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基于USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計與實現(xiàn)Design and Implementation of USB-Based Data Acquisition Module路 永 伸(天津科技大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院，天津300222)摘要文中給出基于USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。硬件設(shè)計采用以Adpc831與PDIUSBDI2為主的器件進行硬件設(shè)計，采用Windriver開發(fā)USB驅(qū)動，并用Visual C十十6.0對主機軟件中硬件接口操作部分進行動態(tài)鏈接庫封裝。關(guān)鍵詞USB 數(shù)據(jù)采集Adpc831 PDNSBDI2 Windriver動態(tài)鏈接庫Abstract T hed esigna ndim plementaitono fU SB-BasedD ataA cquisiitonM oduleis g iven.Th ec hips oluitonm ainlyw ithA dpc831a ndP DTUSBD12i sused for hardware design. The USB drive is developed場Wmdriver, and the operation on the hardware interface is packaged into Dynamic Link Libraries場Visual C++6.0. Keywords USB DataA cquisition Adttc831 PDfUSBD12 Windriver0 引言US B總 線 是新一代接口總線，最初推出的目的是為了統(tǒng)一取代PC機的各類外設(shè)接口，迄今經(jīng)歷了1.0,1.1與2.0版本3個標準。在國內(nèi)基于USB總線的相關(guān)設(shè)計與開發(fā)也得到了快速的發(fā)展，很多設(shè)計者從各自的應(yīng)用領(lǐng)域，用不同方案設(shè)計出了相應(yīng)的裝置[1,2]。數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制中一個普遍而重要的環(huán)節(jié)，因此開發(fā)基于USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊具有很強的現(xiàn)實應(yīng)用意義。雖然 US B總線標準已經(jīng)發(fā)展到2.0版本，但由于工業(yè)控制現(xiàn)場干擾信號的情況比較復(fù)雜，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃圆蝗菀妆槐ＷC，并且很多場合對數(shù)據(jù)采集的實時性要求并不高，開發(fā)2.0標準產(chǎn)品的成本又較1.1標準產(chǎn)品高，所以筆者認為，在工業(yè)控制領(lǐng)域，目前開發(fā)基于USB總線1.1標準實現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集模塊的實用意義大于相應(yīng)2.0標準模塊。
標簽： USB 接口 數(shù)據(jù)采集模塊
上傳時間： 2013-10-23
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單片機系統(tǒng)“PC”失控的軟件措施Software Measure of GettingO uto fC ontrolfo r“PC"in S ingleC hipC omputerS ystem謐 加 春 王 曉 基 雷 小 華(江 西 理 工 大 學(xué)機 電 工 程 學(xué) 院 ，贛 州 34 10 00)摘要單片機系統(tǒng)在實際工業(yè)現(xiàn)場中可能遇到各種干擾和自身的隨機性故障。現(xiàn)場惡劣的環(huán)境有可能使計算機系統(tǒng)發(fā)生異常，計算機程序指針“PC”失控就是常見的故障之一，如果發(fā)生“PC”失控，將導(dǎo)致CPI工作混亂，釀成嚴重的事故。研究了“PC”失控的原因，并指出軟件抗干擾的幾種方法，有效保證單片機系統(tǒng)的正常工作。關(guān)鍵詞單片機“PC”失控抗干擾Abstract Inp racticalin dustrialfi elds,th ereis v ariousin terferencea fectingo perationo fsi nglec hipc omputersy stemsa ndt hec omputersy stems。