target="_blank">微处理器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%BC%BA%E4%BA%BA/" target="_blank">强人</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%9C%AC%E5%9C%9F/" target="_blank">本土</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%A4%84%E7%90%86%E5%99%A8/" target="_blank">处理器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%BC%A0%E5%A5%87/" target="_blank">传奇</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/C/" target="_blank">C</a> 新闻 21ic 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/control/2010-05-21/4022.htm 工控机这个词也许对很多人都很陌生，但您知道吗，它跟我们的生活是紧密联系在一起的。您在出门坐车的时候，在商场购物的时候，在公园游玩的时候，都会直接或间接和工控机接触。本次向您介绍的应用案例，就是控创工控机在轨道交通中的一个成功案例。城市中每天都有大量的人乘坐轻轨或地铁。如果班车发车间隔的时间太长，会造成车站的拥挤和乘客的候车时间过长，影响到人们的工作生活。特别在上班高峰和节假日这一点尤为突出。要缩短发车时间间隔，就需要对列车进行更严格更精确的控制。这样的控制是不能只靠人工来完成的。必须使用电脑。而在轨道交通中电脑的工作环境是非常恶劣的。不论是对温度、湿度和抗振动性，还是防电磁干扰方面，普通的PC机都不能满足要求。这时候工控机自然成了人们的首选。控创的7308T采用工业标准设计，能满足恶劣的环境要求，在中国市场赢得了越来越多客户的认可。系统介绍在上海某轨道交通现场，控创的7308T用作ATS（自动列车监控）系统的一台主机。每台7308T上接扩展了三到四片串口卡。通过串口，将现场的电流信号和电压信号采集到主机，并且主机与继电器相连。主机控制程序根据采集到的信号来控制继电器的离合。通过这种方式来实现斩波调速。系统结构简图:系统特点控创的7308T是一款4U高，19”宽的可上架工控机平台。采用工业标准设计，能满足各种恶劣的工作环境。它在各连接处作了特别的设计，其机械强度、抗震性能与温/湿度适应能力皆符合欧美先进国家的标准。尤其在防电磁干扰方面有优良的表现，适合应用于轨道交通等电磁干扰严重的领域。该系统的工控级主板采用高效能CPU与工业级内存，可在满足系统性能的同时，也为系统的稳定性提供良好的保障。同时7308T拥有六个PCI扩展槽，在满足操作的前提下，还能具备足够的扩展空间。在本轨道交通的应用中，虽然已外接三到四块串口I/O卡，但仍保留了二至三个扩展，在今后的应用中不须更换整套系统，也能扩展升级。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%BD%A8%E9%81%93/" target="_blank">轨道</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%BA%A4%E9%80%9A/" target="_blank">交通</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 2010-05-22 18:14 http://rongsheng.net/embed/2010-05-21/4021.htm “英特尔成都基地已经成为英特尔全球最大的封装测试基地，5亿多颗‘成都制造’的芯片走向世界，英特尔与成都共同创造了中国速度。”英特尔公司中国区执行董事戈峻近日表示，趋势表明，越来越多的跨国企业正把投资的目光投向成都。英特尔公司中国区执行董事戈峻在“跨国公司成都行 ———成都市投资环境推介会暨项目签约仪式”现场说，成都拥有广阔的经济发展战略，具有承接大规模国际产业的能力和基础条件，成都的基础设施日趋完善，服务流程不断优化。同时，成都在能源运营成本以及人力资源方面有着得天独厚的优势。趋势表明，越来越多的跨国企业正在把投资的目光投向成都。“英特尔在成都的巨大成功和飞速发展是成都优越投资环境的最佳例证，英特尔成都基地已经成为英特尔全球最大的封装测试基地，5亿多颗成都制造的芯片走向世界，英特尔与成都共同创造了中国速度。”曾科是最早加入英特尔成都工厂的一名普通员工。作为土生土长的成都郫县人，今年3月26日这天他格外自豪：他和同伴们把英特尔成都芯片封装测试厂的第4.8亿颗芯片送下线。这些芯片随后将被植入各大品牌的笔记本电脑中，销往世界各地。目前，全球一半的笔记本电脑芯片来自“成都制造”。“一沙一世界”是英特尔高管们经常提及的话。英特尔做的事情，就相当于把原本价值几乎为零的沙子，转换成当今富含高科技的产品———半导体芯片。英特尔成都工厂在过去的2000多个日日夜夜中，再次证明了聚沙成塔的力量。1 英特尔成都厂下半年将建成全球晶圆预处理三大工厂之一今年3月26日，英特尔成都封装测试厂第4.8亿颗芯片下线。同时英特尔宣布，成都工厂正式投产最先进的2010全新酷睿TM移动处理器英特尔公司中国执行董事戈峻至今仍然记忆犹新，英特尔落户成都前“好事多磨”的过程。英特尔与成都市商谈建厂项目，历时两年多。2003年，SARS肆虐期间，戈峻和英特尔其他谈判代表从香港飞到成都，他们乘坐的航班上只有3名以口罩遮面的乘客。谈判过程中，来自英特尔总部的一位代表病倒了。咳嗽、发烧等症状与令人谈虎色变的SARS很是相像。“尽管如此，成都市的几位领导还是不避风险地到医院探视他。”事隔多年，戈峻对当时的情形记忆犹新，“这种诚意深深地打动了我们每一个人。”据了解，英特尔在为它的封装测试厂选址时，曾在全世界8个国家考察，成都当时是10多个候选城市之一。按照英特尔的惯例，在为工厂选址时，这家公司会组建专业的调查组，对每个候选城市的人力、物流、电信、建筑、治安、税收、通关等多个方面进行调查。在他们长长的调查单上，包括建厂后如何帮助原址上的小鸟迁徙、有无公交线路能从工厂直达市中心等问题都要搞清楚。“一点点疑问，都会当面再提很多很多问题。这种可怕的问法，被我们称为穷尽提问。”据成都高新区管委会副主任王琳回忆，成都当年对英特尔工厂选址非常重视，为此，还组织成都的精英人士，成立英特尔项目工作小组配合调查。经过两年多的商谈，双方终于达成合作意向。2003年8月，时任英特尔首席运营官的贝瑞特赴成都签署投资计划。工厂一期投资3.75亿美元，并于2004年开工建设。其后，英特尔在 2005年3月又宣布增资建设二期工程。继英特尔之后，半导体制造产业链上下游的企业也先后进驻成都。全球功率半导体芯片封装测试服务业龙头PSI、全球第二大电子连接器制造商莫仕公司、中芯国际的集成电路测试封装厂项目、马来西亚友尼森公司的半导体测试封装工厂、美国芯源系统公司的成都芯片基地相继落户成都。2009年，英特尔成都封装测试工厂年出口额约占成都出口加工区出口总额的80%以上。今年3月 26日，英特尔成都封装测试厂第4.8亿颗芯片下线。同时英特尔宣布，成都工厂正式投产最先进的2010全新酷睿TM移动处理器。作为英特尔全球最大的芯片封装测试中心之一，英特尔成都工厂2010年下半年将建设成为全球晶圆预处理三大工厂之一。2 客户提出“零天到货”要求 英特尔及运营环境接受考验英特尔作为同行中第一家进驻成都的企业，遇到问题和挑战时，往往只能摸着石头过河，而成都市政府是探索道路上的伙伴“英特尔在成都的快速发展是一个双赢的范例。”来到成都8个月后，英特尔产品（成都）有限公司总经理卞成刚告诉本报记者，这是他对成都产业环境的认识。卞成刚在英特尔工作12年，其中超过11年是在英特尔上海浦东基地度过的，在上海与成都工厂的整合中，他成为了英特尔成都工厂新的掌门人。而英特尔成都/四川公共事务经理顾仪则告诉记者，在过去的几年中，她成了许多进驻成都企业同行们的“顾问”。大到当地水、电、气如何与工厂的要求衔接，小到外地员工来蓉后子女的入学问题……英特尔作为同行中第一家进驻成都的企业，其“遇到的挑战是最全面的，种类多、难度大。”顾仪称，英特尔成都工厂在过去几年中，遇到问题和挑战时，往往只能摸着石头过河，而成都市政府则是探索道路上的伙伴，双方共同进退，战胜挑战的例子比比皆是。[page]2008年初，冰雪灾害袭击我国南方多个地区，成都当时也受到了严重影响。一天，英特尔成都工厂接到了来自电力局的紧急通知：半小时后要拉闸停电。成都工厂的负责人接到通知后十分着急。按照英特尔封装测试厂的生产流程规定，要断电的话必须按顺序，一个一个模块地断，否则将造成物料的极大浪费，对设备也将带来损害。而按照此流程，半小时之内不能实现安全停电。经过紧急协调后，成都市电力局最后保障了英特尔工厂的电力供应。而让英特尔成都工厂更感动的是，成都市政府部门为了保障企业的生产要求，作出了众多调整，帮助企业完成了许多“不可能完成”的任务。全球遭遇金融危机以来，英特尔众多生产电脑的企业为了提升效率、降低库存，提出了“零天到货”的要求。即要求英特尔等上游生产企业，上午接单，晚上出货。这样近乎“苛刻”的要求，对英特尔及其运营环境都是一种考验。为适应新形势下快速应对客户需求的挑战，英特尔与成都市政府部门再次展开合作，其中，成都海关将上班时间调整为“朝九晚十”，下午通关，晚上就能把芯片运到工厂。去年底，英特尔宣布把上海工厂的产能整合至成都，为了帮助两家工厂顺利整合平稳过渡，成都市相关负责人甚至前往上海，帮助劝解上海工厂员工前往成都工作安家。据当时上海工厂员工的回忆，成都高新区管委会副主任王琳来到上海与他们展开谈话，王的一席肺腑之言让在场许多员工为之动容。他们当中的200多人最终选择离开上海，加入成都工厂。“每每遇到问题时，双方都想到了一起，形成了默契。至于谁更主动，细节上都无法分清了。”顾仪在谈及英特尔成都工厂与当地政府的合作关系时这样评价。3 “成都制造，惠及全球”名副其实在成都工厂的3000多名员工中，本地员工所占的比例不断上升，目前已到了70%。与此对应，外籍员工数量比例从开始的60名下降到20名。“这是名副其实的‘成都制造，惠及全球’。”英特尔产品（成都）有限公司总经理卞成刚如是说在英特尔负责职业教育的经理谯楷看来，英特尔成都工厂在过去几年中摸索出了一套“校企联盟”的合作模式，“后来在英特尔设立大连工厂时，也借鉴了成都的模式。”英特尔当年在成都开设工厂时，国内并没有封装测试的专业。“通过对本地人才、技能的评估，我们发现当地情况和我们的需求是有差距的，但这个差距在可接受的范围内。”谯楷称。英特尔的职业教育是为人才招聘做准备的，类似于播种，而招聘则是负责收割的部门。2005年，英特尔成都工厂各项进展如火如荼，英特尔“校企联盟创新职教”的项目也在成都落地，当时，该公司和成都五所职校签署备忘录，在这些学校陆续开设相关课程。据悉，当年这几所学校的毕业生中，有不少人在学习相关课程后进入了英特尔，部分满足了工厂对专业人才的需求。看到英特尔成都工厂对人才源源不断的需求，成都不少职校投入更大精力培养微电子等专业人才。成都电子高专还专门从日本招回来一名专业带头人，开设了微电子专业。而英特尔公司与教育部展开合作培训师资力量。据悉，2008~2009年，共有60多名职高老师接受了培训，其中，60%的受训教师来自成都。这些教师不仅是去听课，还到同行业不同企业中参观学习。“他们去了解不同企业对人才、技术的不同需求，这样他们回来后可以更全面地设置课程。”谯楷称，这对整个业界都有好处，而非仅仅为了英特尔。如果按传统的一对一的校企合作的模式，即企业委托学校培养人才，这会对学校资源造成浪费，所以这种模式不可持续。而英特尔希望帮助整个行业培养人才，英特尔作为产业的一分子自然也能从中获益。