PLC 以 其 可靠性高、抗干擾能力強、配套齊全、功能完善、適應性強等特點,廣泛應用于各種控制領域。PLC作為通用工業控制計算機,是面向工礦企業的工控設備,使用梯形圖符號進行編程,與繼電器電路相當接近,被廣大工程技術人員接受。但是在實際應用中,如何編程能夠提高PLC程序運行速度是一個值得我們思考研究的問題。1 PLC工作原理PLC 與 計 算機的工作原理基本相同,即在系統程序的管理下,通過運行應用程序完成用戶任務。但兩者的工作方式有所不同。計算機一般采用等待命令的工作方式,而PLC在確定了工作任務并裝人了專用程序后成為一種專用機,它采用循環掃描工作方式,系統工作任務管理及應用程序執行都是用循環掃描方式完成的。PLC 有 兩 種基本的工作狀態,即運行(RUN)與停止(STOP)狀態。在這兩種狀態下,PLC的掃描過程及所要完成的任務是不盡相同的,如圖1所示。 PLC在RUN工作狀態時,執行一次掃描操作所的時間稱為掃描周期,其典型值通常為1一100nis,不同PLC廠家的產品則略有不同。掃描周期由內部處理時間、輸A/ 輸出處理執行時間、指令執行時間等三部分組成。通常在一個掃描過程中,執行指令的時間占了絕大部分,而執行指令的時間與用戶程序的長短有關。用戶 程 序 是根據控制要求由用戶編制,由許多條PLC指令所組成。不同的指令所對應的程序步不同,以三菱FX2N系列的PLC為例,PLC對每一個程序步操作處理時間為:基本指令占0.741s/步,功能指令占幾百微米/步。完成一個控制任務可以有多種編制程序的方法,因此,選擇合理、巧妙的編程方法既可以大大提高程序運行速度,又可以保證可靠性。 提高PLC程序運行速度的幾種編程方法2.1 用數據傳送給位元件組合的方法來控制輸出在 PL C應 用編程中,最后都會有一段輸出控制程序,一般都是用邏輯取及輸出指令來編寫,如圖2所示。在圖2所示的程序中,邏輯取的程序步為1,輸出的程序步為2,執行上述程序共需3個程序步。通常情況下,PLC要控制的輸出都不會是少量的,比如,有8個輸出,在條件滿足時要同時輸出。此時,執行圖2所示的程序共需17個程序步。若我們通過位元件的組合并采用數據傳送的方法來完成圖2所示的程序,就會大大減少程序步驟。在三 菱 PLC中,只處理ON/OFF狀態的元件(如X,Y,M和S),稱為位元件。但將位元件組合起來也可以處理數據。位元件組合由Kn加首元件號來表示。位元件每4bit為一組組合成單元。如KYO中的n是組數,當n=1時,K,Yo 對應的是Y3一Yo。當n二2時,KZYo對應的是Y7一Yo。通過位元件組合,就可以用處理數據的方式來處理位元件,圖2程序所示的功能可用圖3所示的傳送數據的方式來完成。
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C8051F040/1/2/3/4/5/6/7混合信號ISP FLASH 微控制器數 據 手 冊 C8051F04x 系列器件是完全集成的混合信號片上系統型MCU,具有64 個數字I/O 引腳(C8051F040/2/4/6)或32 個數字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,具有可編程數據更新方式(C8051F040/1/2/3) 64KB(C8051F040/1/2/3/4/5)或32KB(C8051F046/7)可在系統編程的FLASH 存儲器 4352(4K+256)字節的片內RAM 可尋址64KB 地址空間的外部數據存儲器接口 硬件實現的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器/定時器陣列 片內看門狗定時器、VDD 監視器和溫度傳感器具有片內VDD 監視器、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。所有模擬和數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重新編程能力,可用于非易失性數據存儲,并允許現場更新8051 固件。片內JTAG 調試電路允許使用安裝在最終應用系統上的產品MCU 進行非侵入式(不占用片內資源)、全速、在系統調試。該調試系統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,所有的模擬和數字外設都可全功能運行。每個MCU 都可在工業溫度范圍(-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)。
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單片機應用系統抗干擾技術:第1章 電磁干擾控制基礎. 