用單片機實現(xiàn)溫度遠程顯示摘 要：文章介紹了用AT89S8252單片機的串行接口與智能溫度巡回檢測儀（XJ-08S）通過RS—485總線相互通訊實現(xiàn)熱水溫度遠程顯示的一種低成本解決方案，內容涉及RS—485總線通訊、單片機驅動數(shù)碼管顯示、數(shù)據(jù)轉換以及鍵盤處理軟硬件設計等內容。關鍵詞：單片機 RS—485總線 數(shù)碼管顯示 數(shù)據(jù)轉換 鍵盤處理一、前 言目前檢測溫度一般采用熱電偶或熱敏電阻作為傳感器，這種傳感器至儀表之間一般都要用專用的溫度補償導線，而溫度補償導線價格很貴，并且線路太長也會影響測量精度。在實際應用中往往需要對較遠處（1KM左右）的溫度信號進行監(jiān)視。現(xiàn)有的解決方案有很多，例如：1、 在現(xiàn)場用智能儀表對溫度信號進行測量，用計算機作上位機與智能儀表進行通訊來實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測（采用這種方案要增加計算機設備及相關計算機軟件）。2、 NCU+DDC實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測。用兩個DDC，一個安裝在現(xiàn)場測量溫度，另一個安裝在監(jiān)視地，兩個DDC通過NCU進行通訊從而實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測。但以上方案都存在成本高的問題，有沒有低成本的解決方案呢？其實，在單片機應用日益廣泛的今天，完全可以用單片機以極低的成本來實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測。二、問題的提出我單位管理的鍋爐房同時給兩棟建筑物內的兩家酒店供應蒸汽，由安裝在兩棟建筑物地下室的熱交換器進行熱交換后產生熱水送給客房。從鍋爐房至兩個熱交換站的距離分別約600米，值班人員要不停地奔波于兩個熱交換站與鍋爐房之間進行設備巡視，檢查熱水溫度是否控制在規(guī)定的范圍，這樣不僅增加了值班人員的勞動強度，同時也使鍋爐房經常無人(因每班1人值班)。如果能在鍋爐房顯示兩個熱交換站內各熱交換器的熱水溫度，則值班人員僅在熱水溫度異常時才需到各熱交換站檢查設備，這樣便可解決上述問題。我公司曾就此問題找專業(yè)公司作過方案，其報價在人民幣１０萬元左右，后因種種原因該項目未實施。經過分析，本人發(fā)現(xiàn)可以用單片機+智能儀表以低成本實現(xiàn)溫度遠程顯示，并且經過實驗取得了成功，現(xiàn)將設計方案簡述如下：三、控制要求及解決方案選擇 1、 兩個熱交換站分高低區(qū)共安裝有8個熱交換器，正常水溫在45oC至65oC之間；兩個熱交換站與鍋爐房的距離分別為500米和600米左右。2、 要求在鍋爐房能以巡回及定點兩種方式顯示8個熱交換器的熱水溫度，巡回方式以3秒為周期輪流更新及顯示各熱交換器熱水溫度。定點方式時每按上鍵或下鍵一次則顯示上或下一個熱交換器熱水溫度，每3秒自動更新數(shù)據(jù)一次。3、 根據(jù)控制要求選擇單片機+智能儀表的解決方案：用帶通訊接口的智能儀表安裝在現(xiàn)場測量溫度，設計制作一個單片機裝置完成與智能儀表的通訊及數(shù)據(jù)顯示。四、通訊協(xié)議、智能儀表選擇及其參數(shù)介紹因熱水溫度信號變化較慢，因而對通信的速度要求不高，對于這種低速率遠距離的通訊選用RS-485總線適宜。RS-485是EIA（美國電子工業(yè)聯(lián)合會）在1983年公布的新的平衡傳輸標準，是工業(yè)界使用最為廣泛的雙向、平衡傳輸線標準接口，它以半雙工方式通信，支持多點連接，傳統(tǒng)驅動器允許創(chuàng)建多達32個節(jié)點的網絡，且其具有傳輸距離遠（最大傳輸距離為1200M），傳輸速度快（1200M時為100KBPS）等優(yōu)點。其連接方法如下圖所示。