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%8B%B1%E7%89%B9%E5%B0%94/" target="_blank">英特尔</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%88%90%E9%83%BD/" target="_blank">成都</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%B8%AD%E5%9B%BD/" target="_blank">中国</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E9%80%9F%E5%BA%A6/" target="_blank">速度</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%BA%BF%E9%A2%97/" target="_blank">亿颗</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/5/" target="_blank">5</a> 新闻 四川新闻网 2010-05-22 18:13 http://rongsheng.net/mcu/2010-05-21/4020.htm 摘要：由于太阳位置随时间而变化，使光伏发电系统的太阳能电池阵列受光照强度不稳定，从而降低了光伏电池的效率,因此，设计太阳自动跟踪器是提高光伏发电系统工作效率的有效措施。本文采用单片机EM78247为控制核心，设计了一个双轴太阳自动跟踪器，配合两台交流伺服电机实现光伏电池阵列与阳光照射之间的同步跟踪。该控制器在硬件和软件各方面采取了多项抗干扰措施，使其具有较好的跟踪效果和较强的抗干扰能力，且运行可靠稳定，具有较高的实际应用价值。关键词：光伏发电系统；EM78247；太阳自动跟踪器当今社会人们的环保意识越来越强，光伏发电系统的应用普遍受到各国政府重视。因为它不仅能为我们提供用之不竭的可持续再生电能，并更好地保护人类赖以生存的环境。但其发电效率较低，发电成本相对较高仍然足制约其大规模应用的重要因素。在没有出现高效的光伏电池材料之前，研制具有实用价值的阳光随动系统以降低成本，是促进太阳能广泛应用的主要途径之一。据研究，双轴系统可提高发电量35%左右，单轴系统也可提高20%左右。国外在20世纪80年代就对太阳跟踪系统进行了研究，如美国、德国在单双轴自动跟踪、西班牙在2倍聚光反射跟踪等方面开发出了相应的商品化自动阳光跟踪器[1]。我国于20世纪90年代左右也对其进行了大量的研究，但一直没有稳定可靠的商品化产品出现，主要原因在于：首先，系统的运行可靠性不高，无法满足使用要求。由于大部分光伏电站都安装在偏远地区，环境非常恶劣，维护困难，跟踪系统增加了旋转机构与相应的机械机构，可靠性明显下降，如果不能保证整个系统的在各种环境下都能可靠稳定运行，对整个光伏系统反而是灾难性的打击；其次，跟踪器的控制误差偏大。尤其对反射聚光的跟踪器，如果跟踪误差偏大，不但不能提高发电效率，反而会使太阳能电池组件的受光面积变小，产生热斑等不利影响，从而降低太阳能电池组件的使用寿命；第三是采用进口技术和器件使成本过高。全部购买国外成熟的技术，大大提高系统的硬件成本与维护成本，使推广更加困难。本文以EM78247微处理器为核心，针对光伏发电系统的电池组件，设计开发了一种双轴阳光随动控制器，它具有运行稳定可靠、跟踪误差小、成本低等优点，具有很高的推广应用价值。1 阳光随动控制的基本原理阳光随动控制器，顾名思义其基本功能就是使光伏阵列随着阳光而转动，基本原理框图如图1所示。图1 光伏阵列阳光随动系统原理框图该系统时刻检测太阳与光伏阵列的位置并将其输入到控制单元，控制单元对这两个信号进行比较并产生相应的输出信号来驱动旋转机构，使阳光时刻垂直入射到光伏阵列的表面上，使光伏阵列始终处于最佳光照条件下，发挥最大光伏转换效率。虽然太阳在天空中的位置时刻都在变化，但其运行却具有严格的规律性，在地平坐标系中，太阳的位置可由高度角α与方位角ψ来确定，公式如下：式中： δ为太阳赤纬角；φ为当地的纬度角；α为时角。[page]太阳赤纬角与时角可以由本地时间确定，而对确定的地点，本地的纬度角也是确定，因此只要输入当地相关地理位置与时间信息就可以确定此时此刻的太阳位置。2 系统的整体设计方案EM78247是一款具有RISC结构的高性能中档单片机，仅有35条单字指令，8 k×14个字节FLASH程序存储器，368×8个字节RAM数据存储器，256×8个字节E2PROM数据存储器，14个中断源，8级深度的硬件堆栈，内部看门狗定时器，低功耗休眠模式，高达25 mA的吸入/拉出电流，外部具有3个定时器模块，2个16位捕捉器/16位比较器/10位PWM模块，10位多通道A/D转换器，通用同步异步接收/发送器等功能模块。自动阳光跟踪器的控制方式主要有微处理器控制、PLC控制、DSP控制与模拟电路控制4种形式，根据以上原理，本文选择性价比较高的EM78247单片机为控制核心，系统实现的具体原理框图如图2所示。整个控制器主要由控制单元与驱动执行机构两部分组成。控制单元由角度计算及反馈控制、启动信号产生、电机驱动信号产生、保护信号处理与人机通讯5个部分组成。系统功能说明如下：单片机循环检测光伏阵列的位置，并将其与计算出的此时本地太阳的高度角与方位角进行比较来确定光伏阵列是否跟踪上太阳的位置，如果没有启动信号满足启动条件，单片机就发出指令驱动电机转动;保护信号是保证系统在外界以及其他非人为因素情况下所执行的一种操作指令，以确保系统不受损坏，从而提高了整个系统的可靠性。驱动执行单元主要功能是用来实现电机驱动与旋转，并通过机械传动机构带动光伏电池阵列转动。2.1 控制单元的硬件设计由于采用了单片机作为主控制单元，大部分工作都由单片机在软件中实现，从而简化了控制电路的硬件设计，简要说明主要控制部分的实现过程。(1)角度计算及反馈控制 单片机通过外扩三态锁存器输入口获取时钟模块产生的时间信号与光电旋转编码器的位置信号后，利用单片机快速运算处理能力用软件加以实现；(2)电机驱动信号生成 本文采用的是步进电机，其驱动脉冲由单片机内部自带的10位PWM波发生模块产生，只需在软件中设置相应的有关参数就可改变电机的转速；(3)上位机监控系统是利用单片机内部自带的异步接受/发送器等功能模块，硬件部分只需加MAX 232加以电平转换，便可实现PC机与单片机的数据传输；(4)考虑到光伏发电只有在太阳光强满足一定强度的时候才能发电，启动信号主要是利用光敏二极管检测光强，保证系统在夜间或阴雨天不满足发电条件的情况下，系统停止跟踪，检测电路如图3所示。主要由放大、比较与光耦隔离3个部分组成；(5)系统的保护功能主要包括大风保护、电网掉电保护、振动过大保护、限位开关与接近开关保护组成，单片机检测到保护信号产生时，便发出指令将系统停放在安全的位置上，确保整个系统不受损坏。图4是电网掉电检测电路原理图，主要由降压、整流与光耦隔离3个部分组成。图4 电网掉电检测电路原理图[page]2.2 控制单元的软件设计软件是该控制系统的核心，除一些保护自锁功能通过硬件实现外，大部分功能均通过软件来实现，整个软件采用C语言模块化编程方式，易于系统的移植与集成。主程序与中断服务子程序流程如图5所示。首先对单片机进行初始化，之后读取系统初始校验值作为光电旋转编码器的位置基准。主循环程序不断检测系统的运行状态，如果满足复位条件便发出指令转入复位子程序，迅速将电池板转到适当的位置后待机以等待新的指令;校验子程序对系统重新进行校验，并将新的位置检验值存储到单片机内部自带的E2PROM中作为新的位置基准，他可以用来消除系统的累积误差，同时也方便了系统的安装与调试;系统通常运行在自动跟踪状态，单片机时刻检测太阳与电池板实际位置间的差值并结合启动条件发出相应的PWM脉冲，来控制电机转动;此外主循环程序还不断检测当前太阳与电池板的位置，将位置信息通过数据总线与RS 232分别送到液晶显示与PC机监控软件系统中，并将有关位置参数及时存到单片机的E2PROM中。 为了充分利用EM78247单片机的系统资源，提高单片机的检测速度，单片机接收PC机的数据采用中断来实现，流程框图如图5所示。3 系统的抗干扰措施能够可靠稳定的运行是阳光自动跟踪控制器走向实际应用的前提，该控制器主要从软件与硬件两个方面采取一定的措施来提高抗干扰能力，主要措施有：一是外部输入信号与控制系统信号不共地，较好地防止了相互之间的共地干扰；二是所有的外部输入信号在输入到单片机内部之前都经过严格的光耦合电路加以隔离，较好地防止了输入电路噪声对单片机运算处理的干扰；三是进一步优化了PCB板的布线结构，减少了过孔，从而降低了寄生电容和杂散电感对放大电路的影响；四是保证整个系统的可靠接地；五是外部信号采用屏蔽电缆线传输，有效控制了信号传输过程中的池漏和电磁噪声的干扰；六是在软件上增加了软件滤波、看门口定时器与软件陷阱等措施，确保软件在出现死机、跑飞等故障时能够自我恢复，提高了软件运行的可靠性，从而确保了整个控制器工作的可靠性；七是在整个控制器中的重要保护（如限位保护）均从软件与硬件两方面采取有效措施，实现软硬件双重保护，从而进一步提高了整个控制器运行的可靠性。总之，采取这些措施后，该阳光自动跟踪控制器的抗干扰能力和运行可靠性均有很大提高，为实现商品化生产创造有利条件。4 结 语阳光自动跟踪控制器的稳定性与可靠性一直是其没有被大规模应用的主要问题之一。本文基于EM78247单片机为控制核心，设计了一种自动跟踪太阳高度角与方位角转动的阳光自动跟踪控制器，试验运行结果表明该系统跟踪准确、能耗低、可靠性高、系统性能稳定，发电效率提高20%以上，具有较大的应用价值。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%8D%95%E7%89%87%E6%9C%BA/" target="_blank">单片机</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%A4%AA%E9%98%B3/" target="_blank">太阳</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%B3%BB%E7%BB%9F/" target="_blank">系统</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E4%BC%8F%E5%8F%91%E7%94%B5/" target="_blank">伏发电</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/EM/" target="_blank">EM</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 网络 2010-05-22 18:13 http://rongsheng.net/mcu/2010-05-21/4019.htm AT32UC3A是完整的系统级芯片微控制器,采用VR32 UC RISC,工作频率高达66MHz,设计用于对成本敏感的嵌入式应用,特别是低功耗,高代码效率和高性能. AT32UC3A还集成了闪存和SRAM存储器,外设直接存储器访问控制器(PDCA),以及PowerManager电源管理.此外还有多种通信接口如UART,SPI,TWI,同步串行控制器,USB和以太网MAC等.