fac噸random faults飾themselves. It is very common that the severe environment makes the computer systems abnormal. The program counter "PC"gettingo utof co ntorlis on eo fth ec ommonfa ults.If th isoc curs,C PUw ouldb eru nningo utof or deran din torducesse riousan cient.T hec ausesof " PC"geting out of control， studied in this paper and some countermeasures of anti-interference師software are given to ensure single chip computer systemworking properly.Keywords Single。飾computer Porgramc ounter"P C" Anti-interfeernc 在設(shè) 計 和 開發(fā)單片機系統(tǒng)時，一般難以周全地預(yù)計單片機系統(tǒng)在實際工業(yè)現(xiàn)場中可能遇到的各種干擾和自身的隨機性故障。因此，除了采取防止和抑制干擾的各項措施外，還應(yīng)該借助于軟件措施克服某些干擾，系統(tǒng)還應(yīng)具備迅速自行恢復(fù)的能力。本文介紹的應(yīng)對單片機系統(tǒng)PC失控的軟件措施，設(shè)計靈活，節(jié)省硬件資源，能保證測控系統(tǒng)長期可靠地運行。MC S- 5 1單片機以其優(yōu)良的性能價格比大量應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場測試和控制領(lǐng)域。但是，現(xiàn)場惡劣的環(huán)境有可能使計算機系統(tǒng)發(fā)生異常，計算機程序指針PC失控就是常見的故障之一，一旦發(fā)生PC“走飛”，計算機系統(tǒng)就會出現(xiàn)工作混亂，釀成嚴重的事故。為 了 在 CP 失控時盡量減少由此帶來的不利影響，并盡快使系統(tǒng)恢復(fù)正常，需要采取一定的軟件措施和硬件措施。常見的硬件措施有“看門狗”電路。軟件措施設(shè)置的前提條件是:①在干擾作用下，微機系統(tǒng)硬件部分不會受到任何損壞，或者損壞部分設(shè)置有監(jiān)測狀態(tài)可供查詢;②程序區(qū)不會受到干擾侵害。單片機系統(tǒng)的程序和表格以及重要的參數(shù)均設(shè)置在ROM區(qū)，不會因干擾的侵人而改變;③ RAM區(qū)中的重要數(shù)據(jù)不會被破壞，或者雖然被破壞，但是可以重新建立。
標簽： 單片機系統(tǒng) 軟件
上傳時間： 2013-11-02
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這是一本關(guān)于Intel 80C51 以及廣大的51 系列單片機的書這本書介紹給讀者一些新的技術(shù)使你的8051 工程和開發(fā)過程變得簡單請注意這本書的目的可不是教你各種8051 嵌入式系統(tǒng)的解決方法為使問題討論更加清晰在適當?shù)牡胤浇o出了程序代碼我們以討論項目的方法來說明每章碰到的問題所有的代碼都可在附帶的光盤上找到你必須熟系C 和8051 匯編因為本書不是一本C 和匯編的指導(dǎo)書你可以買到不少關(guān)于ANSI C 的書最佳選擇當然是Intel的數(shù)據(jù)書可從你的芯片供應(yīng)商處免費索取和隨編譯工具附送的手冊附送光盤中有我為這本書編寫和收集的程序這些程序已經(jīng)通過測試這并不意味著你可以隨時把這些程序加到你的應(yīng)用系統(tǒng)或工程中有些地方必須首先經(jīng)過修改才能結(jié)合到你的程序中這本書將教你充分使用你的工具如果你只有8051 的匯編程序你也可以學(xué)習(xí)該書和使用這些例子但是你必須把C 語言的程序裝入你的匯編程序中這對懂得C 語言和8051匯編程序指令的人來說并不是一件困難的事如果你有C 編譯器的話那恭喜你使用C 語言進行開發(fā)是一個好的決定你會發(fā)現(xiàn)使用C 進行開發(fā)將使你的工程開發(fā)和維護的時間大大減少如果你已經(jīng)擁有Keil C51 那你已經(jīng)選擇了一個非常好的開發(fā)工具我發(fā)現(xiàn)Keil 軟件包能夠提供最好的支持本書支持Keil C 的擴展如果你有其它的開發(fā)工具像Archimedes 和Avocet 這本書也能很好地為你服務(wù)但你必須根據(jù)你所用的開發(fā)工具改變一些Keil 的特殊指令在書的一些地方有硬件圖實例程序在這些硬件上運行這些圖繪制地不是很詳細主要是方框圖但足以使讀者明白軟件和硬件之間的接口讀者應(yīng)該把這本書看成工具書而不是用來學(xué)習(xí)各種系統(tǒng)設(shè)計通過本書你可以了解給定一定的硬件和軟件設(shè)計之后8051 的各種性能希望你能從本書中獲取靈感并有助于你的設(shè)計使你豁然開朗當然我希望你也能夠從本書中學(xué)到有用的知識使之能夠提升你的設(shè)計 