USB充電器電路

1、5V-USB充電器電路圖,有詳細制作步驟USB充電器套件，又名MP3/MP4充電器，輸入AC160-240V,50/60Hz,額定輸出：DC 5V 250mA（標簽貼紙為500mA,如果要長期輸出更大電流，請更換Q1為13003）。MP3和MP4在全國范圍大量流行，不過作為日常用品的充電器由于直接和220V高壓相連，具有故障率較高，容易損壞的特點，特別是買到那些不成熟的產(chǎn)品后，真是苦不看言。最后，受學校老師委托，我們聯(lián)系到了一款成熟量產(chǎn)的充電器套件，現(xiàn)在一同給廣大電子愛好者分享。傳輸文件進行PCB打樣下面是對著實物繪制的電路原理圖：（電路板上有多種元件安裝方法，安裝請與原理圖、實物圖為準，PC

2、B板上有些元件孔是不要安裝的，有些元件要裝在別的元件孔上，這點請注意?。┱f明：為了簡化電路，達到學習目地，圖中用1歐的電阻F1起到保險絲的作用，用一個二極管D1完成整流作用。接通電源后，C1會有300V左右的直流電壓，通過R2給Q1的基極提供電流，Q1的發(fā)射極有R1電流檢測電阻R1,Q1基極得電后，會經(jīng)過T1的（3、4）產(chǎn)生集電極電流，并同時在T1的（5、6）（1、2）上產(chǎn)生感應電壓，這兩個次級絕緣的圈數(shù)相同的線圈，其中T1（1、2）輸出由D7整流、C5濾波后通過USB座給負載供電；其中T1（5、6）經(jīng)D6整流、C2濾波后通過IC1（實為4.3V穩(wěn)壓管）、Q2組成取樣比較電路，檢測輸出電壓高低

3、；其中T1（5、6）、C3、R4還組成Q1三極管的正反饋電路，讓Q1工作在高頻振蕩，不停的給T1（3、4）開關(guān)供電。當負載變輕或者電源電壓變高等任何原因?qū)е螺敵鲭妷荷邥r，T1（5、6）、IC1取樣比較導致Q2導通，Q1基極電流減小，集電極電流減小，負載能力變小，從而導致輸出電壓降低；當輸出電壓降低后，Q2取樣后又會截止，Q1的負載能力變強，輸出電壓又會升高；這樣起到自動穩(wěn)壓作用。本電路雖然元件少，但是還設計有過流過載短路保護功能。當負載過載或者短路時，Q1的集電極電流大增，而Q1的發(fā)射極電阻R1會產(chǎn)生較高的壓降，這個過載或者短路產(chǎn)生的高電壓會經(jīng)過R3讓Q2飽和導通，從而讓Q1截止停止輸出防止

4、過載損壞。因此，改變R1的大小，可以改變負載能力，如果要求輸出電流小，例如只需要輸出5V100MA,可以將R1阻值改大。當然，如果需要輸出5V500MA的話，就需要將R1適當改小。注意：R1改小會增加燒壞Q1的可能性，如果需要大電流輸出，建議更換13003、13007中大功率管。C4、R5、D5起什么作用呢？T1變壓器是電感元件，Q1工作在開關(guān)狀態(tài)，當Q1截止時，會在集電極感應出很高的電壓，這個電壓可能高達1000伏以上，這會使Q1擊穿損壞，現(xiàn)在有了高速開關(guān)管D5,這個電壓可以給C4充電，吸收這個高壓，C4充電后可以立即通過R5放電，這樣Q1不會因集電極的高電壓擊穿損壞了，因此，這三個元件如有