本文介绍了AT32UC3A主要特性, 方框图以及32位AVR EVK1105评估板特性,详细电路图和材料清单(BOM).AVR&reg;32 32-Bit MicrocontrollerThe AT32UC3A is a complete System-On-Chip microcontroller based on the AVR32 UC RISC processor running at frequencies up to 66 MHz. AVR32 UC is a high-performance 32-bit RISC microprocessor core, designed for cost-sensitive embedded applications, with particular emphasis on low power consumption, high code density and high performance.The processor implements a Memory Protection Unit (MPU) and a fast and flexible interrupt controller for supporting modern operating systems and real-time operating systems. Higher computation capabilities are achievable using a rich set of DSP instructions.The AT32UC3A incorporates on-chip Flash and SRAM memories for secure and fast access. For applications requiring additional memory, an external memory interface is provided on AT32UC3A0 derivatives.The Peripheral Direct Memory Access controller (PDCA) enables data transfers between peripherals and memories without processor involvement. PDCA drastically reduces processing overhead when transferring continuous and large data streams between modules within the MCU.The PowerManager improves design flexibility and security: the on-chip Brown-Out Detector monitors the power supply, the CPU runs from the on-chip RC oscillator or from one of external oscillator sources, a Real-Time Clock and its associated timer keeps track of the time. The Timer/Counter includes three identical 16-bit timer/counter channels. Each channel can be independently programmed to perform frequency measurement, event counting, interval measurement, pulse generation, delay timing and pulse width modulation.The PWM modules provides seven independent channels with many configuration options including polarity, edge alignment and waveform non overlap control. One PWM channel can trigger ADC conversions for more accurate close loop control implementations.The AT32UC3A also features many communication interfaces for communication intensive applications. In addition to standard serial interfaces like UART, SPI or TWI, other interfaces like flexible Synchronous Serial Controller, USB and Ethernet MAC are available. The Synchronous Serial Controller provides easy access to serial communication protocols and audio standards like I2S.The Full-Speed USB 2.0 Device interface supports several USB Classes at the same timethanks to the rich End-Point configuration. The On-The-GO (OTG) Host interface allows device like a USB Flash disk or a USB printer to be directly connected to the processor.The media-independent interface (MII) and reduced MII (RMII) 10/100 Ethernet MAC module provides on-chip solutions for network-connected devices.AT32UC3A integrates a class 2+ Nexus 2.0 On-Chip Debug (OCD) System, with non-intrusive real-time trace, full-speed read/write memory access in addition to basic runtime control.AT32UC3A主要特性:&#8226; High Performance, Low Power AVR&reg;32 UC 32-Bit Microcontroller– Compact Single-cycle RISC Instruction Set Including DSP Instruction Set– Read-Modify-Write Instructions and Atomic Bit Manipulation– Performing 1.49 DMIPS / MHzUp to 91 DMIPS Running at 66 MHz from Flash (1 Wait-State)Up to 49 DMIPS Running at 33MHz from Flash (0 Wait-State)– Memory Protection Unit&#8226; Multi-hierarchy Bus System– High-Performance Data Transfers on Separate Buses for Increased Performance– 15 Peripheral DMA Channels Improves Speed for Peripheral Communication&#8226; Internal High-Speed Flash– 512K Bytes, 256K Bytes, 128K Bytes Versions– Single Cycle Access up to 33 MHz– Prefetch Buffer Optimizing Instruction Execution at Maximum Speed– 4ms Page Programming Time and 8ms Full-Chip Erase Time– 100,000 Write Cycles, 15-year Data Retention Capability– Flash Security Locks and User Defined Configuration Area&#8226; Internal High-Speed SRAM, Single-Cycle Access at Full Speed– 64K Bytes (512KB and 256KB Flash), 32K Bytes (128KB Flash)&#8226; External Memory Interface on AT32UC3A0 Derivatives– SDRAM / SRAM Compatible Memory Bus (16-bit Data and 24-bit Address Buses)&#8226; Interrupt Controller– Autovectored Low Latency Interrupt Service with Programmable Priority&#8226; System Functions– Power and Clock Manager Including Internal RC Clock and One 32KHz Oscillator– Two Multipurpose Oscillators and Two Phase-Lock-Loop (PLL) allowing Independant CPU Frequency from USB Frequency– Watchdog Timer, Real-Time Clock Timer&#8226; Universal Serial Bus (USB)– Device 2.0 Full Speed and On-The-Go (OTG) Low Speed and Full Speed– Flexible End-Point Configuration and Management with Dedicated DMA Channels– On-chip Transceivers Including Pull-Ups&#8226; Ethernet MAC 10/100 Mbps interface– 802.3 Ethernet Media Access Controller– Supports Media Independent Interface (MII) and Reduced MII (RMII)&#8226; One Three-Channel 16-bit Timer/Counter (TC)– Three External Clock Inputs, PWM, Capture and Various Counting Capabilities&#8226; One 7-Channel 16-bit Pulse Width Modulation Controller (PWM)&#8226; Four Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitters (USART)– Independant Baudrate Generator, Support for SPI, IrDA and ISO7816 interfaces– Support for Hardware Handshaking, RS485 Interfaces and Modem Line&#8226; Two Master/Slave Serial Peripheral Interfaces (SPI) with Chip Select Signals&#8226; One Synchronous Serial Protocol Controller Supports I2S and Generic Frame-Based Protocols&#8226; One Master/Slave Two-Wire Interface (TWI), 400kbit/s I2C-compatible&#8226; One 8-channel 10-bit Analog-To-Digital Converter&#8226; 16-bit Stereo Audio Bitstream– Sample Rate Up to 50 KHz&#8226; On-Chip Debug System (JTAG interface)– Nexus Class 2+, Runtime Control, Non-Intrusive Data and Program Trace&#8226; 100-pin TQFP (69 GPIO pins), 144-pin LQFP (109 GPIO pins) , 144 BGA (109 GPIO pins)&#8226; 5V Input Tolerant I/Os&#8226; Single 3.3V Power Supply or Dual 1.8V-3.3V Power Supply图1.AT32UC3A方框图32位AVR EVK1105评估板The 32-bit AVR EVK1105 is an evaluation kit for the AT32UC3A0512 which demonstrates Atmels state-of-the-art 32-bit AVR microcontroller in Hi-Fi audio decoding and streaming applications. The kit contains reference hardware and software for generic MP3 player docking stations.