设计应用
106基于USB/RS232的无线通讯终端系统的设计方案
21IC电子网 (0)1.引言目前仪器设备多数采用RS232接口与计算机通信,但是随着计算机技术的发展,支持热插拔的USB标准接口将取代RS232接口,因此计算机将越来越少配置甚至不配置RS232接口。RS232接口与USB接口虽然都属于串行接口,但它们的数据格式、通信协议、信号电平以及机械连接方式则不同。这样计算机不能控制现有仪器设备,解决这一问题就得把现有的仪器设备的RS232接口转换成USB接口。实现这种转换可以采用USB/RS232桥接器件如CP2102,CP2103进行设计,计算机通过USB接口虚拟一个RS232接口,与传统设备器件连接,设备对计算机接口的形式为USB接口。2.无线数据通讯终端系统的接口设计无线数据通讯终端系统系统包括:CP2102USB转RS232模块,STM32F103C6T6控制模块,NRF2401+无线发送模块。结构框图如图1所示:3.无线数据通讯终端系统的选型Silicon Laboratories公司推出的USB接口与RS232接口转换器CP2102/CP2103是一款高度集成的USB-UART桥接器,提供一个使用*小化元件和PCB空间来实现RS232转换USB的简便解
基于FPGA的IIR数字滤波器的设计方案
21IC电子网 (0)1.引言数字滤波器在通信、自动控制、雷达、**、航空航天、医疗、家用电器等众多领域得到了广泛的应用。其中IIR数字滤波器和FIR数字滤波器是目前人们使用较多的两种。数字滤波器通常采用计算机软件、专用数字滤波器、DSP器件或可编程逻辑器件(如FPGA)实现。因为,用FPGA实现数字滤波器具有实时性强、灵活性高、处理速度快以及小批量生产成本低等优点,所以得到了较为广泛的应用。本文以巴特沃思数字带通滤波器为例,较为详细地介绍了其设计和实现方法。给定巴特沃兹数字带通滤波器的抽样频率为500Hz,上、下边带截止频率分别为150Hz和30Hz.2.滤波器的系统模型双线性变换法是在低通滤波器的基础上采用频率变换法把低通滤波器转换成所需要滤波器的。据此方法,我们得到如下滤波器的系统模型:3.Matlab仿真针对式(1)所描述的系统模型,利用Matlab软件工具箱函数freqz(b,a,N,Fs)绘制出其幅频特性和相频特性,以检验参数的正确性。该滤波器的幅相频率特性如图1所示。由图1可见,系统的上、下边带分别为150Hz和30Hz,满足系统设计要求。4.FPGA设计4.1 滤波器的结构同一系统函数的II
基于ARM的汽车射频识别防盗系统的设计方案
21IC电子网 (0)1.引言随着RFID科技的发展,汽车防盗装置日趋严密、完善和使用方便,汽车防盗的发展方向则向智能程度更高的芯片式和网络式发展。基于射频识别技术的汽车防盗系统属于芯片式防盗系统,它是射频技术的新应用。基于射频识别技术的汽车防盗系统具有无接触,工作距离大,进度高,信息搜集处理快捷及较好的环境适应性等特点。本文重点介绍一种基于ARM射频识别防盗系统硬件设计,在硬件系统的基础上,移植了嵌入式实时操作系统,使得系统的软件设计更加灵活。此系统能够很好的克服市场上使用的电池遥控装置的弱点,有效的达到汽车防盗的目的。2.防盗系统原理在携带系统已授权“钥匙”的情况下,当车主试途进入车内的时候,只需拉动车门把手,系统便主动解锁让用户进入,此时车门会自动打开。这是由于当用户打开车门把手或后备厢开关时,会触发汽车车门内的传感器装置,使其发送含密码信息的低频信号,以检测汽车外围一定范围内是否有授权的钥匙,这个检测通常在汽车外围的范围内有匙1.5~2.0m,当“钥匙”接收到该检测信号后,会效相应发送与该钥匙相关的高频加密信号,汽车接收到该密码信号后核对,如果密码有效,则车门或后备厢盖的门锁会自动开启,整个过程持续
设计应用
107基于电话网络的遥控家电及防盗系统设计