5、開關(guān)或者損壞，Q1是非常危險的，分分秒秒都可能會損壞。給的大家收到貨后，先熟悉一下電路原理圖，分析一下原理，再測量一下各元件，最后再小心來裝配。安裝注意事項：安裝之前請不要急于動手，應先查閱相關(guān)的技術(shù)資料以及本說明，然后對照原理圖，了解印刷電路板、元件清單，并分清各元件，了解各元件的特點、作用、功能，同時核對元件數(shù)量。注：Z1、D2、D3、D4,IC1本種組裝沒有配備，電路板是設計的多用途的，本套件只用到半波整流，只有一個1N4007整流，請大家不要自己多裝其它的二極管，參考圖中樣板做就行了，樣板已經(jīng)測試過是OK的，在工廠做過的朋友就知道，工廠都是按照樣板生產(chǎn)的。正確插入元件，按照從低到高、從

6、小到大的順利安裝，極性要符合規(guī)定。對于手工安裝，元件應分批安裝。如此板先電阻二極管三極管電容變壓器USB座1、Q1、Q2千萬不要裝錯，Q1應選用耐壓500V以上具有開關(guān)特性的管子，Q2耐壓幾十伏就行了，Q2適合選放大特性好的管子，這兩種管子的管腳排列可能會不同常規(guī)，請以測量為準。2、IC1、D6請千萬不要裝錯，同樣是玻璃封裝的二極管，一個是4.3V的穩(wěn)壓二極管，一個普通二極管，其中IC1只是PCB板上的符號，二極管只占用兩個PCB元件孔。3、1N4007、FR107、1N5819請不裝錯，1N4007是低頻二極管，F(xiàn)R107是高頻高壓二極管，1N5819是低電壓高頻肖特基二極管，都是不能裝錯位

7、置的。（代換關(guān)系：FR107可以代替1N4007,反之則不行；而1N5819則不能用其它二極管代替，1N5819的導通電壓很低，相當于鍺管的導通電壓，因此，低電壓整流效率很高，如果一定要用其它二極管代替，則出輸出功率下載，發(fā)熱嚴重，效率變低。）記住：FR104（7）是高頻輸出整流二極管，1N4007才是電源整流二極管。通電測試線路板：仔細檢查線路板安裝無誤后，要通電試板時，可以在PCB板直接焊一個220V插頭線，為了安全起見，請大家先在電源串聯(lián)一個10W的白熾燈泡，以防止短路或者接錯，千萬注意安全，還有，元件一不小心就燒壞了，燒壞了需要再買才行。如果安裝無誤，用萬用表可以測得USB1腳和4腳應

8、有5V的電壓輸出，電源指示燈亮，確認電路板裝配無誤。傳輸文件進行PCB打樣手機充電器電路220V 交流輸入，一端經(jīng)過一個4007 半波整流，另一端經(jīng)過一個10 歐的電阻后，由10uF 電容濾波。這個10 歐的電阻用來做保護的，如果后面出現(xiàn)故障等導致過流，那么這個電阻將被燒斷，從而避免引起更大的故障。右邊的4007、4700pF 電容、82K電阻，構(gòu)成一個高壓吸收電路，當開關(guān)管13003 關(guān)斷時，負責吸收線圈上的感應電壓，從而防止高壓加到開關(guān)管13003 上而導致?lián)舸?3003 為開關(guān)管(完整的名應該是MJE13003)，耐壓400V，集電極最大電流1.5A，最大集電極功耗為14W，用來控制原

9、邊繞組與電源之間的通、斷。當原邊繞組不停的通斷時，就會在開關(guān)變壓器中形成變化的磁場，從而在次級繞組中產(chǎn)生感應電壓。傳輸文件進行PCB打樣LED節(jié)能燈電路原理圖如圖為LED節(jié)能燈電路原理圖。該燈使用220V電源供電，220V交流電經(jīng)C1降壓電容降壓后經(jīng)全橋整流再通過C2濾波后經(jīng)限流電阻R3給串聯(lián)的38顆LED提供恒流電源。LED的額定電流為20mA。三種傳感電子電路設計本文設計實現(xiàn)了一種以CC2430為核心的無線傳感器網(wǎng)絡。其中，傳感器模塊包括有溫濕度傳感器SHTll、紅外傳感器BS520、光照度傳感器PGM5506.無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡是對周圍環(huán)境的溫度、濕度、光、加速度等