图2.32位AVR EVK1105评估板外形图32位AVR EVK1105评估板电路图和BOM:图3.32位AVR EVK1105评估板电路图(1)[page]图4.32位AVR EVK1105评估板电路图(2)图5.32位AVR EVK1105评估板电路图(3)图6.32位AVR EVK1105评估板电路图(4)图7.32位AVR EVK1105评估板电路图(5)图8.32位AVR EVK1105评估板电路图(6)图9.32位AVR EVK1105评估板电路图(7)图10.32位AVR EVK1105评估板电路图(8)图11.32位AVR EVK1105评估板电路图(9)图12.32位AVR EVK1105评估板电路图(10)图13.32位AVR EVK1105评估板电路图(11) <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%8A%80%E6%9C%AF/" target="_blank">技术</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/UC/" target="_blank">UC</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/AT/" target="_blank">AT</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/MCU/" target="_blank">MCU</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/EVK/" target="_blank">EVK</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 2010-05-22 18:13 http://rongsheng.net/mcu/2010-05-21/4018.htm 在用单片机制作的变送器类和控制器类的仪表中，需要输出1—5V或4—20mA的直流信号的时候，通常采用专用的D/A芯片，一般是每路一片。当输出信号的精度较高时，D/A芯片的位数也将随之增加。 在工业仪表中，通常增加到12位。12位D/A的价格目前比单片机的价格要高得多，占用的接口线数量也多。尤其是在需隔离的场合时，所需的光电耦合器数量与接口线相当，造成元器件数量大批增加，使体积和造价随之升高。如果在单片机控制的仪表里用PWM方式完成D/A输出，将会使成本降低到12位D/A芯片的十分之一左右。我们在S系列流量仪表中采用了这种方式，使用效果非常理想。下面介绍一下PWM方式D/A的构成原理。 二 电路原理 一般12位D/A转换器在手册中给出的精度为±1/2LSB，温度漂移的综合指标在20—50ppm/℃，上述两项指标在0.2级仪表中是可以满足要求的，下面给出的电路可以达到上述两项指标。 图1中的T是固定宽度，τ的宽度是可变的。τ分为5000份，每份2us。所以τ的最大值τmax=2×5000=10000us，这就是T的宽度。当τ=T时，占空比为1，Vo=5.000V，τ=0时，Vo=0V。这种脉冲电压经过两级RC滤波后得到的电压可由下式表示: VM必须是精密电压源。Vo与占空比成正比，且线性较好，这种方式在理论上是很成熟的，但实际应用上还存在一些问题。图2是实际线路，其中单片机可用8098或8031两种常用芯片，VM的数值为5.000V±2mV，D/A与单片机必须是电气隔离的。否则数字脉冲电流产生的干扰会影响D/A精度，从示波器可以看到高达50mV的干扰毛刺电压，因此有必要加光电隔离。经隔离后的脉冲驱动模拟开关CD4053。CD4053是三组两触点模拟开关，由PWM脉冲控制开关的公共接点使之与+5.000V和地接通，在VI得到与单片机输出相一致的PWM波形。该波形经两级RC滤波后由运放构成的电压跟随器输出Vo。其中RC的时间常数一般取RC≥2T，这样两级RC加起来就会得到纹波小于3mV的直流电压，本电路中RC=220ms，如果想进一步减小纹波，可适当提高RC的乘积，但电路的响应速度也会放慢。 用运放做RC滤波器输出的缓冲大有益处。它不仅提高了滤波电路带载能力，而且使线性度得到了提高。通过实验可知，这一级运放的的缓冲作用是保证整个D/A精度和线性度的重要环节。尽管RC滤波器无负载，处在非常理想的条件下工作，但Vo并不完全与占空比成正比。经测试，Vo与理想值有一些误差，如图3所示。 [page]图中的曲线1表示理想值，曲线2表示实测值。由图中可见，曲线2的根部不太理想。这是因为所使用的电容不是纯电容，其中含有一定的电感。在占空比极小时，由于脉冲非常窄，它产生的高次谐波的频率很高，电感对高次谐波的感抗较大，因此在脉冲沿的位置上，尽管电压变化很大，但实际实际给电容充电却很小。这样就在窄脉冲时产生非线性。当采用无感电容时，这种非线性有较大改善，但仍不能完全吻合。由于无感电容容量太小，价格也较高，所以在大时间常数滤波电路中没有实际意义。在实际使用中解决这一问题的方法是舍弃根部非线性部分，只用线性部分，在工业仪表中，标准的信号一般为1—5V或4—20mA。而曲线2的非线性部分在0.4V以下，所以当采用1—5V输出信号时，精度为0.03%完全满足12位D/A要求。 除精度满足要求外，温度特性也必须满足要求。影响温度特性的原因主要是5V精密电源和运算放大器的温度特性。为不使价格太高，选用2DW232精密稳压二极管，运放的电阻与滤波电阻要匹配且温度系数≤25ppm。运算放大器选择温漂≤10uV/℃的均可，一般廉价低温漂运放都可满足这个指标。采用上述措施后D/A的总温度漂为33ppm/℃。 三 实测数据 由于这个线路是在0.2级精密仪表中使用的，因此要求线性度和温度特性必须满足要求，另外，这个数据是测量V/I转换后4-20mA电源值与给定电流值之间的误差。这个误差还包含了V/I转换的误差。因此实际的D/A自身的误差比总误差要小。 由以上数据可知，满量程的线性度为0.04%，满量程的温度漂移为0.033%/10℃，系统响应时间约为2.2s，输出信号与标准值相差0.1%时所用的时间为11s。 四 结束语 上面所介绍的D/A电路结构简单，原理易懂，在8098及8031单片机上都可以应用，笔者采用8098单片机的四路高速输入输出同时控制四路精密D/A输出。后面加一级V/I转换电路，构成标准的4—20mA电流输出，电路经一年多的现场实际应用，效果很好，适于目前0.2级仪表的全部要求。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%8D%95%E7%89%87%E6%9C%BA/" target="_blank">单片机</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%96%B9%E6%B3%95/" target="_blank">方法</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/PWM/" target="_blank">PWM</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 网络 2010-05-22 18:13 http://rongsheng.net/test/2010-05-21/4017.htm 文摘探讨变电站电力监控系统的总体结构方案，详细分析监控系统软件的功能和实现过程。监控系统以分布式线路监控仪为基础，应用软件基于 Windows 95 环境，有全新的图形操作界面，实时多任务运行，符合变电站综合自动化和电网调度自动化的要求。关键词变电站监控系统变电站综合自动化电网调度自动化变电站电力监控系统能就地或向远方提供必要的运行信息，尤其是开关和保护行为的信息，使值班人员和系统调度人员把握安全控制、事故处理的主动性，同时可以提高电网的运行管理水平，减少变电、配电损失，提高供电质量。随着电力工业装备技术的发展和运行管理水平的提高，国内不少变电站或厂矿配电室配置了电力监控系统，但这些监控系统一般为集中柜式，可靠性较差，维护检修不方便，人机界面不友好，数据处理能力差。因此，有必要开发新型的分布式变电站监控系统，更好地完善变电站综合自动化和电网调度自动化的功能。1分布式电力监控系统的基本结构分布式电力监控系统将电力线路监控仪进行网络化组合，主机采用 IBM PC 586 兼容机或工业控制机，其基本结构如图1所示。图1分布式监控系统的基本结构分布式监控系统的设备主要有：(1)数台线路监控仪；(2) 一台 IBM PC 586 微机或工业控制机；(3) 一个网络通信接口；(4) 一个调制解调器；(5) 一台打印机(可选项)。这样设计的分布式监控系统维护简单，设备通用性强，主机硬件、软件资源可以充分利用，并且易于与电网调度中心连接。2线路监控仪面向线路或变压器的分布式电力线路监控仪是针对电网三相监视、测量和控制而设计的装置，它以 MCS-96 系列单片机为核心，采用液晶显示、全金属封装的结构，基本尺寸为 290×190×110 mm3，安装、维护类似电度表，使用相当方便。线路监控仪的输入量为：(1) 母线 PT 二次侧三相交流电压(100 V)；(2) 线路 CT 二次侧两相或三相交流电流(5A)；(3) 断路器位置接点；(4) 继电保护信号接点或脉冲量信号，共7路；(5) 变压器油温 (可选项)。线路监控仪可测量几十个运行参数，具有条件控制输出、谐波分析、故障录波等功能。它可以分散安装到对应线路或变压器的开关柜上，然后用通信电缆连接到主机上；此外，也可以将它们集中安装到仪表柜上，将各条线路或各台变压器的输入量引到该柜上，并且用通信电缆连接到主机上。每台线路监控仪有各自的组号和回路号，其内部参数既可由监控仪面板设置，也可通过主机软件设置。3监控系统的软件环境线路监控仪采用 C 语言编制程序，主机采用中文 Windows 95 操作环境，用 Visual BASIC 4.0 语言编制程序，用 FoxPro 2.5 的数据库文件形式。4主机软件的主要功能模块监控系统的主机软件以变电站电气主接线图为主界面，在主接线图上定时显示变电站各母线电压、各条线路或各台变压器的有功功率、无功功率、电流、有功电度、全站总有功功率、总无功功率、主变压器油温、电网频率等数据，以及断路器闭合或断开状态。利用 Windows 95 多任务操作系统的特点，在主机软件中可以多窗口查阅、修改变电站主变压器、线路、保护等参数档案。当继电保护动作时，可以实时弹出变位报警窗口，显示出变位的线路名称、变位事件名称、变位时间及变位瞬间的线路功率等内容。所有这些功能主要由以下的模块实现：(1) 通信模块。(2) 遥测遥信模块。(3) 遥控遥调模块。(4) 图形模块。(5) 运行状况模块。它包括最大与最小值显示、谐波处理、越限与变位事件记录三个子模块。(6) 系统设计模块。它主要包括下列子模块：光字牌设置、事件设置、电度表参数设置、负荷管理、系统参数设置、校时钟、值班员名单设置等。[page](7) 系统管理模块。它主要包括下列子模块：拷贝文件、删除文件、通信通道故障查询、变位查询、停送电查询、断路器操作查询、交接班情况查询。(8) 值班员交接班记录模块。(9) 报表打印。(10) 全站、各条线路或各台变压器历史、实时数据查阅。