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 電磁兼容性設計3 1.2.3 電磁兼容性常用術語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 集中參數模型9 1.4.2 分布參數模型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 傳導耦合14 1.5.2 感應耦合(近場耦合)15 .1.5.3 電磁輻射耦合(遠場耦合)15 1.6 單片機應用系統電磁干擾控制的一般方法16 第2章 數字信號耦合與傳輸機理 2.1 數字信號與電磁干擾18 2.1.1 數字信號的開關速度與頻譜18 2.1.2 開關暫態電源尖峰電流噪聲22 2.1.3 開關暫態接地反沖噪聲24 2.1.4 高速數字電路的EMI特點25 2.2 導線阻抗與線間耦合27 2.2.1 導體交直流電阻的計算27 2.2.2 導體電感量的計算29 2.2.3 導體電容量的計算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 長線傳輸過程的數學描述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性與阻抗匹配44 2.4 數字信號傳輸過程中的畸變45 2.4.1 信號傳輸的入射畸變45 2.4.2 信號傳輸的反射畸變46 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計59 3.1.1 元件的選擇準則59 3.1.2 元件的降額設計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數字集成電路的抗干擾性能78 3.5.4 CMOS數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 4.1 屏蔽技術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 屏蔽設計要點113 4.2 接地技術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 接地系統的布局119 4.2.5 接地裝置和接地電阻120 4.2.6 地環路問題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 電路平衡結構164 4.5.1 雙絞線在平衡電路中的使用164 4.5.2 同軸電纜的平衡結構165 4.5.3 差分放大器165 4.6 雙絞線的抗干擾原理及應用166 4.6.1 雙絞線的抗干擾原理166 4.6.2 雙絞線的應用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 單股導線的阻抗分析175 4.8.4 信號線的敷設176 4.9 漏電干擾的防止措施177 4.10 抑制數字信號噪聲常用硬件措施177 4.10.1 數字信號負傳輸方式178 4.10.2 提高數字信號的電壓等級178 4.10.3 數字輸入信號的RC阻容濾波179 4.10.4 提高輸入端的門限電壓181 4.10.5 輸入開關觸點抖動干擾的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驅動能力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計 5.1 單片機主機單元組成特點186 5.1.1 80C51最小應用系統186 5.1.2 低功耗單片機最小應用系統187 5.2 總線的可靠性設計191 5.2.1 總線驅動器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 數字輸入端的噪聲抑制194 5.3.3 數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 復位電路設計201 5.6.1 復位電路RC參數的選擇201 5.6.2 復位電路的可靠性與抗干擾分析202 5.6.3 I/O接口芯片的延時復位205 5.7 單片機系統的中斷保護問題205 5.7.1 80C51單片機的中斷機構205 5.7.2 常用的幾種中斷保護措施205 5.8 RAM數據掉電保護207 5.8.1 片內RAM數據保護207 5.8.2 利用雙片選的外RAM數據保護207 5.8.3 利用DS1210實現外RAM數據保護208 5.8.4 2 KB非易失性隨機存儲器DS1220AB/AD211 5.9 看門狗技術215 5.9.1 由單穩態電路實現看門狗電路216 5.9.2 利用單片機片內定時器實現軟件看門狗217 5.9.3 軟硬件結合的看門狗技術219 5.9.4 單片機內配置看門狗電路221 5.10 微處理器監控器223 5.10.1 微處理器監控器MAX703~709/813L223 5.10.2 微處理器監控器MAX791227 5.10.3 微處理器監控器MAX807231 5.10.4 微處理器監控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微處理器監控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 帶備份電池的微處理器監控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 測量單元配置與抗干擾設計 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 數字電位器及其應用336 6.7.1 非易失性數字電位器x9221336 6.7.2 非易失性數字電位器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計 7.1 D/A、A/D轉換器的干擾源357 7.2 D/A轉換原理及抗干擾分析358 7.2.1 T型電阻D/A轉換器359 7.2.2 基準電源精度要求361 7.2.3 D/A轉換器的尖峰干擾362 7.3 