8051 系列微處理器基于簡化的嵌入式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于從軍事到自動控制再到PC 機上的鍵盤上的各種應(yīng)用系統(tǒng)上僅次于Motorola 68HC11 在 8 位微控制器市場上的銷量很多制造商都可提供8051 系列單片機像Intel Philips Siemens 等這些制造商給51 系列單片機加入了大量的性能和外部功能像I2C 總線接口模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換看門狗PWM 輸出等不少芯片的工作頻率達到40M 工作電壓下降到1.5V 基于一個內(nèi)核的這些功能使得8051 單片機很適合作為廠家產(chǎn)品的基本構(gòu)架它能夠運行各種程序而且開發(fā)者只需要學(xué)習(xí)這一個平臺8051 系列的基本結(jié)構(gòu)如下1 一個8 位算術(shù)邏輯單元2 32 個I/O 口4 組8 位端口可單獨尋址3 兩個16 位定時計數(shù)器4 全雙工串行通信5 6 個中斷源兩個中斷優(yōu)先級6 128 字節(jié)內(nèi)置RAM7 獨立的64K 字節(jié)可尋址數(shù)據(jù)和代碼區(qū)每個8051 處理周期包括12 個振蕩周期每12 個振蕩周期用來完成一項操作如取指令和計算指令執(zhí)行時間可把時鐘頻率除以12 取倒數(shù)然后指令執(zhí)行所須的周期數(shù)因此如果你的系統(tǒng)時鐘是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒執(zhí)行的指令個數(shù)為921583條指令取倒數(shù)將得到每條指令所須的時間1.085ms
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這是一本關(guān)于Intel 80C51 以及廣大的51 系列單片機的書這本書介紹給讀者一些新的技術(shù)使你的8051 工程和開發(fā)過程變得簡單請注意這本書的目的可不是教你各種8051 嵌入式系統(tǒng)的解決方法為使問題討論更加清晰在適當?shù)牡胤浇o出了程序代碼我們以討論項目的方法來說明每章碰到的問題所有的代碼都可在附帶的光盤上找到你必須熟系C 和8051 匯編因為本書不是一本C 和匯編的指導(dǎo)書你可以買到不少關(guān)于ANSI C 的書最佳選擇當然是Intel的數(shù)據(jù)書可從你的芯片供應(yīng)商處免費索取和隨編譯工具附送的手冊附送光盤中有我為這本書編寫和收集的程序這些程序已經(jīng)通過測試這并不意味著你可以隨時把這些程序加到你的應(yīng)用系統(tǒng)或工程中有些地方必須首先經(jīng)過修改才能結(jié)合到你的程序中這本書將教你充分使用你的工具如果你只有8051 的匯編程序你也可以學(xué)習(xí)該書和使用這些例子但是你必須把C 語言的程序裝入你的匯編程序中這對懂得C 語言和8051匯編程序指令的人來說并不是一件困難的事如果你有C 編譯器的話那恭喜你使用C 語言進行開發(fā)是一個好的決定你會發(fā)現(xiàn)使用C 進行開發(fā)將使你的工程開發(fā)和維護的時間大大減少如果你已經(jīng)擁有Keil C51 那你已經(jīng)選擇了一個非常好的開發(fā)工具我發(fā)現(xiàn)Keil 軟件包能夠提供最好的支持本書支持Keil C 的擴展如果你有其它的開發(fā)工具像Archimedes 和Avocet 這本書也能很好地為你服務(wù)但你必須根據(jù)你所用的開發(fā)工具改變一些Keil 的特殊指令在書的一些地方有硬件圖實例程序在這些硬件上運行這些圖繪制地不是很詳細主要是方框圖但足以使讀者明白軟件和硬件之間的接口讀者應(yīng)該把這本書看成工具書而不是用來學(xué)習(xí)各種系統(tǒng)設(shè)計通過本書你可以了解給定一定的硬件和軟件設(shè)計之后8051 的各種性能希望你能從本書中獲取靈感并有助于你的設(shè)計使你豁然開朗當然我希望你也能夠從本書中學(xué)到有用的知識使之能夠提升你的設(shè)計 這本書向你展示了用8051進行工程設(shè)計時的許多問題希望你讀完本書后對8051的認識能有較大的提高如果你現(xiàn)在還沒有夠買C編譯器你應(yīng)該馬上去買一個采用C語言可是你的系統(tǒng)設(shè)計更簡單維護更方便這本書覆蓋面較大從C和匯編的代碼優(yōu)化到8051的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計再到模糊控制希望你從本書中學(xué)到的知識對你今后的系統(tǒng)設(shè)計有所幫助