5主机软件的主要功能设计5.1数据通信功能变电站内部的线路监控仪与主机之间的通信采用 RS 485 通信总线，通信距离可达 1 200 m，波特率可以设定为 300、600、1 200、2 400、9 600、14 400或19 200。上发调度中心的通信单独使用一个通信接口，可以配接无线电台、扩频通信、音频电缆或载波等通信设备，波特率可以选为 300～19 200，规约为 MODCOM、Polling、部颁 CDT 等。数据通信功能软件通过后台程序实现。在 Visual BASIC Enterprise 版中具有 MsComm 通信控件，借助该控件可以设置 PC 机串口通信的波特率和数据格式。由于该通信控件可以引发并响应 OnComm 事件，这样通信程序就能够设计成事件驱动方式，从而在接收或发出数据时不影响前台窗口程序的运行。主机与线路监控仪之间的通信采用一个单独的模块。当主机向线路监控仪下发通信命令时，格式由地址和数值两部分组成，地址部分采用 Mark 模式发送，即多机通信位1状态；数值部分采用 Space 模式发送，即多机通信位0 状态。当线路监控仪向主机上报数据时，采用 Space 模式发送。这样的通信方式可使线路监控仪尽量少受与本仪器无关的通信数据的影响。在主机接收线路监控仪上报遥测数据的间隔中(约 200 ms)，主机通过发出“报警取数据”专用命令(例如一个字节 H55)，使得有变位报警信号的监控仪立即上报变位报警数据。即使暂时停止数据遥测时，后台通信程序也定时向线路监控仪发出“报警取数据”专用命令。如果由于某种干扰使计算机发生“死机”现象，三分钟左右主机串口未接到“报警取数据”专用命令，则主机会自动“复位”(Reset)，重新进入监控程序。5.2遥控遥调变电站值班人员首先用鼠标器点击“遥控遥调”菜单项，然后就可以在主机屏幕的电气主接线图上选择相应的断路器进行闭合或断开的操作。每次合、断操作时，会自动弹出遥控窗口，询问回路密码和操作人代码，并提示该断路器的线路号、线路名称及状态，以避免误操作。值班人员还可以在电气主接线图上选择相应的有载调压变压器，将分接头进行实时调整。5.3数据处理与记录由于电力部门管理工作中普遍采用 FoxPro 数据库，因此在主机中所有数据记录文件都采用 FoxPro 2.5 的“.DBF”文件形式。数据文件的结构(例如：字段数、字段名称、字段宽度、字段类型等)已事先确定，通过 Visual BASIC 与 FoxPro 2.5 的接口，在主程序中可以直接调用、修改、增添“.DBF”文件的记录。这些“.DBF”文件也可以直接在其它工作中使用。为满足变电站运行管理、继电保护分析、电网调度中心、电网规划的需要，主机软件中主要有下列一些数据处理与记录：(1) 各条线路或者各台主变压器的有功功率、无功功率、电流、功率因数、有功电度、无功电度的定时记录，并统计出这些数据日最大值、最小值及相应时间，由此可进行主变压器高峰及低谷负荷时的负荷率分析。(2) 各条母线电压定时记录，并统计出日最大值、最小值、平均值及相应时间，各条母线电压越限值和相应时间，由此可计算各条母线的日、月、年电压合格率。(3) 开关变位瞬间前16个周波 (每周波10个点)的电压、电流数据。(4) 拉闸限电、断路器故障跳闸次数的日、月、年统计。(5) 主变压器油温的定时记录和越限运行时间统计。(6) 进行谐波分析，给出谐波分量大小及总谐波畸变率。5.4报表、图形打印历史或实时数据表格、曲线图、立体棒图和立体饼图，既可以定时自动打印，也可以随时召换打印。对于统计报表，可以在线地修改表格格式及所联系的数据库数据。5.5内部参数的设置监控系统的所有内部参数都可以在主机屏幕上通过相关窗口修改、设定。主要的内部参数包括：(1) 各条线路或各台变压器开关量、保护信号的定义。(2) 各条线路 CT 、PT 变比大小。(3) 各条线路的编号、名称、密码。(4) 各条线路24小时分时电度费率。(5) 各条线路12 类模拟量越限报警信号及限值大小。(6) 各条线路 24 个小时计划负荷。通过设置24个小时分时负荷极大值和动作延迟时间，实现对用户的负荷管理。此项功能也可设定为“禁用”。(7) 除所测线路的断路器外，线路监控仪还可遥控另外一组断路器的线路号。这样设定以后，每一台线路监控仪就可以同时遥控两组断路器。5.6多媒体功能利用 Windows 95 的多媒体环境，可以将一些必要的信息录音为“.WAV”文件，然后通过调用这些文件，用语音报出主变压器油温、变位报警的线路名称、线路号、变位事件名称等内容。这样，可以更好地提醒变电站值班人员的注意。6结论分布式变电站监控系统设备通用，维护、安装简单，可靠性高，功能较齐全，用户使用方便。经河北、内蒙、北京等地的多个变电站和厂矿配电室使用，本文所述的监控系统收到了良好效果。监控系统的主机软件在增加站码数据后，也可以扩充为电网调度中心的调度自动化软件。随着应用功能不断开发和完善， Windows 95 环境下开发的变电站监控系统软件必将会在变电站综合自动化中起到更大的作用。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%8F%98%E7%94%B5%E7%AB%99/" target="_blank">变电站</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%88%86%E5%B8%83%E5%BC%8F/" target="_blank">分布式</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%94%B5%E5%8A%9B/" target="_blank">电力</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%B3%BB%E7%BB%9F/" target="_blank">系统</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/F/" target="_blank">F</a> 应用 机电之家 2010-05-22 18:12 http://rongsheng.net/test/2010-05-21/4016.htm 摘 要： 近年来提出的一些桥梁监测系统，如基于无线传感网络的桥梁监测系统，基于多点轮询的零散状态桥梁监测系统等，适用于采用同种技术构建零散状态下的大型监测系统，但对于不同的桥梁监测技术或与现有桥梁监测系统的兼容性仍有很大问题，可操作性较弱。在桥梁监测系统中引入软通信平台，利用软通信平台提供现有各种桥梁监测现场系统的不同技术接口和统一的通信平台，可实现各种不同桥梁监测现场子系统的分布式接入和远程集中监控，是一种可行的技术途径。 现有的桥梁监测系统采用的监测方法主要包括利用移动GSM网络建立连接的桥梁监测方式和利用光缆建立连接的桥梁监测方式[1]。这两种方式都是采用专用的传输通道，实施点对点的采集和控制。因此，按照这两种监测方式建立的桥梁监测系统都是单一的专用系统，即某监测系统只对某一特定桥梁进行监测，无法组建大型的监控网络。近年来，工程理论上又提出了一些新的桥梁监测方法，如基于无线传感网络的桥梁监测系统[2-3]，基于多点轮询的零散状态桥梁监测系统[4]等，这些方法适用于采用同种技术构建零散状态下的大型监测系统，但对于不同的桥梁监测技术或与现有桥梁监测系统的兼容性仍有很大问题，可操作性较弱。另外，现有的桥梁监测系统基本上都采用了不同的组网设备、监控技术和网络结构，这不仅需要大量的人力、物力，维护管理上也有很大的困难，对监测情况的统计分析和经验交流也非常不利。实现整个城市或区域多个桥梁的分布式远程监控有利于降低成本，提高监控效率和能力，因此对其进行研究是十分必要的。但基于现有各种桥梁监测系统的不同技术接口，直接互联或采用某种硬件设备实现互联，难度高，代价大，从软层面实现各种不同桥梁监测现场系统的松耦合分布式远程监控是一种可行的解决方法。1 现有的桥梁监测技术 现有的桥梁监测系统采用的监测方法除最传统的人工进行数据的测量、记录和处理外，主要包括以下两种方式：利用移动GSM网络建立连接的桥梁监测方式和利用光缆建立连接的桥梁监测方式。采用GSM连接的桥梁监测方式是利用GSM的话音信道建立点对点的数据传输通道，通过监测中心计算机分别控制桥上各采集仪采集数据。此种方法，数据中心同一套设备在同一时间只能采集一座桥梁或一个采集仪连接的传感器数据。而且对总线上的设备控制也是点对点的控制方式，故数据采集的速度慢，操作繁琐。数据传输的方法基于移动网络的专用信道，费用高，使用不方便。利用光缆建立连接的桥梁监测方式，实际上是采用专用光缆或租用电信公用光缆代替了第1种方式中的移动GSM网络，使中间的传输网络更可靠、传输速率更高。但其仍是点对点的采集和控制方式，另外采用光网络设备成本高，维护难度大，监测中心相对固定，组建大型监控网络比较困难。 由此可知，按照上述两种监测方式建立的桥梁监测系统都是单一的专用系统，即某监测系统只对某一特定桥梁进行监测，无法组建大型的监控网络。 近年来，在工程理论上又提出了一种新的桥梁监测方法，这种方法的核心思想是：每个监测点的智能控制单元通过数据传输单元和通信基站接入GPRS或者CDMA网络，连接到因特网，再通过路由器连接监测中心计算机[4]。通过这种网络连接方式，监测中心计算机可异步地同时与多个监测点建立数据传输连接，实现多点监测和控制。同时监测中心计算机的数据处理单元采用多线程的方式，实现多任务数据采集和数据处理。在桥梁零散分布情况下，采用这种新的监测方法，若多座桥梁采用相同的组网设备和技术可组建新的大型监控网，实现多座桥梁的监测，否则只能在理论上是可行的，原因是：采用这种新的监测方法组建零散分布下多座桥梁的大型监测系统，若采用的多种采集仪的上行物理接口或通信协议不同，则要求采用多种智能控制单元与不同的采集仪进行物理接口适配和通信协议适配；同样，智能控制单元的上行物理接口和通信协议不同，则要求数据传输单元下行具备不同的物理接口和通信协议，而数据传输单元的上行都是统一的接入GPRS或CDMA网络的接口和通信协议。实际应用中，需要各种数据传输单元是非常困难的，因此这种情况下这种方式是无法实施的。2 软层面的设计思路 从软层面实现多个不同桥梁监测现场子系统之间的数据转换、传输和通信，典型的方法是在公用通信网络上架设软通信平台，由软通信平台提供各种子系统的适配接口、协议转换和远程数据传输功能。这种软通信平台又称软总线平台，图1显示了桥梁监测中软总线平台的一种可行系统架构。 软总线平台包括硬件接口单元、软总线内核和应用接口单元。硬件接口单元包括各种硬件接口驱动程序，将从外部硬件接收的数据发送到所述软总线内核单元，并将从所述软总线内核单元接收的操作命令发送到外部硬件。软总线内核包括多线程任务调度、消息队列处理等功能单元，将从硬件接口单元接收的数据发送到应用接口单元，并将从上层接口单元接收的操作命令发送到硬件接口单元。应用接口单元提供了外部桥梁监测人机操作界面对所述软总线单元的访问接口，将从软总线内核接收的数据发送到外部桥梁监测人机操作界面，并将从外部桥梁监测人机操作界面接收的操作命令发送到软总线内核。 为了实现分布式远程控制，软总线平台应具有标准的TCP/IP协议网络功能模块,该模块提供标准的网络应用API接口和网络接口硬件驱动，用于本地控制计算机和远程控制计算机之间的通信。为了实现多个不同技术的桥梁监测现场系统的接入，软总线平台具有支持各种桥梁监测现场系统接入的硬件驱动和适配接口；另外，为了使新的桥梁监测技术能简便地集成到本系统，软总线平台具有支持各种外部硬件系统无缝集成和外部桥梁监测软件二次开发的标准API接口。进一步地，可在软总线平台设计分布式数据存储接口，实现大型桥梁监测系统监测数据的本地存储和分布式处理。[page]3 多点分布式远程桥梁监测系统 基于软总线平台的多点分布式远程桥梁监测系统，包括多个桥梁监测现场系统、软总线平台和具有数据处理单元的监测中心计算机，如图2所示。桥梁监测现场系统包括安装在桥梁上的传感器、采集仪、智能控制单元以及与智能控制单元相连的本地控制计算机。软总线平台包括安装和运行在本地控制计算机和监测中心计算机上的软总线单元。采集仪采集传感器的数据，智能控制单元接收采集仪采集的数据并转发到本地控制计算机，本地控制计算机安装并运行软总线单元，将接收到的数据通过软总线单元转发到监测中心计算机，数据处理单元根据接收到的数据执行具体的数据处理操作。