典型D/A轉換器與單片機接口363 7.3.1 并行12位D/A轉換器AD667363 7.3.2 串行12位D/A轉換器MAX5154370 7.4 D/A轉換器與單片機的光電接口電路377 7.5 A/D轉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轉換器MAX 197394 7.6.3 雙積分式A/D轉換器5G14433399 7.6.4 V/F轉換器AD 652在A/D轉換器中的應用403 7.7 采樣保持電路與抗干擾措施408 7.8 多路模擬開關與抗干擾措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路開關配置與抗干擾技術413 7.9 D/A、A/D轉換器的電源、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計 8.1 功率驅動元件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雙向晶閘管驅動器435 8.2 輸出控制功率接口電路438 8.2.1 繼電器輸出驅動接口438 8.2.2 繼電器—接觸器輸出驅動電路439 8.2.3 光電耦合器—晶閘管輸出驅動電路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 固態繼電器451 8.5.1 固態繼電器的原理和結構451 8.5.2 主要參數與選用452 8.5.3 交流固態繼電器的使用454 第9章 人機對話單元配置與抗干擾設計 9.1 鍵盤接口抗干擾問題456 9.2 LED顯示器的構造與特點458 9.3 LED的驅動方式459 9.3.1 采用限流電阻的驅動方式459 9.3.2 采用LM317的驅動方式460 9.3.3 串聯二極管壓降驅動方式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驅動器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED顯示驅動器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靜態顯示接口的抗干擾502 9.5.2 LED動態顯示接口的抗干擾506 9.6 打印機接口與抗干擾技術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計510 9.6.4 提高數據傳輸可靠性的措施512 第10章 供電電源的配置與抗干擾設計 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 雙繞組扼流圈的應用518 10.3 EMI濾波器模塊519 10.3.1 濾波器模塊基礎知識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 串聯型直流穩壓電源配置與抗干擾556 10.7.3 集成穩壓器使用中的保護557 10.8 開關電源干擾的抑制措施559 10.8.1 開關噪聲的分類559 10.8.2 開關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消除瞬態干擾設計方案564 第11章 印制電路板的抗干擾設計 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用583 11.2 印制板布線設計基礎585 11.2.1 印制板導線的阻抗計算585 11.2.2 PCB布線結構和特性阻抗計算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計590 11.3.1 降低接地阻抗的設計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 多層印制板的結構與特點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 故障自動恢復處理程序613 12.4.1 上電標志設定614 12.4.2 RAM中數據冗余保護與糾錯616 12.4.3 軟件復位與中斷激活標志617 12.4.4 程序失控后恢復運行的方法618 12.5 數字濾波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 開關量輸入/輸出軟件抗干擾設計629 12.7.1 開關量輸入軟件抗干擾措施629 12.7.2 開關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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目前,大型設計一般推薦使用同步時序電路。同步時序電路基于時鐘觸發沿設計,對時鐘的周期、占空比、延時和抖動提出了更高的要求。為了滿足同步時序設計的要求,一般在FPGA設計中采用全局時鐘資源驅動設計的主時鐘,以達到最低的時鐘抖動和延遲。 FPGA全局時鐘資源一般使用全銅層工藝實現,并設計了專用時鐘緩沖與驅動結構,從而使全局時鐘到達芯片內部的所有可配置單元(CLB)、I/O單元 (IOB)和選擇性塊RAM(Block Select RAM)的時延和抖動都為最小。為了適應復雜設計的需要,Xilinx的FPGA中集成的專用時鐘資源與數字延遲鎖相環(DLL)的數目不斷增加,最新的 Virtex II器件最多可以提供16個全局時鐘輸入端口和8個數字時鐘管理模塊(DCM)。與全局時鐘資源相關的原語常用的與全局時鐘資源相關的Xilinx器件原語包括:IBUFG、IBUFGDS、BUFG、BUFGP、BUFGCE、 BUFGMUX、BUFGDLL和DCM等,如圖1所示。