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第一章 51單片機c語言編程介紹這是一本關(guān)于 Intel 80C51 以及廣大的 51 系列單片機的書 這本書介紹給讀者一些新的技術(shù) 使你的 8051 工程和開發(fā)過程變得簡單 請注意 這本書的目的可不是教你各種8051 嵌入式系統(tǒng)的解決方法為使問題討論更加清晰 在適當?shù)牡胤浇o出了程序代碼 我們以討論項目的方法來說明每章碰到的問題 所有的代碼都可在附帶的光盤上找到 你必須熟系 C 和 8051匯編 因為本書不是一本C和匯編的指導(dǎo)書 你可以買到不少關(guān)于ANSI C的書 最佳選擇當然是Intel的數(shù)據(jù)書 可從你的芯片供應(yīng)商處免費索取 和隨編譯工具附送的手冊附送光盤中有我為這本書編寫和收集的程序 這些程序已經(jīng)通過測試 這并不意味著你可以隨時把這些程序加到你的應(yīng)用系統(tǒng)或工程中 有些地方必須首先經(jīng)過修改才能結(jié)合到你的程序中這本書將教你充分使用你的工具 如果你只有 8051 的匯編程序 你也可以學(xué)習(xí)該書和使用這些例子 但是你必須把 C 語言的程序裝入你的匯編程序中 這對懂得 C 語言和 8051匯編程序指令的人來說并不是一件困難的事如果你有 C 編譯器的話 那恭喜你 使用 C 語言進行開發(fā)是一個好的決定 你會發(fā)現(xiàn)使用 C 進行開發(fā)將使你的工程開發(fā)和維護的時間大大減少 如果你已經(jīng)擁有 Keil C51 那你已經(jīng)選擇了一個非常好的開發(fā)工具 我發(fā)現(xiàn) Keil 軟件包能夠提供最好的支持 本書支持Keil C 的擴展 如果你有其它的開發(fā)工具像 Archimedes 和 Avocet 這本書也能很好地為你服務(wù) 但你必須根據(jù)你所用的開發(fā)工具改變一些 Keil 的特殊指令在書的一些地方有硬件圖 實例程序在這些硬件上運行 這些圖繪制地不是很詳細主要是方框圖 但足以使讀者明白軟件和硬件之間的接口讀者應(yīng)該把這本書看成工具書 而不是用來學(xué)習(xí)各種系統(tǒng)設(shè)計 通過本書 你可以了解給定一定的硬件和軟件設(shè)計之后 8051 的各種性能 希望你能從本書中獲取靈感 并有助于你的設(shè)計 使你豁然開朗 當然 我希望你也能夠從本書中學(xué)到有用的知識 使之能夠提升你的設(shè)計
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51 系列單片機 這是一本關(guān)于Intel 80C51 以及廣大的51 系列單片機的書這本書介紹給讀者一些新的技術(shù)使你的8051 工程和開發(fā)過程變得簡單請注意這本書的目的可不是教你各種8051 嵌入式系統(tǒng)的解決方法為使問題討論更加清晰在適當?shù)牡胤浇o出了程序代碼我們以討論項目的方法來說明每章碰到的問題所有的代碼都可在附帶的光盤上找到你必須熟系C 和8051 匯編因為本書不是一本C 和匯編的指導(dǎo)書你可以買到不少關(guān)于ANSI C 的書最佳選擇當然是Intel的數(shù)據(jù)書可從你的芯片供應(yīng)商處免費索取和隨編譯工具附送的手冊附送光盤中有我為這本書編寫和收集的程序這些程序已經(jīng)通過測試這并不意味著你可以隨時把這些程序加到你的應(yīng)用系統(tǒng)或工程中有些地方必須首先經(jīng)過修改才能結(jié)合到你的程序中這本書將教你充分使用你的工具如果你只有8051 的匯編程序你也可以學(xué)習(xí)該書和使用這些例子但是你必須把C 語言的程序裝入你的匯編程序中這對懂得C 語言和8051匯編程序指令的人來說并不是一件困難的事如果你有C 編譯器的話那恭喜你使用C 語言進行開發(fā)是一個好的決定你會發(fā)現(xiàn)使用C 進行開發(fā)將使你的工程開發(fā)和維護的時間大大減少如果你已經(jīng)擁有Keil C51 那你已經(jīng)選擇了一個非常好的開發(fā)工具我發(fā)現(xiàn)Keil 軟件包能夠提供最好的支持本書支持Keil C 的擴展如果你有其它的開發(fā)工具像Archimedes 和Avocet 這本書也能很好地為你服務(wù)但你必須根據(jù)你所用的開發(fā)工具改變一些Keil 的特殊指令在書的一些地方有硬件圖實例程序在這些硬件上運行這些圖繪制地不是很詳細主要是方框圖但足以使讀者明白軟件和硬件之間的接口讀者應(yīng)該把這本書看成工具書而不是用來學(xué)習(xí)各種系統(tǒng)設(shè)計通過本書你可以了解給定一定的硬件和軟件設(shè)計之后8051 的各種性能希望你能從本書中獲取靈感并有助于你的設(shè)計使你豁然開朗當然我希望你也能夠從本書中學(xué)到有用的知識使之能夠提升你的設(shè)計