监测中心计算机是通过软总线平台与智能控制单元通信的，软总线平台上本地控制计算机和监测中心计算机的各个软总线单元是通过互联网络（Internet、移动网络等）相通信的，所以监测中心计算机不必固定，多个桥梁监测现场系统也可以分布在互联网络遍及的地方，只要桥梁监测现场系统的本地控制计算机与监测中心计算机能够相互通信，即可在本地控制计算机和监测中心计算机上布设软总线平台，整个监测系统就能在软总线平台上实现通信。 系统的主要特点如下： (1)基于软总线平台的分布式远程网络控制技术，采用软总线提供的开放式软件架构，通过总线核分离上层监测软件和底层现场监测系统通信协议，支持新的硬件系统和软件系统的无缝集成,支持多种现场总线技术。基于软总线的标准网络接口(如Ethernet)，将高层桥梁监测软件和底层各种类型的桥梁监测现场系统通过网络互联起来，通信基于TCP/IP协议栈，从而实现多座桥梁设施的松耦合分布式远程监测。 (2)已建的、在建的各种类型桥梁监测系统都可以通过软总线平台纳入到整个监测系统，组建大型监测网络，实现一个城市或区域桥梁设施的松耦合分布式远程监测。 (3)在桥梁监测系统中引入软通信平台，突破了传统的单一专用桥梁监测系统和目前基于标准网络接口的远程桥梁监测系统，可节约监控成本，提高监控效率和性能，实现一个城市或区域多座路桥设施的分布式一体化集中监控。4 建立实验测试系统 采用LabMap软总线[5]建立具有两个桥梁监测子系统的实验测试模型，如图3所示。 LabMap是一种工业控制软总线，具有两个层次的抽象接口：应用软件接口和硬件驱动接口。LabMap软总线支持网络功能，它将整个网络功能抽象成一个高度优化的网络接口[6]。 实验测试系统中两个桥梁监测现场系统的设备，主要有数据采集系统、现场总线系统和各类振弦式传感器，数据采集系统采用DataTaker DT80g智能采集系统，现场总线采用Wago现场采集总线系统，传感器主要采用北京基康的振弦式桥梁监测传感器。 实验系统的硬件设备还包括联网设备和控制PC(运行软总线LabMap及HMI)，各硬件系统设备互联方式如图3所示。 (1)交换机、本地控制PC1、Wago现场总线采集系统和各种桥梁监测传感器联网组成桥梁监测现场子系统1。该子系统采用10.10.10.0/24网段。本地控制PC和Wago现场总线采集系统之间基于标准的Modbus/TCP通信，通信接口为标准的以太网口。 (2)DT80g智能型数据采集器、本地控制PC2和各种桥梁监测传感器组成桥梁监测现场子系统2。该子系统采用20.20.20.0/24网段。DT80g通过RS485串行口连接控制PC，通信方式为串行通信。 (3)两个桥梁监测子系统和远端控制PC通过路由器实现互联，各端口配置不同网段，组成分布式网络，以模拟实际的网络应用环境。 本实验系统不仅可对各个桥梁监测现场子系统的应变、应力、温度、位移、倾斜等物理特性进行本地实时监测，也可从远程监控终端实现对两个桥梁监测现场子系统的分布式监测及基于Internet的数据共享和对比分析。 如在远端PC对子系统1的应变进行监测，采用GK-4200型应变计。其采集值和工程应变量的转换的理论和修正公式如式(1)和式(2)，修正考虑了弦初始状态和温度的影响。 其中，R0为初始测量值，R1为当前测量值，Gf为理论系数3.304，CF1为用于振弦仪器的钢材温度膨胀系数12.2 uε/℃。测试结果略。 桥梁在运行期间由于会受到气候、氧化、腐蚀或老化等因素,及长期在恒载或活载的作用下遭受损坏，其强度和刚度会随时间的增加而降低，这不仅影响了安全行车，更会使该桥的使用寿命缩短。因此对桥梁的健康状况进行实时监测和长期统计分析具有重要的意义。 为了减少城市或区域内多座桥梁设施的监控维护成本，提高监控能力，对多座桥梁实施松耦合分布式远程监控是一个可行的途径。但目前已建立的单一桥梁健康监测系统采用了不同的监控技术和网络结构，直接通过某种硬件设备适配实现互联，难度高，代价大。在桥梁监测系统中引入软通信平台，利用软通信平台提供现有各种桥梁监测现场系统的不同技术接口和统一的通信平台，可实现各种不同桥梁监测现场子系统的分布式接入和集中监控。通过实验网络测试证明，基于软总线LabMap的多点分布式远程桥梁监测系统是一种可行的实现方案。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%A4%9A%E7%82%B9/" target="_blank">多点</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%88%86%E5%B8%83%E5%BC%8F/" target="_blank">分布式</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%A1%A5%E6%A2%81/" target="_blank">桥梁</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E7%B3%BB%E7%BB%9F/" target="_blank">系统</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/Y/" target="_blank">Y</a> 应用 张 萱,范伟峰, 邵鹏飞 电子技术应用网 2010-05-22 18:12 http://rongsheng.net/test/2010-05-21/4015.htm 摘 要： 针对PLC调速器频率测量部分存在的不足，开发出一种基于LPC2131微控制器的频率测量单元。利用其捕获功能模块对整形后频率信号捕获、计算得到信号周期计数值，再将该周期计数值通过UART通信口发送至PLC，在PLC中完成信号频率值计算。测试结果表明，由于采用信号上升沿及下降沿同时捕获以及高速串行通信，不但提高了频率信号的响应速度，而且很好地解决了并行通信存在的数据传输不同步的问题。关键词： PLC调速器； 测频单元； LPC2131； 串行通信 在水轮机调速器中，机组频率的测量直接关系到调速器整机性能的优劣，而调速器的品质与性能直接影响到电能的品质和水电站的安全可靠运行, 故机组频率的测量是一个非常关键的技术[1]。目前，基于PLC调速器的测频方法主要有单片机测频和PLC本体高速计数模块测频2种方式[2]。PLC 取自发电机端电压互感器和电网电压互感器的测频输入信号，经削波、滤波处理后，变成幅度基本不变的稳定波形，再经施密特电路放大整形，得到正负幅值基本相等、占空比约为50%的方波[4]；然后，通过光电耦合器将输出的机组频率和电网频率方波信号隔离后分别送入LPC2131微控制器CAP1.3功能捕获引脚P0.18和CAP1.2功能捕获引脚P0.19。CAP1.3和CAP1.2捕获功能设置为上升沿与下降沿同时捕获，即这2个功能引脚上的值由0到1跳变和由1到0跳变都会将当时计数器值输入相应的捕获寄存器中，同时产生中断。对任一路管脚捕获，取出2个相间隔的捕获寄存器值相减，令其差值为N，在计数器频率(时钟频率，令其为Fpclk)已知情况下，可得出2个相间隔捕获点对应时间值，即频率信号周期值： 根据频率与周期公式f=1/T可求出信号的频率值。对得到的机组频率和电网频率计数器差值采用去极大极小值进行简单的判断滤波后，采用自由口通信协议通过串口UART0将其发送至PLC,在PLC控制器内完成机组和电网频率值计算。2 测频硬件与软件2.1 LPC2131微控制器 LPC2131是PHILIPS公司基于ARM7TDMI-S核、单电源供电及LQFP64封装的微控制器,是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S型CPU的微控制器。LPC2131拥有2个符合’550工业标准的异步串行口UART0和UART1,具有以下特性：16字节收发FIFO；寄存器位置符合16C550工业标准；收发器触发点可为1、4、8和14字节；内置波特率发生器；包含使能软件流控制器。LPC2131还带有2个32位可编程定时/计数器，均具有4路捕获和4路比较匹配与输出电路。定时器对外设时钟(pclk)周期进行计数，可选择产生中断或根据4个匹配寄存器的设定，在达到指定的定时值设定时执行其他动作。它的4个捕获输入，用于在输入信号发生跳变时捕获定时器的瞬时值，并可选择使捕获事件产生中断[5]。[page]2.2 LPC2131微控制器定时器模块 LPC2131微控制器定时器方框图如图2所示。定时器控制寄存器TCR用来使能或者复位计数器操作；预分频寄存器PR用来分频时钟计数频率；VPB时钟频率Fpclk为计数提供时钟频率；预分频计数器PC是当TCR使能后，在每个pclk周期加1，当其达到预分频寄存器PR中保存的值时，定时器计数器TC值加1，预分频计数器在下一个周期复位；当预分频计数器达到上限时，定时器计数器TC值加1，当达到计数上限0xFFFFFFFF后将翻转到0x00000000；捕获寄存器与1个对应的器件引脚相关联，当引脚发生特定事件时，可将定时器计数的值装入该寄存器；捕获控制寄存器CCR用于当捕获事件发生时，确定是否装入4个捕获寄存器中的1个，以及是否产生中断。 本文选用定时器1作为两路脉冲输入捕获计数器，利用它的两路脉冲捕获功能CAP1.2和CAP1.3捕获经整形后机组频率和电网频率的上升沿和下降沿信号，以CAP1.2为例，如图3所示。通过CAP1.2捕获功能，可以将每次上升沿和下降沿到来时对应的计数器值装载到T1CR2寄存器中,将连续3次捕获时计数器值依次保存到CAPJ 0、CAPJ 1和CAPJ 2 3个定义存储单元中，储存单元对应值为CAPJ 0、CAPJ 1和CAPJ 2，每完成1次T1CR2装载即可求得1次相邻上升沿或下降沿计数器差值TJ=CAPJ 0-CAPJ 2。本文设定计数时钟不分频，根据测周法原理，机组频率值Fg为： 式中, Fpclk为VPB时钟频率,在不分频情况下为11.059 2 MHz。设机组频率为Fg=50 Hz，则周期Tg=0.02 s，测得的周期数Ng=0.02×11 059 200=221 184，测频系统的理论分辨率为0.002 6 Hz，由此可见，此方法具有很高的分辨率。2.3 测频软件流程 系统软件由1个主程序和2个中断子程序组成，如图4所示。CAPJ0、CAPJ1和CAPJ2依次保存连续3个机组频率信号捕获对应的寄存器值T1CR2，CAPX0、CAPX1和CAPX2依次保存连续3个电网频率信号捕获时对应寄存器值T1CR3，TJ和TX分别表示机组频率和电网频率在1个周期内计数器计数差值。 在系统软件中，主程序完成各种设定功能初始化。捕获中断子程序完成对整形后的机组频率和电网频率信号捕获，计算出信号在1个周期内对应的计数器计数值，并对其进行简单判断和滤波处理。在信号捕获中采用同时捕获上升沿和下降沿,计算计数器差值时上升沿和下降沿分开计算的方法，使得每半个周期就可获得1次频率值，相对1个周期或几个周期才能求得1次频率值的计算策略，它能够更快反映机组频率的波动情况，提高了调速器频率响应性，缩短了调速器不运转的时间。 在数据发送程序中，将1个周期内计数器差值通过UART0口采用串口通信方式发送到PLC控制器中，在PLC中完成信号频率值计算。此处采用发送频率信号计数器差值而不是计算后频率值或周期值，一方面是整数比小数传送方便，通信更加简单；另一方面是频率值或周期值具有多位小数，传送时将丢失精度，不能保证频率值的原始性。频率值在PLC中计算完成后直接使用进行调速器控制PID计算，将使调速器控制过程更加精确。在数据发送程序中，完成喂狗操作，防止程序“跑飞”，同时对机组频率和电网频率信号是否消失进行判断，增加控制过程可靠性。[page]2.4 容错处理 在频率测量中由于干扰影响，将造成频率测量值误差，如何滤除误差保证控制的准确性在频率测量过程中也是一个重要环节。本文采用的是去极大极小值滤波法，即对连续三个频率值，取中间值为正确值，去掉最大和最小值，大于100 Hz的频率值作为错误值直接舍去，小于1 Hz的频率值作为频率信号消失处理。容错处理流程图如5所示，此处只以机组频率为例进行分析，电网频率与此相同。3 与PLC通信 与PLC传递数据通信中，使用定时器0进行20 ms定时发送，PLC通过接收模块接收数据。