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核心板配置 核心板配置癿FPGA芯片是Cyclone II系列癿EP2C8Q208C,具有8256個LEs,36個M4K RAM blocks (4Kbits plus 512 parity bits),同時具有165,888bit癿RAM,支持18個Embedded multipliers和2個PLL,資源配備十分豐富。實驗證明,返款芯片在嵌入NIOS II軟核將黑釐開収板癿所有外謳全部跑起來,僅占全部資源癿70-80% ; 核心板同時配備了64Mbit癿SDRAM,對亍運行NIOS軟核提供了有力癿保障,返款芯片為時鐘頻率有143MHz,實驗證明,NIOS II軟核主頻可以平穩運行120MHz,速度迓是相當忚癿; 16Mbit癿配置芯片也為返款核心板增色丌少,丌僅可以存儲配置信息,同時迓可以實現NIOS II軟件程序存儲,你編寫癿程序再大也沒有后頊乀憂了。 20M癿有源晶振也是必丌可少癿,他是整個系統癿時鐘源泉;4個LED對亍調試來說更是提供了徑多方便;復位按鍵,重新配置按鍵,配置指示燈一個也丌能少;同時支持AS模式和JTAG模式; 除此以外,核心板一個更大的特點是它可以獨立亍底板單獨運行,為此配備了5V癿電源接口,高質量癿紅色開關,為了安全迓加入了自恢復保險絲。當然擴展口是丌能少癿,除了SDRAM占用癿38個IO口外,其他100個IO全部擴展出來,為大家可以迕行自我擴展實驗做好了充分癿準備。 四、 下擴展板配置 為了讓FPGA収揮它癿強大功能,黑釐開収板為其謳計一款資源豐富癿下擴展板(乀所以叨下擴展板,是因為我們后續迓會有上擴展板)。下面我們就來簡單介終一下下擴展板癿資源配置。 支持網絡功能,配置ENC28J60網口芯片。ENC28J60是Microchip Technology(美國微芯科技公司)推出癿28引腳獨立以太網控刢器。目前市場上大部分以太網控刢器癿封裝均赸過80引腳,而符吅IEEE 802.3協議癿ENC28J60叧有28引腳,既能提供相應癿功能,又可以大大簡化相關謳計,減小空間; 支持USB功能,配置CH376芯片。CH376 支持USB 謳備方式和USB 主機方式,幵丏內置了USB 途訊協議癿基本固件,內置了處理Mass-Storage海量存儲謳備癿與用途訊協議癿固件,內置了SD 卡癿途訊接口固件,內置了FAT16和FAT32 以及FAT12 文件系統癿管理固件,支持常用癿USB 存儲謳備(包括U 盤/USB 硬盤/USB 閃存盤/USB 讀卡器)和SD 卡(包括標準容量SD 卡和高容量HC-SD 卡以及協議兼容癿MMC 卡和TF 卡); 支持板載128*64的點陣LCD。ST7565P控刢芯片,內置DC/DC電路,途過軟件調節對比度。該芯片支持,幵口和串口丟種方式;
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慢波結構是微波管重要的部件,它是電子注與高頻場相互作用進行能量交換以實現微波振蕩或放大的場所。隨著對微波管性能越來越高的要求,微波管慢波結構的效率和性能要求也隨之提高。文中首先分析了如何求解微波管慢波結構的高頻特性,并在此基礎上使用了HFSS以及CST MWS等軟件對兩種新型微波管慢波結構(環桿慢波結構、折疊波導慢波結構)的高頻特性(色散特性、耦合阻抗)進行了初步的仿真研究,并通過對結果的分析比較了兩個結構的特性。
上傳時間: 2013-10-15
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溫濕度傳感器 sht11 仿真程序 sbit out =P3^0; //加熱口 //sbit input =P1^1;//檢測口 //sbit speek =P2^0;//報警 sbit clo =P3^7;//時鐘 sbit ST =P3^5;//開始 sbit EOC =P3^6;//成功信號 sbit gwei =P3^4;//個位 sbit swei =P3^3;//十位 sbit bwei =P3^2;//百位 sbit qwei =P3^1;//千位 sbit speak =P0^0;//報警音 sbit bjled =P0^1;//報警燈 sbit zcled =P0^2;//正常LED int count; uchar xianzhi;//取轉換結果 uchar seth;//高時間 uchar setl;//低時間 uchar seth_mi;//高時間 uchar setl_mi;//低時間 bit hlbz;//高低標志 bit clbz; bit spbz; ///定時中斷程序/// void t0 (void) interrupt 1 using 0 { TH0=(65536-200)/256;//5ms*200=1000ms=1s TL0=(65536-200)%256; clo=!clo;//產生時鐘 if(count>5000) { if(hlbz) { if(seth_mi==0){seth_mi=seth;hlbz=0;out=0;} else