上傳時間： 2013-10-12
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C8051F040/1/2/3/4/5/6/7混合信號ISP FLASH 微控制器數(shù) 據(jù) 手 冊 C8051F04x 系列器件是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型MCU，具有64 個數(shù)字I/O 引腳（C8051F040/2/4/6）或32 個數(shù)字I/O 引腳（C8051F041/3/5/7），片內集成了一個CAN2.0B 控制器。下面列出了一些主要特性；有關某一產品的具體特性參見表1.1。 高速、流水線結構的8051 兼容的CIP-51 內核（可達25MIPS） 控制器局域網（CAN2.0B）控制器，具有32 個消息對象，每個消息對象有其自己的標識 全速、非侵入式的在系統(tǒng)調試接口（片內） 真正12 位（C8051F040/1）或10 位（C8051F042/3/4/5/6/7）、100 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開關 允許高電壓差分放大器輸入到12/10 位ADC（60V 峰-峰值），增益可編程 真正8 位500 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開關（C8051F040/1/2/3） 兩個12 位DAC，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式（C8051F040/1/2/3） 64KB（C8051F040/1/2/3/4/5）或32KB（C8051F046/7）可在系統(tǒng)編程的FLASH 存儲器 4352（4K+256）字節(jié)的片內RAM 可尋址64KB 地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲器接口 硬件實現(xiàn)的SPI、SMBus/ I2C 和兩個UART 串行接口 5 個通用的16 位定時器 具有6 個捕捉/比較模塊的可編程計數(shù)器/定時器陣列 片內看門狗定時器、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器具有片內VDD 監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器的C8051F04x 系列器件是真正能獨立工作的片上系統(tǒng)。所有模擬和數(shù)字外設均可由用戶固件使能/禁止和配置。FLASH 存儲器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲，并允許現(xiàn)場更新8051 固件。片內JTAG 調試電路允許使用安裝在最終應用系統(tǒng)上的產品MCU 進行非侵入式（不占用片內資源）、全速、在系統(tǒng)調試。該調試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲器和寄存器，支持斷點、觀察點、單步及運行和停機命令。在使用JTAG 調試時，所有的模擬和數(shù)字外設都可全功能運行。每個MCU 都可在工業(yè)溫度范圍（-45℃到+85℃）工作，工作電壓為2.7 ~ 3.6V。端口I/O、/RST和JTAG 引腳都容許5V 的輸入信號電壓。C8051F040/2/4/6 為100 腳TQFP 封裝（見圖1.1 和圖1.3的框圖）。C8051F041/3/5/7 為64 腳TQFP 封裝（見圖1.2 和圖1.4 的框圖）。
上傳時間： 2013-10-24