10、信息進行監(jiān)控和管理的技術(shù)。這種無線傳感器節(jié)點中內(nèi)置了傳感器、傳感器控制電路、CPU、無線通信模塊、天線、電源裝置等，通過Ad-Hoc通信技術(shù)，可以與周圍的傳感器節(jié)點一起把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點。本文介紹的無線傳感器網(wǎng)絡由一個匯聚節(jié)點和多個傳感器節(jié)點組成，通過匯聚節(jié)點上傳到遠程主機。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 系統(tǒng)的總體構(gòu)成 硬件電路的設計 CC2430是Chipcon公司推出的用來實現(xiàn)嵌入式ZigBee應用的片上系統(tǒng)。CC2430只需要很少的外接元件就可以運行，其內(nèi)部已集成了大量必要的電路，因此采用較少的外圍電路即實現(xiàn)信號的收發(fā)功能。圖2為CC2430基本電路設計。 圖2 CC2480基本電

11、路 圖2中C1，C2為22pF的電容，連接32MHz的晶振電路，此石英晶振用于正常工作使用。C3，C4為15pF的電容，連接32.768 kHz的晶振電路，此石英晶振用于休眠時工作，從而降低功耗。C5=O.1F，用于去除一些雜波干擾，防止單片機錯誤復位。C6C8分別為100 nF，220nF，220 nF，用作濾波，去除雜波干擾使電壓更穩(wěn)定。C9=5.6 pF，電路中非平衡變壓器由電容C9和電感L1，L2，L3以及一個PCB微波傳輸線組成，整個結(jié)構(gòu)滿足RF輸入/輸出匹配電阻(50)的要求，L1，L2，L3分別為8.2nH，22nH，1.8nH.C10，C11，C12，C13，C14為去耦合電容

12、，用于電源濾波，以提高芯片工作的穩(wěn)定性。偏置電阻器R1，R2分別為43 k，56 k，R1用于為32 MHz晶體振蕩器設置精密偏置電流。 由于CC2430芯片具有低功耗的特性，選用2節(jié)2 800 mAh的干電池為節(jié)點機供電。天線選用外置天線。CC2430與溫濕度傳感器SHTll，光照度傳感器PGM5506，紅外傳感器BS520連接原理圖如圖3所示，其中P0.O，P0.1，P0.6，P1.2和P1.3為CC2430的I/O端口。 SHTll采用兩線串行線和處理器進行數(shù)據(jù)通信，SCK數(shù)據(jù)線負責處理器和SHTll的通訊同步;DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。為避免信號沖突，微處理器應驅(qū)動DATA在低電平

13、。需要一個外部的上拉電阻將信號提拉至高電平，圖3顯示CC2430的引腳P1.2用于SCK，P1.3用于DATA. 圖3 三種傳感器連接原理圖 光照度傳感器PGM5506實際就是一個光敏電阻，隨著周邊環(huán)境的光量而改變電阻值，從而輸入3 V電壓受到隨著光量而變化的光敏電阻的影響，因而輸出電壓值改變。在測定輸出電壓值的LIGHTOUT中，可以根據(jù)變化的電壓量感知光量。圖3顯示CC2430的引腳P0.0連接LIGHT OUT.紅外傳感器BS520，隨著紅外線的強弱輸出A/D也變化，因此CC2430處理器可以根據(jù)輸入的電流變化量來測定紅外線值。圖3顯示CC2430的引腳PO.1連接INFRARED AD