21IC电子网 (0)0 引言电话与手机是现代人生活中*常使用的通讯工具之一,若能善加运用电话网络与电子技术、无线通信、计算机科技等各项技术相互结合,就能让我们出门在外也能轻易地掌握家中状况。因此,若能建立一套方便实用的家庭自动化与防盗保安系统,以便提供一个可以简易管理居家环境的方式,达到家庭自动化、防盗保安和节约能源的目的。本研究利用公众电话网络经复频接收IC(KT3170)连接至单芯片(EM78P451P),透过单芯片驱动外部电路与家中电器及门窗的监视传感器连接,再利用EEPROM(93C66)内存设定电话及手机号码,经由电话网络传输,以达到控制家电及防盗保安的双向监控系统。1 系统规划与设计图1为电话网络应用于家电控制及防盗监控系统硬件架构图,主要利用单芯片微控制器为中央处理模块,配合公众电话网络系统,实现家电负载控制及防盗监控的功能。1.1 硬件结构家电控制及防盗监控系统绝大部份功能在中央处理模块内完成。中央处理模块实际上为一微处理器,本系统的功能用汇编语言设计而成。4×4键盘作为家电控制及防盗监控系统的输入通道,如电话号码或手机号码的设定、浏览等。液晶显示器,用于将已设定好的电话号码或手机号码等的
基于移动代理的主动网络**架构的研究
现代电子技术 (0)1 引 言随着网络技术的飞速发展,网络正影响并改变着人们生活的方方面面,现有的传统网络的功能单一而封闭,对网络内部结点的功能开发很少,服务只能在端系统实现,使现有服务的优化和扩展、新服务的开发等受到很大的限制。因此DARPA(美国国防部**研究计划署)提出一种新型的网络体系结构——主动网络。而具有跨平台移动机制的移动代理技术为计算机网络环境中的许多领域提供了新的解决方案,特别是移动代理技术与主动网络的结合正在逐步受到关注,但相应的**问题日益突出。本文主要以移动代理系统的**问题和主动网络**的问题来展开,提出一种基于移动代理的主动网络**架构,并给出了一些相应的策略。2 基于移动代理的主动网络**问题2.1 移动代理移动代理是能在异构网络主机之间自主地进行迁移的有名字的程序,程序能自主地决定在什么时候迁移到什么地方。在移动时,它能在程序运行的任意点上挂起,然后迁移到另一台主机上重新开始或接着这一点继续往下执行,*后返回结果和消息。移动代理也能克隆自己或者产生子代理,迁移到其他主机上以共同协作完成复杂的任务。移动代理系统是指能创建、解释、执行、传送和终止代理的平台,它由名称和地址惟一
基于GPRS的远程数据采集系统
21IC电子网 (0)引言GPRS(general packet radio service)是通用分组无线业务的简称,该技术建立在GSM网络的基础上,被称为2.5 代移动通信技术,它将无线通信与Internet 紧密结合。基于GPRS的远程数据采集系统是通过中国移动的GPRS无线通信网络系统提供的广域无线IP接入方式,将工业和民用的数据信息实时传递到的互联网上的集中数据监控和管理中心,以实现对远端数据的采集、传递、和对被监测设备的统一管理和控制。目前,远程数据采集系统通常有两种形式:通过有线网络发送信息的远程数据采集系统和通过GPRS 无线方式直接发送信息的远程数据采集系统。通过电话线有线网络传送数据,由于每次拨号都需要等待,速度慢,而且费用也较高。同时,由于各监控点分布范围广、数量多、距离远,有些点还地处偏僻,有些采集点有线线路难以到达,采用这种形式已经无法满足系统实时性的要求;GPRS具有速度快、使用费用低等特点,其传输速度可达171.2kb/s。与有线通信方式相比,采用GPRS无线通信方式具有组网灵活、扩展容易、运行费用低,维护简单、性价比高等优点。由于GPRS更适合应用在小数据量、高实时性要求的
设计应用
108MCU的高集成度与低功耗设计应对市场需求