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單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù):第1章 電磁干擾控制基礎(chǔ). 1.1 電磁干擾的基本概念1 1.1.1 噪聲與干擾1 1.1.2 電磁干擾的形成因素2 1.1.3 干擾的分類2 1.2 電磁兼容性3 1.2.1 電磁兼容性定義3 1.2.2 電磁兼容性設(shè)計3 1.2.3 電磁兼容性常用術(shù)語4 1.2.4 電磁兼容性標準6 1.3 差模干擾和共模干擾8 1.3.1 差模干擾8 1.3.2 共模干擾9 1.4 電磁耦合的等效模型9 1.4.1 集中參數(shù)模型9 1.4.2 分布參數(shù)模型10 1.4.3 電磁波輻射模型11 1.5 電磁干擾的耦合途徑14 1.5.1 傳導(dǎo)耦合14 1.5.2 感應(yīng)耦合（近場耦合）15 .1.5.3 電磁輻射耦合（遠場耦合）15 1.6 單片機應(yīng)用系統(tǒng)電磁干擾控制的一般方法16 第2章 數(shù)字信號耦合與傳輸機理 2.1 數(shù)字信號與電磁干擾18 2.1.1 數(shù)字信號的開關(guān)速度與頻譜18 2.1.2 開關(guān)暫態(tài)電源尖峰電流噪聲22 2.1.3 開關(guān)暫態(tài)接地反沖噪聲24 2.1.4 高速數(shù)字電路的EMI特點25 2.2 導(dǎo)線阻抗與線間耦合27 2.2.1 導(dǎo)體交直流電阻的計算27 2.2.2 導(dǎo)體電感量的計算29 2.2.3 導(dǎo)體電容量的計算31 2.2.4 電感耦合分析32 2.2.5 電容耦合分析35 2.3 信號的長線傳輸36 2.3.1 長線傳輸過程的數(shù)學(xué)描述36 2.3.2 均勻傳輸線特性40 2.3.3 傳輸線特性阻抗計算42 2.3.4 傳輸線特性阻抗的重復(fù)性與阻抗匹配44 2.4 數(shù)字信號傳輸過程中的畸變45 2.4.1 信號傳輸?shù)娜肷浠?5 2.4.2 信號傳輸?shù)姆瓷浠?6 2.5 信號傳輸畸變的抑制措施49 2.5.1 最大傳輸線長度的計算49 2.5.2 端點的阻抗匹配50 2.6 數(shù)字信號的輻射52 2.6.1 差模輻射52 2.6.2 共模輻射55 2.6.3 差模和共模輻射比較57 第3章 常用元件的可靠性能與選擇 3.1 元件的選擇與降額設(shè)計59 3.1.1 元件的選擇準則59 3.1.2 元件的降額設(shè)計59 3.2 電阻器60 3.2.1 電阻器的等效電路60 3.2.2 電阻器的內(nèi)部噪聲60 3.2.3 電阻器的溫度特性61 3.2.4 電阻器的分類與主要參數(shù)62 3.2.5 電阻器的正確選用66 3.3 電容器67 3.3.1 電容器的等效電路67 3.3.2 電容器的種類與型號68 3.3.3 電容器的標志方法70 3.3.4 電容器引腳的電感量71 3.3.5 電容器的正確選用71 3.3.6 電容器使用注意事項73 3.4 電感器73 3.4.1 電感器的等效電路74 3.4.2 電感器使用的注意事項74 3.5 數(shù)字集成電路的抗干擾性能75 3.5.1 噪聲容限與抗干擾能力75 3.5.2 施密特集成電路的噪聲容限77 3.5.3 TTL數(shù)字集成電路的抗干擾性能78 3.5.4 CMOS數(shù)字集成電路的抗干擾性能79 3.5.5 CMOS電路使用中注意事項80 3.5.6 集成門電路系列型號81 3.6 高速CMOS 54/74HC系列接口設(shè)計83 3.6.1 54/74HC 系列芯片特點83 3.6.2 74HC與TTL接口85 3.6.3 74HC與單片機接口85 3.7 元器件的裝配工藝對可靠性的影響86 第4章 電磁干擾硬件控制技術(shù) 4.1 屏蔽技術(shù)88 4.1.1 電場屏蔽88 4.1.2 磁場屏蔽89 4.1.3 電磁場屏蔽91 4.1.4 屏蔽損耗的計算92 4.1.5 屏蔽體屏蔽效能的計算99 4.1.6 屏蔽箱的設(shè)計100 4.1.7 電磁泄漏的抑制措施102 4.1.8 電纜屏蔽層的屏蔽原理108 4.1.9 屏蔽與接地113 4.1.10 屏蔽設(shè)計要點113 4.2 接地技術(shù)114 4.2.1 概述114 4.2.2 安全接地115 4.2.3 工作接地117 4.2.4 接地系統(tǒng)的布局119 4.2.5 接地裝置和接地電阻120 4.2.6 地環(huán)路問題121 4.2.7 浮地方式122 4.2.8 電纜屏蔽層接地123 4.3 濾波技術(shù)126 4.3.1 濾波器概述127 4.3.2 無源濾波器130 4.3.3 有源濾波器138 4.3.4 鐵氧體抗干擾磁珠143 4.3.5 貫通濾波器146 4.3.6 電纜線濾波連接器149 4.3.7 PCB板濾波器件154 4.4 隔離技術(shù)155 4.4.1 光電隔離156 4.4.2 繼電器隔離160 4.4.3 變壓器隔離 161 4.4.4 布線隔離161 4.4.5 共模扼流圈162 4.5 電路平衡結(jié)構(gòu)164 4.5.1 雙絞線在平衡電路中的使用164 4.5.2 同軸電纜的平衡結(jié)構(gòu)165 4.5.3 差分放大器165 4.6 雙絞線的抗干擾原理及應(yīng)用166 4.6.1 雙絞線的抗干擾原理166 4.6.2 雙絞線的應(yīng)用168 4.7 信號線間的串擾及抑制169 4.7.1 線間串擾分析169 4.7.2 線間串擾的抑制173 4.8 信號線的選擇與敷設(shè)174 4.8.1 信號線型式的選擇174 4.8.2 