14、C，通過對無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計和對CC2430的了解，ZigBee技術(shù)未來的應用前景被看好。未來的幾年里，它將在工業(yè)控制、汽車自動化、樓宇自動化、消費電子等多個領域?qū)崿F(xiàn)應用。 壓力傳感器信號調(diào)節(jié)器PGA900設計思路德州儀器(TI)日前推出了業(yè)內(nèi)最高分辨率壓力傳感器信號調(diào)節(jié)器PGA900，該款產(chǎn)品提供一個可編程內(nèi)核，可在很多壓力性橋式傳感應用中實現(xiàn)靈活線性化和溫度補償，實現(xiàn)了對壓力、應力、流量以及液體水平面等條件的快速精確的24位測量。怎樣才算一顆好的壓力傳感器眾所周知，傳感器信號調(diào)節(jié)器的主要目的是將前端非線性信號經(jīng)過處理變?yōu)榫€性輸出，線性度的好壞直接決定了精度的高低，它涉及內(nèi)部ADC量化

15、精度、用于非線性到線性的處理器內(nèi)核和輸出接口(0-5V還是工業(yè)類通用的4mA-20mA)等多個因素。此外，集成性對芯片也提出了很高的要求。PGA900不但集成了2個用于高分辨率信號采集的低噪聲24位ADC，最大可達到10ppm/的低漂移電壓基準可在-40至150工作溫度范圍內(nèi)的實現(xiàn)高精度感測。還集成了一個可用來提供高線性模擬輸出的14位DAC以及多種輸出接口，包括模擬電壓、4-20mA電流回路、串行外設接口(SPI)、I2C、通用異步收發(fā)器(UART)和單線制接口(OWI)，可為設計人員提供可以針對不同應用需求的選項。此外，PGA900內(nèi)置的ARMCortex-M0內(nèi)核使開發(fā)人員能夠用專有溫度

16、與非線性補償算法設計產(chǎn)品，單線制接口可以在不使用其它線路的情況下，通過電源引腳實現(xiàn)通信、配置和校準，而集成的電源管理電路還可滿足3.3V至30V之間的外部電源電壓輸入需求。解讀PGA900設計思路之所以在PGA900內(nèi)部集成兩個24位ADC，TI半導體事業(yè)部中國區(qū)模擬業(yè)務拓展經(jīng)理朱文斌解釋稱，一個通道用來采集橋式應變片的非線性壓力信號，另外一個則是用來做溫度的采集。“溫度對于壓力傳感器其實很重要?！彼f，曾經(jīng)有客戶做了一些成本較低的壓力傳感器芯片，由于沒有采用溫補措施，使得系統(tǒng)油壓溫度一度達到了150，遠遠超過60的正常溫度，導致關(guān)鍵系統(tǒng)失效。而對于選擇Cortex-M0MCU，TI半導體事業(yè)

17、部中國區(qū)業(yè)務拓展總監(jiān)吳健鴻認為，這是“TI在認真傾聽了客戶反饋后做出的正確選擇。”首先，PGA900只是把24位ADC做一個簡單的運算就直接進行輸出，M0這種有一點實時控制功能的內(nèi)核就足夠了，如果用M4就有點“大材小用”的感覺；其次，有些客戶會有自己的軟件IP和算法，采用M0內(nèi)核，會方便他們在做非線性處理時寫進自己的一階、兩階甚至五階代碼，從而開發(fā)出來非常好的從非線性到線性校正的產(chǎn)品。TI在定義怎樣做好評估套件方面也頗費了一番工夫，重大改進包括支持30V電壓和4mA-20mA電流、多種輸入接口等。朱文斌表示，“這些改進對于工業(yè)客戶而言非常重要?！庇捎诠钁兤?、陶器應變片、合金應變片基本都是通過

18、腐蝕、高溫工藝加工出來的，一致性不會特別好，某些國內(nèi)傳感器廠商的產(chǎn)品要保證做到每個電阻橋的誤差不超過5%都很難。這是因為低成本應變片每個電阻橋的初始誤差和溫漂差異很大，好的應變片成本又很高，但如果使用前端高精度ADC加M0內(nèi)核去做補償，用戶對于前端傳感器的選擇范圍就會更寬，甚至可以是一些低成本、廉價的傳感器。壓力測量是PGA900最大的應用市場，但其實只要前端傳感器是橋式應變計(惠斯通電橋)，就都可以用PGA900來處理，包括加速度計、濕度傳感器等?！拔磥韼啄辏I(yè)對傳感器的需求會越來越高，在生產(chǎn)或機械手臂里會有幾十或幾百個傳感器。傳感器的數(shù)據(jù)可能需要遠程傳輸。因此，整合MCU可以更方便地收集