单片机与嵌入式系统 (0)面对缤纷多彩的 MCU 世界,如何在新品设计,老产品更新换代中正确的选择芯片和供应商将是要面临的一个重要的题目,因为无论是产品的更新还是 MCU 的更新速度都远远超出设计者预想,正确把握 MCU 发展趋势,利用 MCU 帮助产品**是电子设计者正在考虑的问题。*近一段时间各大半导体公司纷纷表现出对 MCU(微控制器 / 单片机)市场的关注,相继推出新型的 MCU芯片,飞思卡尔公司在 6 月 17 日佛罗里达州奥兰多市 飞思卡尔技术论坛上宣布 MCU 将是他们未来业务增长的重要产品线,除了继续**汽车电子领域 MCU 的优势外,将重视通用 MCU 的发展; ARM 体系结构在嵌入式微处理器市场高速增长带动了 ARM 在 MCU 市场优势的**,继ARM7TDMI 获得成功后, Cortex-M3 以高性能,低功耗和低费用正在成为新一代 32 位 MCU 的主流; 8/16 位 MCU继续保持市场产量的优势,各种 8051 结构依是 8 位 MCU的主流,传统 8 位 MCU AVR 、瑞萨 R8C/Tiny 也纷纷发布新品, 16 位的 MSP430 在低功耗无线应用表现出众。32 位大
WebSocket技术在实时WEB通讯中的应用研究
21IC电子网 (0)1.前言作为下一代的Web标准,HTML5拥有许多引人注目的新特性,如Canvas、本地存储、多媒体编程接口、WebSocket等,有两大特点:首先,强化Web网页的表现性能。其次,追加本地数据库等Web应用的功能。包括HTML、CSS和JavaScript在内的一套技术组合,减少浏览器对于需要插件的丰富性网络应用服务(plug-inbasedrich internet application,RIA),如Adobe Flash、Microsoft Silverlight与OracleJavaFX的需求,并且提供更多能有效增强网络应用的标准集。而有“Web的TCP”支撑的WebSocket在打破了现有的WEB网络通讯编程模式,WebSocket使得浏览器提供对Socket的支持成为可能,在浏览器和服务器之间提供了一个基于TCP连接的双向通道,使得开发人员可以方便构建实时Web应用。2.传统实时WEB的通讯技术传统的Web应用的信息交互过程是客户端通过浏览器发出一个请求(Request),服务器端接收和审核完请求后进行处理(Response)并返回结果给客户端,然后客户端浏览器将信息呈现
一种新思路的机动车辆跟踪防盗系统设计
21IC电子网 (0)GPS就是这样一种能实现高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、价格可接受的高科技定位产品。而GSM能通过数据业务和短消息业务,很好的传递控制和定位信息。因此,GPS和GSM这两个当今热门技术结合的产物,将*大程度的满足人们对移动目标的跟踪需求。1.引言GSM网络的不断发展使我们生活交往拉近了距离。GPS定位系统使我们知道了我们的**地立足点。于是两者的结合形成了一套系统让我们实现了传说中的“千里眼、顺风耳”概念。为了进一步了解该系统,本课题基于GSM、GPS技术结合单片机总控管理来实现远程跟踪的目的。2.系统总体结构设计该系统主要有电源部分、MCU单片机控制部分、GPS定位数据实时采集部分、GSM数据传输部分、外部信号检测部分、振铃提示以及对外控制部分组成。3.电路模块设计3.1 系统电源电路设计该设备采用12V供电,经LM7805降压,将电压稳到5V从而供单片机、定位模块的部分供电;5V电压再经过二极管1N4007,由于二极管导通会有0.7V的压降,于是可以得到4.3V的电压,由于GSM模块的电压使用范围是3.4-4.5V,所以4.3V可以是GSM模块稳定工作。3.2 MCU单片
设计应用
109基于L297和L298的步进电机驱动器的设计