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在C8051F系列單片機中集成有多通道8位、10位、12位或16位的SAR型ADC，能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集的應用需求；集成跟蹤和保持電路；集成模擬多路復用器(AMUX)。 采樣頻率從100ksps到1Msps。 片內溫度傳感器可直接配置到ADC的輸入端。 C8051F04x系列集成可編程增益放大器(PGA)和高電壓差分放大器(HVDA)，可接受60V的差動模擬電壓輸入。 集成越限檢測器，可監(jiān)視模擬量的變化范圍，越限能產生中斷。 C8051F06x系列集成DMA接口，提高對轉換結果的讀取效率。 ADC轉換啟動方式：軟件設置寄存器位啟動；定時器溢出啟動；外部管腳信號啟動。
上傳時間： 2013-10-13
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自制89C51單片機實驗電路板 學習單片機離不開實驗，以往單片機的實驗往往依賴于仿真機和單片機學習系統(tǒng)，價格昂貴，初學者很難配備。近年來，隨著FLASH型單片機的廣泛應用，采用軟件模擬加寫片驗證成為一種經濟實用的實驗方法，以AT89C51單片機為例，其價格不足￥10RMB，而擦、寫次數(shù)可以有1000次，一塊芯片即可做上千次的實驗。目前，流行的單片機開發(fā)軟件Keil可以免費獲得用于學習的EVAL版；編程器價格并不昂貴，專門用于寫89C51類芯片的編程器價格更低廉（不足百元），而且編程器也是以后開發(fā)單片機所必備的工具；相比之下，用于實驗的電路板制作比較麻煩，用萬用板搭接，只能做些很簡單的電路，稍復雜的電路一般要用到雙面板，而業(yè)余條件下是很難自制雙面板的，而且實驗電路板主要是用于學習，學完了，也就沒有什么使用價值了，所以很多人希望能夠廉價地獲得。作者在多年單片機教學（包括從事網絡教學）的基礎上，開發(fā)了一塊有較多功能但使用單面板的單片機實驗板，適于業(yè)余愛好者自制。這塊實驗板采用89C51為主芯片，板上安裝了5位數(shù)碼管，8個發(fā)光二極管，四個按鈕開關，一個簡單的音響電路，一個用于計數(shù)實驗的振蕩器，At24CXXX類芯片插座，X5045芯片插座，RS232串行接口等。使用這塊實驗板可以進行流水燈、人機界面程序設計、音響、中斷、計數(shù)器等基本編程練習，還可以學習I2C接口芯片使用、SPI接口芯片使用、與PC機進行串行通訊等目前較為流行的技術。圖1是該實驗板的電路原理圖，從圖中可以看出，該實驗板由若干塊集成電路和一些阻容元件等組成，下面我們就分別介紹。1、發(fā)光二極管接口主芯片（U1）的P1端口接了8個發(fā)光二極管，這些發(fā)光二極管的負極接到P1端口各引腳，而正極則通過一個排電阻（標號為JP4，阻值為470毆）接到正電源端，這樣，這些發(fā)光二極管亮的條件就U1的P1口相引的引腳為低電平，即如果P1口某引腳輸出為0，相應的燈亮，如果輸出為1，相應的燈滅。例：MOV P1，#0FH該行程序將使發(fā)光二極管L1-L4熄滅，而L5-L8點亮。2、數(shù)碼管接口U1的P0口和P2口的部份引腳構成了5位LED數(shù)碼管驅動電路，這里LED數(shù)碼管采用了共陽型，共陽型數(shù)碼管的筆段（即對應abcdefgh）引腳是二極管的負極，所有二極管的正極連在一起，構成公共端，即片選端，對于這種數(shù)碼管的驅動，要求在片選端提供電流，為此，使用了PNP型三極管作為片選端的驅動，共使用5只三極管，所有三極管的發(fā)射極連在一起，接到正電源端，它們的基極則分別連到P2.0⋯P2.4，這樣，當P2.0⋯P2.4中某引腳輸出是高電平時，三極管不導通，不能給相應位的數(shù)碼管供電，該位數(shù)碼管的所有筆段都不亮，反之，如果某引腳是低電平時，三極管導通，可以給相應的數(shù)碼管供電，該位數(shù)碼管是否點亮，點亮哪些筆段，取決于這些筆段引腳是高或低電平。從圖圖1 共陽型數(shù)LED顯示器.....