如图2所示，匹配控制寄存器MCR用于设定当发生匹配控制寄存器值与定时器计数值匹配时所执行的操作(产生中断、复位定时器计数器或停止定时器)；匹配控制寄存器值连续与定时器计数值相比较，当两值相等时自动触发相应动作；使用定时器0通过匹配控制器,就可完成20 ms的定时中断。在与PLC的通信中，采用自由口通信协议的串行口通信[6]，改变了以往并口I/O传送模式，简化了通信的复杂度，提高了准确率。 在频率测量中，储存器可存储最大计数器值为0xFFFFFFFF,在理论上可测得的频率最小值为0.002 7 Hz，根据实际情况设定频率的测量范围为1~100 Hz，对应的周期计数值范围为0xABC000～0x1B000,如果周期计数值大于0xABC000，即频率小于1 Hz时作为频率信号消失处理；如果周期计数值小于0x1B000,即频率大于100 Hz时作为频率信号干扰处理。在与PLC通信中，PLC接收模块为字节接收，故每次最多传送1个字节，对周期计数值完成一次传送需要用3个字节分开发送；为了保证传送准确性，需要在每1次传送的信息上增加起始字符和结束字符进行信息接收启动和信息接收结束判断，起始字符和结束字符为规定的某个唯一的标志字符，此处选用0x53和0x4F。为避免传送周期计数值某个字节与开始或结束判断字符相同导致传送错误，每次传送的数据只能占用4位即1个字节的后4位，这样才能保证其值始终不大于0x0F。根据上面分析，则每传送1个周期计数值就需要分6次按6个字节传送，机组周期计数值、电网周期计数值和开始、结束字符完成1次传送总共需要14个字节。传送波特率设定为115 200 b/s，则每完成1次传送需要的时间t=14×8÷115 200=0.972 ms。由此可知数据传输延迟时间极短，完全可以弥补外设测量模块与内部测量模块对数据采集及时性的差异，达到测量的数据即为通信方式测量频率,基本不影响PLC控制操作，同时其传递准确性得到充分保障。 LPC2131微控制器拥有16 B的FIFO(保持寄存器），在发送过程中,只需将所要发送字节保存到FIFO中即可，发送模块自动完成发送操作，使得数据的发送和接收变得简单，与51系列单片机相比也是一个很大的改进。4 性能分析 该测频装置的主要技术指标为：(1)理论上可测量最低频率Fmin=0.002 7 Hz(规定为1 Hz)；(2)最高可测量频率规定为Fmax=100 Hz；(3)测量分辨率为0.002 26 Hz；(4)得到频率值的时间为 0.5T(信号周期)； (5)信号传输时间为0.97 ms；(6)信号整形电路最低动作电压0.2 V，最高允许输入电压150 V。 基于ARM处理器的LPC2131可编程调速器测频单元弥补了51系列单片机作为测频单元与PLC配合使用中的不足，测频单元编程系统简单、频率信号响应速度快、数据传输方便、传输时间短，测频系统可靠性高、抗干扰能力强。对此调速器测频单元进行了测试，从运行情况，该测频单元具有很好的稳定性与准确性，非常适合于中小型调速器。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E8%B0%83%E9%80%9F%E5%99%A8/" target="_blank">调速器</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%8D%95%E5%85%83/" target="_blank">单元</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/LPC/" target="_blank">LPC</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/PLC/" target="_blank">PLC</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%B5%8B%E9%A2%91/" target="_blank">测频</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/Y/" target="_blank">Y</a> 应用 张江滨， 刘兴福 ChinaAET 2010-05-22 18:12 http://rongsheng.net/test/2010-05-21/4014.htm 摘要: 提出了线阵CCD微米级非接触式圆钢光电测径仪的设计方案，并以ARM微处理器和单片机为核心实现了设计；解决了传统圆钢测径方法接触式测量的局限问题，具有结构简单、小型化、非接触、精度高等特点。实验结果表明，该系统实现了CCD非接触式圆钢光电测径，测量结果准确、精度高、稳定性好，且可直接方便地显示测量结果。关键词: CCD 微米级； 非接触式； 光电测径仪引言在钢铁工业生产中传统的圆钢测径方法有很多，如利用尺寸工具抽样检测、电磁式接触测量等。用尺寸工具测量，精度不够且速度很慢；用电磁式测量是接触式测量，测量比较麻烦且精度和速度也难以得到保证。CCD电荷耦合器件广泛应用于图像扫描、非接触式尺寸检测、位移测定条形码读出等光电探测和光电成像领域，具有自扫描、精度高、灵敏度高、光谱响应量宽等优点[1]。CCD微米级非接触式圆钢光电测径仪是一种基于CCD光电检测技术的非接触式圆钢专用光电测径装置。它具有非接触、速度快、精度高、小型化、结构简单等优点，可以在光线暗、高温、高速等恶劣条件下，在生产线上动态无损地随时监控圆钢直径的微小变化，具有较高的实用价值。1 系统总体设计1.1 CCD微米级非接触式圆钢光电测径仪的测量原理CCD微米级非接触式圆钢光电测径仪光路测量原理如图1所示。500)this.width=500" border="0" />图1 CCD圆钢光电测径仪光路测量原理平行光源从镜L1发出平行光束。此光束照射在光路内的圆钢工件上，经光学镜头L2成像在CCD的感光面上。CCD器件把感光面上的光信号转换成与光强成比例的电荷量,在一定频率的时钟脉冲驱动下，从CCD的输出信号U0波形中反映出来。对U0进行信号处理，并根据工件的成像在CCD输出波形中的宽度推算标定出工件的实际尺寸。1.2 主要信号处理过程CCD的行同步脉冲FC和标准脉冲SP与输出信号U0的关系如图2(a)所示。放入工件后，在行同步脉冲FC中间的U0波形部分时段变成了低电平，低电平的宽度随工件直径尺寸线性变化，如图2(b)所示。500)this.width=500" border="0" />图2 CCD的输出信号在每个行脉冲FC周期内对U0进行信号处理，过程如图3所示。将U0信号通过低通滤波电路，滤去高频干扰；对U0进行一次微分边界分离，然后通过绝对值电路将信号进行一致化处理便于进行二次微分；接着进行二次微分以提高分辨率，然后通过过零检测电路找到测量中心，最后进行二值化处理为后续的脉冲计数做好准备。500)this.width=500" border="0" />图3 行脉冲FC周期内对U0进行信号处理的过程1.3 系统搭建方案系统搭建方案如图4所示。500)this.width=500" border="0" />图4 系统总体搭建方案[page]采用高亮度LED和合适焦距的透镜组成光源盒，并利用其特性产生较好的平行光，照射物体然后通过光学镜头在CCD上成像。CCD的输出信号通过9针串行口将信号输送到积分时间调整与信号处理电路模块，然后此模块将处理好的信号输送到计数与通信电路模块进行计数测量转换，并和显示模块通信将测量值发送给ARM处理器。最后由智能显示终端显示测量值，并实现校准标定查询等功能。2 系统的实现2.1 积分时间调整与信号处理电路2.1.1 硬件设计积分时间调整与信号处理电路结构框图如图5所示。500)this.width=500" border="0" />图5 积分时间调整与信号处理电路结构框图由于CCD的输出信号U0受光强影响，光强越强U0波形幅值越大，故需对CCD进行积分时间闭环调整，以保证信号U0的最高幅值在3～4 V范围内。将U0的波形通过双比较器LM393与3 V和4 V电压比较，并将比较结果输入到单片机AT89C2051中，单片机根据结果通过四根数据线设置CCD驱动器的积分时间设置挡位M0～M3（其中0000为最短积分时间，1111为最长积分时间），以保证有合适的积分时间，使U0的最高幅值在要求范围内，便于进行准确测量。积分时间调整好后，通过与门控制将行同步脉冲FC输出。U0经由4个双运放LM353搭建的滤波、一次微分、滤波、绝对值、放大、二次微分、滤波、电平调整进行信号处理后再通过LM393比较器与0 V比较进行过零检测，并将信号输入到单片机AT89C2051中进行软件二值化，二值化好以后将信号输出。2.1.2 软件设计积分时间调整与信号处理的程序流程如图6所示。500)this.width=500" border="0" />图6 积分时间调整与信号处理程序流程系统存在外界光干扰时需实时对积分时间进行调整。程序中用行同步脉冲FC做中断源，在行同步脉冲FC中，不断判断U0的幅值是否位于3～4 V范围内。如果不在，立即调整M0～M3的值，直到U0的幅值合适为止。此时将行同步脉冲FC通过与门控制输出，并将过零检测的信号软件二值化后输出。2.2 计数与通信模块2.2.1 硬件设计计数与通信模块结构框图如图7所示。500)this.width=500" border="0" />图7 计数与通信模块结构框图由单片机AT89C2051接收来自积分时间调整与信号处理模块的信号。在行同步脉冲FC周期内对标准脉冲计数，可得知U0波形工件成像的两个边界内的标准脉冲个数。找出标准脉冲与实测工件标准尺寸之间的关系进行标定校准，即可得出工件的实际尺寸。可暂时将测量值通过由74LS373和DS1225扩展的片外RAM存储下来,然后通过RS232串口发送给显示模块。2.2.2 软件设计MCU中计数与通信程序框图如图8所示。500)this.width=500" border="0" />图8 MCU中计数与通信程序流程程序中存在串口中断和外部中断0，设置串口中断为高优先级中断，由串口的收中断接收来自显示模块中ARM微处理器的控制指令，以确定是否开始测量、存储或查询；由串口的发中断将测量值发送给ARM微处理器进行显示。以行同步脉冲FC的下降沿作为外部中断0触发信号，FC的下降沿到来产生中断后即开始对标准脉冲计数。当查询到二值化信号Q由高电平变为低电平时记录此时标准脉冲个数N1，当查询到二值化信号Q由高电平变为低电平时停止计数，记录此时标准脉冲个数N2；N=N2-N1，按标定校准得系数计算测量值，并转化为ASCII码暂存于外部RAM中，以备直接显示或查询。[page]2.3 显示模块由ARM微处理器接收触摸键操作信息并分析要进行何种操作，然后通过串口发送指令给计数通信模块，并从串口接收来自计数通信模块的测量信息。通过LCD触摸屏显示测量信息，也可以通过Flash/RAM存储测量信息和操作界面。显示模块软件设计流程如图9所示。500)this.width=500" border="0" />图9 显示模块程序流程程序中不断扫描触摸键盘并等待串口中断。若扫描到某个键被按下，则发送相应指令到串口控制计数模块测量；若有串口中断判断相应字头，则控制LCD显示或更新系统设置。3 系统实现效果系统实现效果如图10所示。500)this.width=500" border="0" />图10 系统实现效果系统总体效果良好，体积小且是非接触式测量。测量精度和速度基本满足微米级测量要求，误差在±0.005 mm之间，高于国家生产测量精度标准；人机界面友好，可以很好地满足生产过程中静态或动态测量圆钢的要求。结语本文提出了线阵CCD微米级非接触式圆钢光电测径仪的设计方案，以ARM微处理器和单片机为核心，解决了传统圆钢测径方法中系统的接触式测量的局限，具有结构简单、小型化、非接触、精度高等特点。实验结果表明，该系统实现了CCD非接触式圆钢光电测径，测量结果准确，精度高、稳定性好，且可直接方便地显示测量结果。该系统已经应用于钢厂圆钢生产高标准检测，有较高的实际应用价值。