互联网 (0)引言步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中,如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。目前,对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大,同时由于分散器件的延时,其可靠性大大降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间,降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可靠性好,但其适应性受到限制,同时开发周期长、需求费用较高。步进电机控制步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲���号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)和混合式步进电机(HB)。 步进电机区别于其他控制电机的*大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由脉冲信号频率决定。 步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下:(1)控制换相顺序 通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:混合式步进电机的工作方式,其各相通电顺序为A-B-C-
一种新型感应加热电源调功方式的研究与计算机仿真
21IC电子网 (0)1 前 言感应加热电源是一种AC/DC/AC变换装置,它是利用电磁感应原理对工件进行加热的。由于感应加热具有加热速度快、热效率高、加热均匀及易于实现机械化、自动化等优点,在铸造熔炼、锻造毛坯加热、钢管弯曲、金属表面热处理、焊接、粉末冶金等行业中被广泛应用。由于加热工艺的需要,我们有必要对逆变器的输出功率加以控制。本文在对现有各种感应加热装置功率控制方式比较的基础上,提出一种新型的、较优的功率控制方式。2几种调功方式的比较由于感应加热过程中负载等效参数随温度而变化和加热工艺的需要,感应加热电源应对负载进行频率跟踪和功率调节。电流型逆变器一般是通过调节直流电压的大小调节功率。对电压型逆变器,由于可关断器件的发展,已有多种不同的调功方式。2.1 直流调功方式直流调功方式一种是采用输入可控整流来调节功率,另一种是斩波调压方式(不控整流加DC/DC变换器),通过调节DC/DC变换器的输出电压来调节感应加热电源的输出功率。直流调功可以大范围调节功率,而且功率调节的线性比较好。但是必须在逆变桥前级加可控电路,而且在需要加入功率因数校正的时候,直流调功较难实现。2.2 逆变调功方式逆变调功可以分为3类
设计应用
110关于拆卸电路板上的集成电路块解决方法
21IC电子网 (0)在电路检修时,经常需要从印刷电路板上拆卸集成电路, 由于集成电路引脚多又密集,拆卸起来很困难,有时还会损害集成电路及电路板。这里总结了几种行之有效的集成电路拆卸方法,供大家参考。●吸锡器吸锡拆卸法。使用吸锡器拆卸集成块,这是一种常用的专业方法,使用工具为普通吸、焊两用电烙铁,功率在35W以上。拆卸集成块时,只要将加热后的两用电烙铁头放在要拆卸的集成块引脚上,待焊点锡融化后被吸入细锡器内,全部引脚的焊锡吸完后集成块即可拿掉。●医用空心针头拆卸法。取医用8至12号空心针头几个。使用时针头的内经正好套住集成块引脚为宜。拆卸时用烙铁将引脚焊锡溶化,及时用针头套住引脚,然后拿开烙铁并旋转针头,等焊锡凝固后拔出针头。这样该引脚就和印制板完全分开。所有引脚如此做一遍后,集成块就可轻易被拿掉。●电烙铁毛刷配合拆卸法。该方法简单易行,只要有一把电烙铁和一把小毛刷即可。拆卸集成块时先把电烙铁加热,待达到溶锡温度将引脚上的焊锡融化后,趁机用毛刷扫掉溶化的焊锡。这样就可使集成块的引脚与印制板分离。该方法可分脚进行也可分列进行。*后用尖镊子或小“一”字螺丝刀撬下集成块。●增加焊锡融化拆卸法。该方法是一种省事的方