信號線截面的選擇175 4.8.3 單股導(dǎo)線的阻抗分析175 4.8.4 信號線的敷設(shè)176 4.9 漏電干擾的防止措施177 4.10 抑制數(shù)字信號噪聲常用硬件措施177 4.10.1 數(shù)字信號負傳輸方式178 4.10.2 提高數(shù)字信號的電壓等級178 4.10.3 數(shù)字輸入信號的RC阻容濾波179 4.10.4 提高輸入端的門限電壓181 4.10.5 輸入開關(guān)觸點抖動干擾的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驅(qū)動能力184 4.11 靜電放電干擾及其抑制184 第5章 主機單元配置與抗干擾設(shè)計 5.1 單片機主機單元組成特點186 5.1.1 80C51最小應(yīng)用系統(tǒng)186 5.1.2 低功耗單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)187 5.2 總線的可靠性設(shè)計191 5.2.1 總線驅(qū)動器191 5.2.2 總線的負載平衡192 5.2.3 總線上拉電阻的配置192 5.3 芯片配置與抗干擾193 5.3.1去耦電容配置194 5.3.2 數(shù)字輸入端的噪聲抑制194 5.3.3 數(shù)字電路不用端的處理195 5.3.4 存儲器的布線196 5.4 譯碼電路的可靠性分析197 5.4.1 過渡干擾與譯碼選通197 5.4.2 譯碼方式與抗干擾200 5.5 時鐘電路配置200 5.6 復(fù)位電路設(shè)計201 5.6.1 復(fù)位電路RC參數(shù)的選擇201 5.6.2 復(fù)位電路的可靠性與抗干擾分析202 5.6.3 I/O接口芯片的延時復(fù)位205 5.7 單片機系統(tǒng)的中斷保護問題205 5.7.1 80C51單片機的中斷機構(gòu)205 5.7.2 常用的幾種中斷保護措施205 5.8 RAM數(shù)據(jù)掉電保護207 5.8.1 片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)保護207 5.8.2 利用雙片選的外RAM數(shù)據(jù)保護207 5.8.3 利用DS1210實現(xiàn)外RAM數(shù)據(jù)保護208 5.8.4 2 KB非易失性隨機存儲器DS1220AB/AD211 5.9 看門狗技術(shù)215 5.9.1 由單穩(wěn)態(tài)電路實現(xiàn)看門狗電路216 5.9.2 利用單片機片內(nèi)定時器實現(xiàn)軟件看門狗217 5.9.3 軟硬件結(jié)合的看門狗技術(shù)219 5.9.4 單片機內(nèi)配置看門狗電路221 5.10 微處理器監(jiān)控器223 5.10.1 微處理器監(jiān)控器MAX703～709/813L223 5.10.2 微處理器監(jiān)控器MAX791227 5.10.3 微處理器監(jiān)控器MAX807231 5.10.4 微處理器監(jiān)控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微處理器監(jiān)控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 帶備份電池的微處理器監(jiān)控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 測量單元配置與抗干擾設(shè)計 6.1 概述255 6.2 模擬信號放大器256 6.2.1 集成運算放大器256 6.2.2 測量放大器組成原理260 6.2.3 單片集成測量放大器AD521263 6.2.4 單片集成測量放大器AD522265 6.2.5 單片集成測量放大器AD526266 6.2.6 單片集成測量放大器AD620270 6.2.7 單片集成測量放大器AD623274 6.2.8 單片集成測量放大器AD624276 6.2.9 單片集成測量放大器AD625278 6.2.10 單片集成測量放大器AD626281 6.3 電壓/電流變換器（V/I）283 6.3.1 V/I變換電路..283 6.3.2 集成V/I變換器XTR101284 6.3.3 集成V/I變換器XTR110289 6.3.4 集成V/I變換器AD693292 6.3.5 集成V/I變換器AD694299 6.4 電流/電壓變換器（I/V）302 6.4.1 I/V變換電路302 6.4.2 RCV420型I/V變換器303 6.5 具有放大、濾波、激勵功能的模塊2B30/2B31305 6.6 模擬信號隔離放大器313 6.6.1 隔離放大器ISO100313 6.6.2 隔離放大器ISO120316 6.6.3 隔離放大器ISO122319 6.6.4 隔離放大器ISO130323 6.6.5 隔離放大器ISO212P326 6.6.6 由兩片VFC320組成的隔離放大器329 6.6.7 由兩光耦組成的實用線性隔離放大器333 6.7 數(shù)字電位器及其應(yīng)用336 