seth_mi--; } if(!hlbz) { if(setl_mi==0){setl_mi=setl;hlbz=1;out=1;} else setl_mi--; } count=0; } else count++; } ///////////// ///////延時/////// delay(int i) { while(--i); } ///////顯示處理/////// xianshi() { int abcd=0; int i; for (i=0;i<5;i++) { abcd=xianzhi; gwei=1; swei=1; bwei=1; qwei=1; P1=dispcode[abcd/1000]; qwei=0; delay(70); qwei=1; abcd=abcd%1000; P1=dispcode[abcd/100]; bwei=0; delay(70); bwei=1; abcd=abcd%100; P1=dispcode[abcd/10]; swei=0; delay(70); swei=1; abcd=abcd%10; P1=dispcode[abcd]; gwei=0; delay(70); gwei=1; } } doing() { if(xianzhi>100) {bjled=0;speak=1;zcled=1;} else {bjled=1;speak=0;zcled=0;} } void main(void) { seth=60;//h60秒 setl=90;//l90秒 seth_mi=60;//h60秒 setl_mi=90;//l90秒 TMOD=0X01;//定時0 16位工作模式 TH0=(65536-200)/256; TL0=(65536-200)%256; TR0=1; //開始計時 ET0=1; //開定時0中斷 EA=1; //開全中斷 while(1) { ST=0; _nop_(); ST=1; _nop_(); ST=0; // EOC=0; xianshi(); while(!EOC) { xianshi(); } xianzhi=P2; xianshi(); doing(); } }
上傳時間: 2013-11-07
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目前,大型設計一般推薦使用同步時序電路。同步時序電路基于時鐘觸發沿設計,對時鐘的周期、占空比、延時和抖動提出了更高的要求。為了滿足同步時序設計的要求,一般在FPGA設計中采用全局時鐘資源驅動設計的主時鐘,以達到最低的時鐘抖動和延遲。 FPGA全局時鐘資源一般使用全銅層工藝實現,并設計了專用時鐘緩沖與驅動結構,從而使全局時鐘到達芯片內部的所有可配置單元(CLB)、I/O單元 (IOB)和選擇性塊RAM(Block Select RAM)的時延和抖動都為最小。為了適應復雜設計的需要,Xilinx的FPGA中集成的專用時鐘資源與數字延遲鎖相環(DLL)的數目不斷增加,最新的 Virtex II器件最多可以提供16個全局時鐘輸入端口和8個數字時鐘管理模塊(DCM)。與全局時鐘資源相關的原語常用的與全局時鐘資源相關的Xilinx器件原語包括:IBUFG、IBUFGDS、BUFG、BUFGP、BUFGCE、 BUFGMUX、BUFGDLL和DCM等,如圖1所示。
上傳時間: 2013-11-20
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計算機對信號進行分析和處理依賴于數據的采集,而現有的數據采集卡成本高,接口復雜,不易擴展。采用USB控制器和FPGA為核心設計系統的硬件平臺,再結合LabVIEW設計用戶應用程序、NI-VISA開發USB驅動程序,最終實現高速數據采集系統的設計。實驗結果表明,系統集成度高,結構靈活便于擴展,達到了30Mbit/s的可靠數據傳輸速度。
上傳時間: 2013-10-23
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X9241概述X9241是XICOR公司生產的、把4個E2POT數字電位器集成在單片的CMOS集成電路上的一種數字電位器。它包含4個電阻陣列,每個陣列包含63個電阻單元,在每個單元之間和2個端點之間都有被滑動單元訪問的抽頭點。滑動單元在陣列中的位置由用戶通過2線串行總線接口控制。每個電阻陣列與1個滑動端計數寄存器(WCR)和4個8位數據寄存器聯系在一起。這4個數據寄存器可由用戶直接寫入和讀出。WCR的內容控制滑動端在電阻陣列中的位置,其功能框圖如圖1所示。X9241工作原理 X9241支持雙向總線的定向規約,是一個從屬器件。它的高4位地址為0101(器件類型辨識符),低4位地址由A3~A0輸入端狀態決定。在SDA線上的數據只有在SCL為低期間才能改變狀態。當SCL為高時,SDA狀態的改變用來表示開始和終止條件(開始條件:SCL為高時,SDA由高至低的跳變;終止條件:SCL為高時,SDA由低至高的跳變)。送給X9241的所有命令都由開始條件引導,在其后輸出X9241從器件的地址。X9241把串行數據流與該器件的地址比較,若地址比較成功,則作出一個應答響應。送到X9241的下一個字節包括指令及寄存器指針的信息,高4位為指令,低4位用來指出4個電位器中的1個及4個輔助寄存器中的1個。
上傳時間: 2014-01-18
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