上傳時間： 2013-11-14
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陷波器是無限沖擊響應(IIR)數(shù)字濾波器，該濾波器可以用以下常系數(shù)線性差分方程表示：ΣΣ==−−−=MiNiiiinybinxany01)()()( (1)式中： x(n)和y(n)分別為輸人和輸出信號序列；和為濾波器系數(shù)。 iaib對式(1)兩邊進行z變換，得到數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)為： ΠΠΣΣ===−=−−−==NiiMiiNiiiMiiipzzzzbzazH1100)()()( (2)式中：和分別為傳遞函數(shù)的零點和極點。 izip由傳遞函數(shù)的零點和極點可以大致繪出頻率響應圖。在零點處，頻率響應出現(xiàn)極小值；在極點處，頻率響應出現(xiàn)極大值。因此可以根據(jù)所需頻率響應配置零點和極點，然后反向設計帶陷數(shù)字濾波器。考慮一種特殊情況，若零點在第1象限單位圓上，極點在單位圓內靠近零點的徑向上。為了防止濾波器系數(shù)出現(xiàn)復數(shù)，必須在z平面第4象限對稱位置配置相應的共軛零點、共軛極點。 izip∗iz∗ip這樣零點、極點配置的濾波器稱為單一頻率陷波器，在頻率ωo處出現(xiàn)凹陷。而把極點設置在零的的徑向上距圓點的距離為l-μ處，陷波器的傳遞函數(shù)為： ))1()()1(())(()(2121zzzzzzzzzHμμ−−−−−−= (3)式(3)中μ越小，極點越靠近單位圓，則頻率響應曲線凹陷越深，凹陷的寬度也越窄。當需要消除窄帶干擾而不能對其他頻率有衰減時，陷波器是一種去除窄帶干擾的理想數(shù)字濾波器。當要對幾個頻率同時進行帶陷濾波時，可以按(2)式把幾個單獨頻率的帶陷濾波器(3)式串接在一起。一個例子：設有一個輸入，它
上傳時間： 2013-10-18
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系統(tǒng)結構如 圖 1所示 ， 從 系統(tǒng) 結 構圖可 以看 出 ， 系統(tǒng)主要包括視頻信 號輸入模塊 ， 視頻信號處 理模 塊和視頻信號輸出模塊等 3個部分組成。各個模塊主要功能為： 視頻輸入模塊 將 采 集 的 多路 視 頻 信 號 轉 換成 數(shù) 字 信 號 送 到F P GA； 視頻處理模塊主要有F P GA 完成 ，根據(jù) 需要 對輸入 的數(shù)字視頻信號進行處理 ； 視頻輸 出模塊將 F P GA處理后的信號轉換成模擬信號輸出到顯示器。
上傳時間： 2013-11-11
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伺服舵機作為基本的輸出執(zhí)行機構廣泛應用于 遙控航模以及人形機器人的控制中。舵機是一種位 置伺服的驅動器，其控制信號是PWM信號.，利 用占空比的變化改變舵機的位置，也可使用FPGA、 模擬電路、單片機來產生舵機的控制信號舊。應 用模擬電路產生PWM信號，應用的元器件較多， 會增加電路的復雜程度；若用單片機產生PWM信 號，當信號路數(shù)較少時單片機能滿足要求，但當 PWM信號多于4路時，由于單片機指令是順序執(zhí) 行的，會產生較大的延遲，從而使PWM信號波形 不穩(wěn)，導致舵機發(fā)生顫振。
上傳時間： 2014-12-28
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針對固定碼長Turbo碼適應性差的缺點，以LTE為應用背景，提出了一種幀長可配置的Turbo編譯碼器的FPGA實現(xiàn)方案。該設計可以依據(jù)具體的信道環(huán)境和速率要求調節(jié)信息幀長，平衡譯碼性能和系統(tǒng)時延。方案采用“自頂向下”的設計思想和“自底而上”的實現(xiàn)方法，對 Turbo編譯碼系統(tǒng)模塊化設計后優(yōu)化統(tǒng)一，經時序仿真驗證后下載配置到Altera公司Stratix III系列的EP3SL150F1152C2N中。測試結果表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)健可靠，并具有良好的移植性；集成化一體設計，為LTE標準下Turbo碼 ASIC的開發(fā)提供了參考。
上傳時間： 2013-10-28