19、數(shù)據(jù)并傳輸?shù)娇刂芃CU，如C2000。所以，在這個行業(yè)，工業(yè)自動化特別看好整合的產(chǎn)品?！眳墙▲櫿f。氣體傳感器PID脈寬恒溫控制電路設計1 引言在半導體電阻式氣體傳感器中，氣敏芯體對溫度非常敏感，在整個工作環(huán)境溫度波動范圍內(nèi)溫度噪聲通常會完全掩蓋氣體濃度輸出的有效信號。另外氣體傳感器大多利用化學反應性質(zhì)測量氣體濃度，化學性質(zhì)通常與溫度有關(guān)，為了獲得最佳響應特性，敏感芯體通常需要工作在特定溫度，因而為氣敏芯體提供恒定的工作溫度環(huán)境顯得非常有意義。在電路設計理論里實現(xiàn)恒溫控制的方式有很多，傳感器的特殊應用決定了低功耗、高精度、高可靠性的分立模擬電路實現(xiàn)方案非常適合。PID脈寬控制恒溫模擬電路具有非常

20、好的控溫精度，同時元器件簡單且具有可靠的失效率參數(shù)，風險可控，非常適合航天產(chǎn)品的設計要求。2 電路框圖傳感器芯體上面集成了測溫電阻與加熱電阻，測溫電阻能實時監(jiān)測傳感器芯體的當前溫度，且反饋到控制電路的輸入端，作為溫度誤差信號的一個輸入端，形成閉環(huán)控制。 電路框圖如圖1 所示，測溫電路把當前芯體溫度值轉(zhuǎn)化為電壓值，該值是一個微弱信號值，必須經(jīng)過高信噪比前置放大電路放 大到合適的電壓輸出值，再經(jīng)過系統(tǒng)放大，然后輸送給PID 環(huán)節(jié)進行控制輸出，控制輸出產(chǎn)生寬度可調(diào)脈沖信號驅(qū)動加熱電路，給傳感器芯體加熱。傳感器當前溫度與設定溫度溫差值越大，誤差電壓信號越大，經(jīng)過PID 控制輸出脈寬開通時間越長，加熱功

21、率越大，反之亦然，從而實現(xiàn)了恒溫控制。3.1 溫度與加熱功率傳感器芯體溫度與加載在芯體上的正熱能與負熱能大小有關(guān)。若傳感器芯體溫度維持在環(huán)境溫度以上，則傳感器芯體加載的正熱能來自電能，由焦耳定律可以知道若給定電阻R 上加熱電流為I，加熱時間為T，那么有I2 * R* T 的電能轉(zhuǎn)換成熱能; 而傳感器芯體加載的負熱能可以是傳感器芯體與周圍環(huán)境的溫度差而產(chǎn)生的熱對流及熱傳導帶來的熱能轉(zhuǎn)移。這種正熱能與負熱能對溫度的影響體現(xiàn)為傳感器芯體的 加熱功率與制冷功率，它們共同決定了傳感器芯體的穩(wěn)定溫度。假設傳感器芯體工作環(huán)境溫度為25，傳感器芯體氣體濃度響應最佳溫度為80，因熱傳導和熱 對流損失的負熱能為某