6.7.1 非易失性數(shù)字電位器x9221336 6.7.2 非易失性數(shù)字電位器x9241343 6.8 傳感器供電電源的配置及抗干擾346 6.8.1 傳感器供電電源的擾動補償347 6.8.2 單片集成精密電壓芯片349 6.8.3 A/D轉(zhuǎn)換器芯片提供基準電壓350 6.9 測量單元噪聲抑制措施351 6.9.1 外部噪聲源的干擾及其抑制351 6.9.2 輸入信號串模干擾的抑制352 6.9.3 輸入信號共模干擾的抑制353 6.9.4 儀器儀表的接地噪聲355 第7章 D/A、A/D單元配置與抗干擾設(shè)計 7.1 D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的干擾源357 7.2 D/A轉(zhuǎn)換原理及抗干擾分析358 7.2.1 T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器359 7.2.2 基準電源精度要求361 7.2.3 D/A轉(zhuǎn)換器的尖峰干擾362 7.3 典型D/A轉(zhuǎn)換器與單片機接口363 7.3.1 并行12位D/A轉(zhuǎn)換器AD667363 7.3.2 串行12位D/A轉(zhuǎn)換器MAX5154370 7.4 D/A轉(zhuǎn)換器與單片機的光電接口電路377 7.5 A/D轉(zhuǎn)換器原理與抗干擾性能378 7.5.1 逐次比較式ADC原理378 7.5.2 余數(shù)反饋比較式ADC原理378 7.5.3 雙積分ADC原理380 7.5.4 V/F ADC原理382 7.5.5 ∑Δ式ADC原理384 7.6 典型A/D轉(zhuǎn)換器與單片機接口387 7.6.18 位并行逐次比較式MAX 118387 7.6.28 通道12位A/D轉(zhuǎn)換器MAX 197394 7.6.3 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器5G14433399 7.6.4 V/F轉(zhuǎn)換器AD 652在A/D轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用403 7.7 采樣保持電路與抗干擾措施408 7.8 多路模擬開關(guān)與抗干擾措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路開關(guān)配置與抗干擾技術(shù)413 7.9 D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的電源、接地與布線416 7.10 精密基準電壓電路與噪聲抑制416 7.10.1 基準電壓電路原理417 7.10.2 引腳可編程精密基準電壓源AD584418 7.10.3 埋入式齊納二極管基準AD588420 7.10.4 低漂移電壓基準MAX676/MAX677/MAX678422 7.10.5 低功率低漂移電壓基準MAX873/MAX875/MAX876424 7.10.6 MC1403/MC1403A、MC1503精密電壓基準電路430 第8章 功率接口與抗干擾設(shè)計 8.1 功率驅(qū)動元件432 8.1.1 74系列功率集成電路432 8.1.2 75系列功率集成電路433 8.1.3 MOC系列光耦合過零觸發(fā)雙向晶閘管驅(qū)動器435 8.2 輸出控制功率接口電路438 8.2.1 繼電器輸出驅(qū)動接口438 8.2.2 繼電器—接觸器輸出驅(qū)動電路439 8.2.3 光電耦合器—晶閘管輸出驅(qū)動電路439 8.2.4 脈沖變壓器—晶閘管輸出電路440 8.2.5 單片機與大功率單相負載的接口電路441 8.2.6 單片機與大功率三相負載間的接口電路442 8.3 感性負載電路噪聲的抑制442 8.3.1 交直流感性負載瞬變噪聲的抑制方法442 8.3.2 晶閘管過零觸發(fā)的幾種形式445 8.3.3 利用晶閘管抑制感性負載的瞬變噪聲447 8.4 晶閘管變流裝置的干擾和抑制措施448 8.4.1 晶閘管變流裝置電氣干擾分析448 8.4.2 晶閘管變流裝置的抗干擾措施449 8.5 固態(tài)繼電器451 8.5.1 固態(tài)繼電器的原理和結(jié)構(gòu)451 8.5.2 主要參數(shù)與選用452 8.5.3 交流固態(tài)繼電器的使用454 第9章 人機對話單元配置與抗干擾設(shè)計 9.1 鍵盤接口抗干擾問題456 9.2 LED顯示器的構(gòu)造與特點458 9.3 LED的驅(qū)動方式459 9.3.1 采用限流電阻的驅(qū)動方式459 9.3.2 采用LM317的驅(qū)動方式460 9.3.3 串聯(lián)二極管壓降驅(qū)動方式462 9.4 典型鍵盤/顯示器接口芯片與單片機接口463 9.4.1 8位LED驅(qū)動器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED顯示驅(qū)動器MAX 7219468 9.4.3 并行鍵盤/顯示器專用芯片8279482 