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%9C%86%E9%92%A2/" target="_blank">圆钢</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%85%89%E7%94%B5/" target="_blank">光电</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/CCD/" target="_blank">CCD</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%B5%8B%E5%BE%84%E4%BB%AA/" target="_blank">测径仪</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/C/" target="_blank">C</a> 应用 北京邮电大学 姚刚 单片机与嵌入式系统应用 2010-05-22 18:12 http://rongsheng.net/test/2010-05-21/4013.htm 摘 要：E—Iink是一种廉价、方便、小巧的串口以太网接口模块。随着Intemet的蓬勃发展，人们在各个地点都可通过互联网来交换信息。各种智能仪器和设备都应具备入网的功能，通过E—link数据传输器,只需拥有串行口就可以使现有设备方便地接入网络，不再需要PC+网卡+设备接口卡，直接通过E—IJink就可方便地接入以太网。利用廉价的″E—Link网络数据传输器″，利用互联网取代现场总线,使原现场总线的分布式控制系统方便地转换成基于以太网的分布式控制系统。关键词：以太网：E—link：串行接口：网络：数据传输器1 引言 随着Internet的普及和工业自动化的迅速发展．网络已深入家庭、办公室、工厂和自动化控制领域。E—Link网络连接控制器内含高速微处理器和以太网接口电路，串口设备经过它就可方便地进人因特网来实现测控系统的数据资源共享，它是连接以太网和串口设备的桥梁。以太网接口电路完成lOBaseT以太网物理层的通信，在高速微处理器内部用C51语言写入了TCP／IP协议及其他(RS-232、RS-485、CAN等)转换协议。因此通过E—Link上网的串口设备简单，不涉及各种复杂的网络协议，只涉及与E—Link的数据交换。2 E—Link数据传输器简介2．1 产品特色 E—Link数据传输器是一种微型Internet接入模块．可以将分布式串口设备或其他各种用户的智能系统接入Internet，利用模块内部的TCP／IP网络协议及10Base—T网络接口连接到以太网，方便地实现串口设备的联网。E—Link数据传输器具有体积小巧_功耗低，成本低和使用方便等优点。 串口设备可将自身运行状态和工作参数等信息以TCP或UDP数据包的方式提供给监控者，亦可实现信息的实时传输。这种方法有以下几个特点：(1)没有距离和国界的限制，只要有以太网即可通信；(2)利用广泛存在的网络资源。无需铺设现场总线；(3)实时传送，传输速率高．串行速率可达115．2 kb／s。 E—Link数据传输器可广泛用于通讯系统、工厂自动化系统、银行和保险系统、远程分散式设备控制、大型零售系统、楼宇自动管理系统和智能自动报警及消防联动系统。2．2 主要技术指标 MC[I为16位AVR MEGA高速处理器，晶体振荡器的频率为14．745 6 MHz，其外部存储器容量为32 KB，内部FLASH存储器的容量为：128 KB．可以提供16 MI／s的运算处理能力。 支持协议：ARP、IP、UDP、TCP、ICMP、DHCP 和DNS。 网络接口：RJ45(10BASE一T)以太网接口。 接口形式：RS232、RS422、．RS485、CAN总线。 串行速率：300 b／s—115 200 b／s。 最大传输速率：300KB／s。 产品尺寸：8．0 emXlO．O cm或更小。 供电方式：AC或DC供电。 软件支持：Windows XP．Windows 2000．WindowsNT，Windows 95／98／ME。Unix Ware SVR4-2,UnixWare 7 SVR5，SCO Open Server,SCO UNIX,Linuxfixed tty for 2．0．x， 2．2．x和I,inux real tty for 2．O-36，2．2．x，2.4．x(所有驱动均在系统TCP／IP网络下)。 开发板具有32路开关量双向I／O控制和8路10位A／D转换器。 开发环境：使用免费的AVR—GCC C语言编程．用户无需考虑再次购买昂贵的AVR专用C语言编译器(例如IAR FORAVR、ImageCraftICCforAVR及CodeVison C等)，而且本开发系统是FREE—WARE，可以完全按照要求对系统进行裁剪，高效率地完成开发工作。[page]3 硬件系统3．1 基本配置和选件 E—Link数据传输器的基本配置包括：一个E—Link模块、一个软盘或光盘(设置和应用软件)、一条通讯接口电缆(模块与串口设备通信)和一本技术说明书。3．2 E—Link数据传输器的外形 E—Link数据传输器的外形如图1所示。其中Jl是电源接口。接AC7V~12V或：DC9V~15V；J2是设备接口，是9针DB9插座，RS232电平；J3是RJ-45网线插座，通过网线接到HUB或数据交换机上；J4是编程器端口，用来升级单片机内程序以实现不同功能，如RS232_rIEP／IP转换、WebServer、A／D远程数据采集和HTTPD控制等。3．3参数设置连接 E—Link工作参数的设置和性能测试通过PC来完成。用随机提供的E—Link通信接口电缆将PC的COM串口与E_Link的J2端口相连。E—Link上的J3端口用RJ45与以太网相连。E—Link电源可以通过J1插座外供，外接电源为15 V直流电源。E一Link的参数设置和性能测试需要在PC上运行设置软件。连接方式如图2所示。3．4 应用系统的连接 所谓应用系统连接，是指在实际应用条件下用户的串口设备通过E—Link上网方式的连接。串口设备可用RS232、。RS485、RS422及CAN总线4种方式与E—Link相连，如图3所示。 E_Link数据传输器还可以与单片机系统直接连接，作为单片机系统的一部分，如图4所示。[page]4 软件系统4．1 软件设计 采用标准的TCP／IP协议．因为任何能上网的计算机都采用这一协议。如果要远程传输数据，可以利用现成的WindoWS的SOCKET函数或Linux下的网络函数直接编程，实现PC到E—Link的数据传输。4．2 网络与E—Link E—Link数据传输器使用的是TCP／IP协议，内部协议有TCP、UDP、IP、ARP及简单的应用层处理协议．上层软件可以使用VB、VC中的通用SOCKET函数．但是要注意选用UDP和TCP。应避免在一网段内出现相同的IP地址和物理地址。 从网络可以给E一Link发送二种类型的数据；一种是设置数据：一种是通过E—Link发送到串口的数据。 (1)设置包 上层可以设置E—Link的密码、板卡IP地址、网关IP地址和板卡的物理地址(密码的设置是为了保证不被篡改)。可以使用专门的串口监控程序进行设置．也可以使用Windows 9x／NT／2000提供的超级终端软件进行设置。如果网路上有DHCP服务器．可以让其自行设置。发送设置数据给E—Link，E—Link对自身进行设置,并不把数据送到串口。 E—Link必须初始化。初始化数据格式为设置4位密码、IP地址、网关地址和物理地址。如果未被设置，它的初始化数据在X5045中为{＼S′,＼′E′E′,E′T′，′O,′K′,′O′，′O′′,′O′′，192，168,0，8,20，192，168，0，159，O,192，168,O,8，36}。 重新设置IP的时候,最好使用和E—Link的IP地址同一网段内的主机对其设置。比如192．168．0．XXX．设置格式如下： 密码设置—″SETSMM：″(7)+旧密码(4)+新密码(4)，15字节； IP设置—″SETSIP：″(7)+密码(4)+新IP(4)，15字节： 网关设置—″SETSGT：″(7)+密码(4)+新GATE(4)，15字节； 物理地址设置—″SETSMA：″(7)+密码(4)+新物理地址(61，17字节。 下面是一个要发送的IP设置数据包(VB中)：Dim IpSet(1 To 151 As Byt＼′字符串IPSSet(1)=＆H53′＼′S、′IoSet(2)=＆H45＼′＼′E、′IpSet(31=＆H54＼′＼′′T′IPSet(4)=＆H53＼′＼′S＼′IpSet(5)＆ti49′＼′nIt,Set(6)=＆H50＼′′P′IpSet(7)=＆H3A′′:′＼′密码IpSet(81=&amp;H38′＼′0′IpSet(9)=&amp;H38＼′＼′O＼′IpSet(10)=&amp;H38′′0′IpSet(11)=&amp;H38＼′＼′0＼′＼′IP地址IpSet(12)=192IpSet(13)=168IpSet(14)=0IpSet(15)=8设置成功,E—Link返回数据{l′S′，′E′，′T′，′st′，′B′，′E′，′O′，′K′，Oxod，Oxoa}；发送设置包给E—Link，E—Link对自身进行设置，并不把数据送到串口。[page] (2)发送数据包 如果不是设置包．则E—Link将UDP/TCP数据包接收后．将UDP/TCP中的数据部分取出。并通过串口送出。通信协议使用标准的RS232、RS422或RS485。在网络数据传输中,因为RTL8019AS的内部RAM有限．最好不要一次发送超过4500字节的数据,否则可能溢出．如果E一Link的处理速度不够快或者网卡本身的原因产生溢出,则E—Link返回数据串f′O′，′V′，′E′′R′，′L′，′O′，′W′，OxOd，OxOal，并抛弃存储区中的数据包。4．3 串口与E—Link 串口到E—Link没有固定的结束符(也可以设定结束符，例如0x0A和0x0D等)，在串口的数据传送中加上时间的控制，当最后一个数据发送完成后的20 ms，E—Link认为数据接收结束，并对数据包进行处理。当接收缓冲区每收到一个数据E—Link就对数据包进行处理，后台发送。如果数据较多．应适当增大接收缓冲区的容量，以避免数据溢出造成丢失。 一般情况下．下位机根据最近一次接收的IP和端口返回数据。比如上一次一个IP地址为192．168．0．159，端口为8000的数据包过来，并且由E—Link发送给串口，如果串口过来数据，则仍返回此IP和端口。 如果下位机要作为主动方发送到一个目标IP，首先要发一个″SETSIP：″+IP地址(total llbytes)数据串。E—Link向网络查询此IP的物理地址．如果成功则返回数据串f＼′S′，＼′E′,1′，＼′,S＼′,′B＼′,E＼′，＼′0＼′，＼′K＼′，0xod，0xOa}，当串口接收到该数据串时，就可以发送数据包，得到数据后，E—Link按照申请到的物理地址和目标IP发送此数据包，端口使用8000。 给串口准备的数据空间是10 KB,不要一次发送超过10 KB的数据，否则会有I＼′O′，′V′，′E′，′R′，′L′，′O′，′W′，0xod，0xoa，数据串返回，并抛弃此数据包。5 结束语 E—link数据传输器可应用于工业自动化系统、电信通信系统、远程分散式设备控制、智能自动报警及消防联动系统和智能小区楼宇自动管理系统等。E—Link网络数据传输器还可用于构建新一代的以太网测控系统．用以改造现有的由现场总线组成的分布式控制系统和开发生产网络测控设备。它将推动家用电器智能化和网络化。并使人们的生活方式发生深刻的变化。 <a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%BC%A0%E8%BE%93/" target="_blank">数据传输</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/%E5%BA%94%E7%94%A8%E6%8A%80%E6%9C%AF/" target="_blank">应用技术</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/Link/" target="_blank">Link</a><a href="http://www.rongsheng.net/tag.php?/J/" target="_blank">J</a> 应用 国外电子元器件 2010-05-22 18:12