22、個可測量值且保持恒定，那么該點環(huán)境下芯體溫度只與加熱功率有關(guān)。如上所述，給芯體合適電流，那芯體就可以維持設定點溫度，若環(huán)境溫 度上下波動，芯體加熱與制冷的功率隨溫度發(fā)生變化，要使芯體繼續(xù)維持在設定點溫度，只需要調(diào)節(jié)芯體上電流的大小。在25環(huán)境下，實際測得加熱功率與芯體 溫度的關(guān)系如圖2 所示，加熱功率為0.45W 時芯體即可穩(wěn)定工作在設定溫度80。3.2 溫度測量為 了更加準確地測量敏感芯體溫度場的溫度，在氫敏芯體上集成了一個測溫電阻與一個加熱電阻。測溫電阻、加熱電阻和氫敏電阻版圖設計經(jīng)過溫度場仿真實現(xiàn)最佳耦 合。因而測溫電阻能真實反映氫敏電阻當前工作溫度。測溫電阻材料采用高純鉑電阻鍍膜而成，

23、實際測試的測溫電阻溫度特性如圖3 所示，從圖中可以看出測溫電阻具有良好的溫度線性關(guān)系。該測溫電阻的溫度系數(shù)因為采用薄膜沉積工藝制備，溫度系數(shù)沒有標準PT100 大，但并不影響使用。 電阻經(jīng)過測溫電橋檢測，輸出反映溫度的電壓信號。這個信號在控制區(qū)域非常微弱，為了提高溫度測量精度，采用四線制檢測電路，減少測溫鉑電阻引線長度與鉑電阻通電電流對溫度測量的影響。3.3 溫度控制環(huán)路通常溫度系統(tǒng)是大慣性系統(tǒng)，具有較大的滯后性，往往需要具有超前調(diào)節(jié)的微分環(huán)節(jié)。氣體傳感器芯體體積很小，無論是加熱還是制冷，芯體對溫度都有快速響應，采用比例積分控制就可以獲得不錯的效果。3.3.1 比例環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié)具有快速調(diào)節(jié)能力

24、，比例系數(shù)越大靜差越小，過大容易震蕩。電路如圖4 所示，其增益為 - RP1 /RP2，試驗測試比例系數(shù)為- 4 時控制效果較好。 3.3.2 積分環(huán)節(jié)積 分環(huán)節(jié)可以消除系統(tǒng)靜差，當系統(tǒng)有穩(wěn)態(tài)誤差時，積分環(huán)節(jié)的輸出會持續(xù)增大使得控制作用加強，從而減小穩(wěn)態(tài)誤差。積分系數(shù)越小，積分作用越明顯，控制精度越 高。積分電路如圖5 所示，其增益為 1 /RI1 * CI1 * S，其中S 為拉式算子。經(jīng)調(diào)整時間常數(shù)RI1CI1為4.7s 比較合適。采用PWM 通斷控制模式，能最大化利用加熱功率。在導通瞬間，加熱電壓完全加載在加熱電阻上，電流峰值會比較大，因此需要控制加熱電阻合適的阻值。另外PWM 控制存在

25、完全導通的情況，雖然在本電路應用中不會帶來壞的影響，但是為了調(diào)整最大加熱功率以達到控制最大加熱溫度的目的，在PID 輸出環(huán)節(jié)采用穩(wěn)壓二極管，控制PID 輸出電壓的幅度，保證PWM 能夠輸出一定寬度的死區(qū)。3.3.3 微分電路微分環(huán)境對輸入快速變化的情況具有較大的反應輸出，能提高控溫系統(tǒng)對環(huán)境溫度波動的快速響應能力。微分環(huán)節(jié)具有超前調(diào)節(jié)的作用，具體電路如圖6 所示。 3.3.4 PWM 產(chǎn)生電路PWM 電路采用簡單分立器件搭建，具體電路如圖7 所示，主要構(gòu)成有比較器產(chǎn)生限閾值翻轉(zhuǎn)波形，然后經(jīng)過積分電路充放電產(chǎn)生標準鋸齒波，鋸齒波在與PID 環(huán)節(jié)輸出電壓比較，產(chǎn)生脈寬隨溫度誤差調(diào)整的波形，該波形輸