感应加热电源常见调功方式的对比分析
21IC电子网 (0)1.引言感应加热技术主要是利用电磁感应原理来对工件进行加热,它采用的是非接触式加热方式。由于感应加热过程中,能量的传递是以电磁波的形式进行的,所以受外界的干扰小,能量的扩散少,大大提高了能量的利用,提高了加热的效率,使感应加热在钎焊行业、淬火行业、退火行业、金属熔炼热处理、机械制造、轻工及电子类的加工等现代工业生产中得到了广泛的应用。感应加热电源在实际应用中需要根据负载等效参数随温度的变化和加热工艺的需要,随时对感应加热电源输出功率的进行调节,所以选择合适的调功方式对于感应加热电源来说非常重要。2.感应加热电源常见的调功方式目前,感应加热电源的功率调节方式可分为两大类:直流调功和逆变调功两大类。直流调功是对逆变器直流侧的输入电压进行调节,达到调节感应加热电源的输出功率的目的。直流调功主要有晶闸管相控整流调压调功和直流斩波调压调功两大类。逆变调功是指通过对逆变器开关管的控制,来实现输出功率的调节。逆变调功常用移相脉冲宽度调制(PS-PWM)调功,脉冲频率调制(PFM)调功,脉冲密度(PDM)调功等方式。3.各种调功方式的特点和适用场合(1)晶闸管相控整流调压调功晶闸管相控整流技术是指通过
MM74HC4046在感应加热电源中用法的改进
21IC电子网 (0)0 引 言结合国家节能减排政策,感应加热方式具有节能,热污染小,加热速度快等优点,已经逐渐代替传统电阻丝加热方式应用于各种工业透热场合,特别是在注塑机、造粒机、拉丝机等设备上的应用尤为广泛。目前大多数应用于上述设备的感应加热电源普遍存在现场改造麻烦,且经过长时间工作后,因电感量变化大,而引起的加热效率降低,故障率高等问题。为解决上述问题,并满足上述设备的现场改造和工艺要求,对感应加热逆变电源的功率和频率提出了一定的要求。对于上述设备,对电流的透入深度有一定的要求。根据电磁感应定律和趋附效应,感应加热的频率越低,透入深度越深,感应电流越小。综合上述因素,通过理论计算要求感应加热频率为20 kHz 左右。为此,本文介绍了采用IGBT 组成的5 kHz ~28 kHz ,额定电流20 A,额定功率为4 .4 kW 的感应加热逆变电源。此电源对MM74HC4046 集成锁相环的用法进行了改进,实现了数字化控制的它激到自激的转换,使得电源在运行过程中能进行失锁控制,*终保证负载电压与负载电流稳定可靠的无相差频率跟踪,也保证了工件在加热过程中,电源始终处于准谐振状态,使感应加热电源在实际运用中的可
设计应用
111巨磁电阻传感器在磁场线性测量领域中的应用
21IC电子网 (0)1.概述磁场测量在工业领域具有广泛的应用,在磁场的脉冲量,开关量以及线性量的测量中,使用*为广泛的是霍尔传感器,由于其较低的品种繁多的产品以及较低的成本,使得霍尔传感器在磁场测量领域具有较高的地位。随着巨磁电阻(GMR)传感器的成功研制,其优越的性能越来越受到人们的关注,使得GMR传感器在传统的磁场测量领域占据了一席之地。在磁场测量领域,线性量的测量对磁传感器性能具有比较高的要求。磁传感器的测量范围,响应频率,灵敏度以及温度适应性等一系列性能指标都对磁场的测量具有较大的影响。相比其他磁传感器,GMR传感器具有较宽的磁场测量范围,较高的响应频率和灵敏度以及较强的温度适应性,在磁场线性测量领域具有较为明显的优势。本文将以东方微磁公司生产的VA系列巨磁电阻磁传感器为例,介绍其特性、测试及相关应用。2.GMR传感器的结构2.1 传感器结构VA系列巨磁电阻磁传感器采用惠斯通桥式结构,如图1所示的。图中,R1和R3是两个阻值一样的电阻,可随外界磁场的变化输出一个差分电压信号,R2和R4由于屏蔽层的作用不感应外界磁场的变化。图1中的R2和R4上的阴影部分是传感器的合金屏蔽层,它有两个作用:一是屏蔽外