9.4.4 串行鍵盤/顯示器專用芯片HD 7279A492 9.5 LED顯示接口的抗干擾措施502 9.5.1 LED靜態(tài)顯示接口的抗干擾502 9.5.2 LED動態(tài)顯示接口的抗干擾506 9.6 打印機接口與抗干擾技術(shù)508 9.6.1 并行打印機標準接口信號508 9.6.2 打印機與單片機接口電路509 9.6.3 打印機電磁干擾的防護設(shè)計510 9.6.4 提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性的措施512 第10章 供電電源的配置與抗干擾設(shè)計 10.1 電源干擾問題概述513 10.1.1 電源干擾的類型513 10.1.2 電源干擾的耦合途徑514 10.1.3 電源的共模和差模干擾515 10.1.4 電源抗干擾的基本方法516 10.2 EMI電源濾波器517 10.2.1 實用低通電容濾波器518 10.2.2 雙繞組扼流圈的應(yīng)用518 10.3 EMI濾波器模塊519 10.3.1 濾波器模塊基礎(chǔ)知識519 10.3.2 電源濾波器模塊521 10.3.3 防雷濾波器模塊531 10.3.4 脈沖群抑制模塊532 10.4 瞬變干擾吸收器件532 10.4.1 金屬氧化物壓敏電阻（MOV）533 10.4.2 瞬變電壓抑制器（TVS）537 10.5 電源變壓器的屏蔽與隔離552 10.6 交流電源的供電抗干擾方案553 10.6.1 交流電源配電方式553 10.6.2 交流電源抗干擾綜合方案555 10.7 供電直流側(cè)抑制干擾措施555 10.7.1 整流電路的高頻濾波555 10.7.2 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源配置與抗干擾556 10.7.3 集成穩(wěn)壓器使用中的保護557 10.8 開關(guān)電源干擾的抑制措施559 10.8.1 開關(guān)噪聲的分類559 10.8.2 開關(guān)電源噪聲的抑制措施560 10.9 微機用不間斷電源UPS561 10.10 采用晶閘管無觸點開關(guān)消除瞬態(tài)干擾設(shè)計方案564 第11章 印制電路板的抗干擾設(shè)計 11.1 印制電路板用覆銅板566 11.1.1 覆銅板材料566 11.1.2 覆銅板分類568 11.1.3 覆銅板的標準與電性能571 11.1.4 覆銅板的主要特點和應(yīng)用583 11.2 印制板布線設(shè)計基礎(chǔ)585 11.2.1 印制板導(dǎo)線的阻抗計算585 11.2.2 PCB布線結(jié)構(gòu)和特性阻抗計算587 11.2.3 信號在印制板上的傳播速度589 11.3 地線和電源線的布線設(shè)計590 11.3.1 降低接地阻抗的設(shè)計590 11.3.2 減小電源線阻抗的方法591 11.4 信號線的布線原則592 11.4.1 信號傳輸線的尺寸控制592 11.4.2 線間串擾控制592 11.4.3 輻射干擾的抑制593 11.4.4 反射干擾的抑制594 11.4.5 微機自動布線注意問題594 11.5 配置去耦電容的方法594 11.5.1 電源去耦595 11.5.2 集成芯片去耦595 11.6 芯片的選用與器件布局596 11.6.1 芯片選用指南596 11.6.2 器件的布局597 11.6.3 時鐘電路的布置598 11.7 多層印制電路板599 11.7.1 多層印制板的結(jié)構(gòu)與特點599 11.7.2 多層印制板的布局方案600 11.7.3 20H原則605 11.8 印制電路板的安裝和板間配線606 第12章 軟件抗干擾原理與方法 12.1 概述607 12.1.1 測控系統(tǒng)軟件的基本要求607 12.1.2 軟件抗干擾一般方法607 12.2 指令冗余技術(shù)608 12.2.1 NOP的使用609 12.2.2 重要指令冗余609 12.3 軟件陷阱技術(shù)609 12.3.1 軟件陷阱609 12.3.2 軟件陷阱的安排610 12.4 故障自動恢復(fù)處理程序613 12.4.1 上電標志設(shè)定614 12.4.2 RAM中數(shù)據(jù)冗余保護與糾錯616 12.4.3 軟件復(fù)位與中斷激活標志617 12.4.4 程序失控后恢復(fù)運行的方法618 12.5 數(shù)字濾波619 12.5.1 程序判斷濾波法620 12.5.2 中位值濾波法620 12.5.3 算術(shù)平均濾波法621 12.5.4 遞推平均濾波法623 12.5.5 防脈沖干擾平均值濾波法624 12.5.6 一階滯后濾波法626 12.6 干擾避開法627 12.7 開關(guān)量輸入/輸出軟件抗干擾設(shè)計629 12.7.1 開關(guān)量輸入軟件抗干擾措施629 12.7.2 開關(guān)量輸出軟件抗干擾措施629 12.8 編寫軟件的其他注意事項630 附錄 電磁兼容器件選購信息632
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