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GMSK信號具有很好的頻譜和功率特性，特別適用于功率受限和信道存在非線性、衰落以及多普勒頻移的移動突發(fā)通信系統(tǒng)。根據(jù)GMSK調制的特點，提出 亍一種以FPGA和CMX589A為硬件裁體的GMSK調制器的設計方案，并給出了方案的具體實現(xiàn)，包括系統(tǒng)結構、利用CMX589A實現(xiàn)的高斯濾波器、 FPGA實現(xiàn)的調制指數(shù)為O．5的FM調制器以及控制器。對系統(tǒng)功能和性能測試結果表明，指標符合設計要求，工作穩(wěn)定可靠。 關鍵詞：GMSK；DDS；FM調制器；FPGAl 引 言 由于GMSK調制方式具有很好的功率頻譜特性，較優(yōu)的誤碼性能，能夠滿足移動通信環(huán)境下對鄰道干擾的嚴格要求，因此成為GSM、ETS HiperLANl以及GPRS等系統(tǒng)的標準調制方式。目前GMSK調制技術主要有兩種實現(xiàn)方法，一種是利用GMSK ASIC專用芯片來完成，典型的產品如FX589或CMX909配合MC2833或FX019來實現(xiàn)GMSK調制。這種實現(xiàn)方法的特點是實現(xiàn)簡單、基帶信 號速率可控，但調制載波頻率固定，沒有可擴展性。另外一種方法是利用軟件無線電思想采用正交調制的方法在FPGA和DSP平臺上實現(xiàn)。其中又包括兩種實現(xiàn) 手段，一種是采用直接分解將單個脈沖的高斯濾波器響應積分分成暫態(tài)部分和穩(wěn)態(tài)部分，通過累加相位信息來實現(xiàn)；另一種采用頻率軌跡合成，通過采樣把高斯濾波 器矩形脈沖響應基本軌跡存入ROM作為查找表，然后通過FM調制實現(xiàn)。這種利用軟件無線電思想實現(xiàn)GMSK調制的方法具有調制參數(shù)可變的優(yōu)點，但由于軟件 設計中涉及到高斯低通濾波、相位積分和三角函數(shù)運算，所以調制器參數(shù)更改困難、實現(xiàn)復雜。綜上所述，本文提出一種基于CMX589A和FPGA的GMSK 調制器設計方案。與傳統(tǒng)實現(xiàn)方法比較具有實現(xiàn)簡單、調制參數(shù)方便可控和軟件剪裁容易等特點，適合于CDPD、無中心站等多種通信系統(tǒng)，具有重要現(xiàn)實意義。
上傳時間： 2013-10-24
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摘要: 串行傳輸技術具有更高的傳輸速率和更低的設計成本, 已成為業(yè)界首選, 被廣泛應用于高速通信領域。提出了一種新的高速串行傳輸接口的設計方案, 改進了Aurora 協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式定義的弊端, 并采用高速串行收發(fā)器Rocket I/O, 實現(xiàn)數(shù)據(jù)率為2.5 Gbps的高速串行傳輸。關鍵詞: 高速串行傳輸; Rocket I/O; Aurora 協(xié)議 為促使FPGA 芯片與串行傳輸技術更好地結合以滿足市場需求, Xilinx 公司適時推出了內嵌高速串行收發(fā)器RocketI/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升級的小型鏈路層協(xié)議———Aurora 協(xié)議。Rocket I/O支持從622 Mbps 至3.125 Gbps的全雙工傳輸速率, 還具有8 B/10 B 編解碼、時鐘生成及恢復等功能, 可以理想地適用于芯片之間或背板的高速串行數(shù)據(jù)傳輸。Aurora 協(xié)議是為專有上層協(xié)議或行業(yè)標準的上層協(xié)議提供透明接口的第一款串行互連協(xié)議, 可用于高速線性通路之間的點到點串行數(shù)據(jù)傳輸, 同時其可擴展的帶寬, 為系統(tǒng)設計人員提供了所需要的靈活性[4]。但該協(xié)議幀格式的定義存在弊端,會導致系統(tǒng)資源的浪費。本文提出的設計方案可以改進Aurora 協(xié)議的固有缺陷,提高系統(tǒng)性能, 實現(xiàn)數(shù)據(jù)率為2.5 Gbps 的高速串行傳輸, 具有良好的可行性和廣闊的應用前景。
上傳時間： 2013-11-06
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