甚于ARM和FPGA的全彩独立视频LED系统
21IC电子网 (0)目前,显示屏按数据的传输方式主要有两类:一类是采用与计算机显示同一内容的实时视频屏;另一类为通过 USB、以太网等通信手段把显示内容发给显示屏的独立视频源显示屏,若采用无线通信方式,还可以随时更新显示内容,灵活性高。此外,用一套嵌入式系统取代计算机来提供视频源,既可以降低成本,又具有很高的可行性和灵活性,易于工程施工。因此,独立视频源LED显示系统的需求越来越大。本系统采用ARM+FPGA的架构,充分利用了arm的超强处理能力和丰富的接口,实现真正的网络远程操作,因此不仅可以作为一般的LED显示屏控制器,更可以将各显示节点组成大型的户外广告传媒网络。而FPGA是一种非常灵活的可编程逻辑器件,可以像软件一样编程来配置,从而可以实时地进行灵活而方便的更改和开发,提高了系统效率。1 独立视频LED系统LED显示屏的主要性能指标有场扫描频率、分辨率、灰度级和亮度等。分辨率指的是控制器能控制的LED管的数量,灰度级是对颜色的分辨率,而亮度高则要求每个灰度级的显示时间长。显然,这3个指标都会使得场扫描频率大幅度降低,因此需要在不同的场合对这些指标进行适当的取舍。通常灰度级、亮度和场扫描频率由单个控
GPIO实现高可靠性RS485/422通信的研究
21IC电子网 (0)1.引言工程实践中,对于解决同一个问题,我们常面临两种选择:要么硬件简单软件复杂,要么软件复杂硬件简单。如某引信系统的DSP电路,需要与内部两个组部件以及外部多个系统进行接口或者信息交互,且总体要求采用异步串口方式进行通信。此类问题主要有三种解决方案:**,在DSP的并行总线上扩展UART芯片,通过硬件转换实现,软件*简单;**,在DSP的McBSP串行总线上扩展UART芯片,软件有一定的复杂度;第三,不扩展其他硬件直接利用IO引脚通过软件控制实现,该方法软件*复杂。根据以往文献可知在硬件资源允许的前提下,前两种方法已经得到了广泛的研究。然而在产品的研制过程中,常出现引信硬件资源紧张的情况,无法扩展满足需求的UART,只能选择第三种解决方式,总体的高波特率和高可靠性要求增加软件设计的难度。笔者通过软件的合理设计,成功地解决了以上问题。2.串行通信基本原理串行通信的基本原理是以改变数字电平的方式将数据按照一定的时间宽度(波特率)按位(通常低位在前高位在后)顺序传输,分为同步串口和异步串口两类。同步串口通信主要应用于传输速率高但传输距离要求不高的场合,异步串口则侧重于传输速率要求稍低的情形
DDos攻击实验平台的设计与实现
21IC电子网 (0)0 引言DDos 是一种非常常见的网络攻击手段,为了能够更好地研究和分析DDos 攻击的过程,动态地掌握DDos 攻击过程不同阶段对网络数据带宽、网络性能的影响,往往需要建立DDos 攻击实验平台。然而DDos 攻击实验对网路带宽和网络性能都有极大的危害。在普通的网络环境中开展DDos 攻击实验会对正常的网络通信造成极大的危害。而且在现实的互联网环境中,各种路由器、防火墙等设备都对DDos 攻击进行了相应的防范,因此在互联网环境中如果缺乏足够的前期准备工作,也很难开展真正有效的DDos 攻击。而且由于互联网的开放性,使得在互联网上开展DDos 攻击实验过程具有攻击范围和攻击过程以及攻击后果难以有效控制等问题,因此亟需开发和设计一种针对DDos 攻击的实验平台。由于DDos 攻击过程是一种非常常见的攻击过程,因此针对DDos 攻击的相关研究也比较多。通过对现有DDos攻击实验平台的研究成果分析表明,当前对DDos 攻击实验平台的研究主要朝两个方向发展,一种是基于本地网络的DDos 攻击实验环境,另一种是基于虚拟机的DDos 攻击实验环境。基于本地网络的DDos 攻击实验环境,是模拟互联网