26、出給驅(qū)動加熱電路。 4 實驗結(jié)果樣 機進行了穩(wěn)定動態(tài)過程的短時間測試和穩(wěn)定點長時間測試。短時間測試樣機溫度曲線如圖8 所示，其中可以看出樣機到達溫度設定點90% 的時間非常短，大概為120s，整體控溫精度在0.15以內(nèi)。當環(huán)境溫度波動時控溫點會隨著擾動，很快就能回到設定的溫度值，動態(tài)響應非?？? 樣機控溫效果穩(wěn)定點長時間監(jiān)測曲線如圖9 所示，從該圖可知整體控溫精度在0.15以內(nèi)更加明顯，說明樣機電路控溫點不會隨時間飄移，也不隨環(huán)境緩慢變化的溫度波動漂移。5 結(jié)束語PID 脈寬溫度控制電路，所用元器件較少，調(diào)節(jié)簡單，控制精度可以達到±0.15，完全滿足氣體傳感器應用需求。在可行性、可靠

27、性、安全性方面特別適合航天產(chǎn)品的需求，可在氣體傳感器中應用推廣。 無位置傳感器的直流無刷電機控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)引言傳統(tǒng)上把具有梯形波反電勢的永磁同步電機稱為直流無刷電機。直流無刷電機的轉(zhuǎn)矩控制需要轉(zhuǎn)子位置信息來實現(xiàn)有效的定子電流控制。而且，對于轉(zhuǎn)速控制，也需要速度信號，使用位置傳感器是直流無刷電機矢量控制的基礎，但是，位置傳感器的存在也給直流無刷電機的應用帶來很多的缺陷與不便：首先，位置傳感器會增加電機的體積和成本;其次，連線眾多的位置傳感器會降低電機運行的可靠性，即便是現(xiàn)在應用最多的霍爾傳感器，也存在一定程度的磁不敏感區(qū);再次，在某些惡劣的工作環(huán)境、例如在密封的空調(diào)壓縮機中，由于制冷劑的強腐

28、蝕性，常規(guī)的位置傳感器根本無法使用;最后，傳感器的安裝精度還會影響電機的運行性能，增加了生產(chǎn)的工藝難度。無位置傳感器控制技術(shù)是近30年來無刷直流電機(BLDCM)研究的一個重要方向。論述了國內(nèi)外BLDCM無位置傳感器控制的研究現(xiàn)狀。著重介紹了目前應用和研究較多的幾種常規(guī)方法的基本原理、實現(xiàn)途徑、應用場合以及優(yōu)缺點等，并對它們作了綜合分析和比較。無位置傳感器控制就是在沒有機械式位置傳感器的情況下進行的控制。此時，作為逆變器開關(guān)換向?qū)〞r序信號的轉(zhuǎn)子位置信號仍然是必不可少的，只不過不再由位置傳感器來提供，而應該由新的位置信號檢測措施來代替，即以提高電路和控制的復雜性來降低電機結(jié)構(gòu)的復雜性。目前，B

29、LDCM無位置傳感器控制研究的核心是構(gòu)架轉(zhuǎn)子位置信號檢測電路，從軟硬件兩方面間接獲得可靠的轉(zhuǎn)子位置信號，從而觸發(fā)導通相應的功率器件，驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。到目前為止，在眾多的位置信號檢測方法中，應用和研究較多的主要有定子電感法、速度無關(guān)位置函數(shù)法、反電勢法、基波電勢換向法和狀態(tài)觀測器法等。1基于反電勢的轉(zhuǎn)子位置檢測方案無刷直流電機(BushlessDCMotor，BLDCM)具有無換向火花、運行可靠、維護方便、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，因而在很多場合得到了廣泛應用。但是傳統(tǒng)的BLDCM需要一個附加的位置傳感器來控制轉(zhuǎn)子位置，這給其應用帶來了很多不利的影響。BLDCM的無位置傳感器控制在近30年中一直是國內(nèi)外較為

30、熱門的研究課題1。目前，對于BLDCM的無位置傳感器控制，針對不同的性能要求和應用場合，人們已經(jīng)提出了多種不同的控制理論和實現(xiàn)方法，例如定子電感法、速度無關(guān)位置函數(shù)法、反電勢法、基波電勢換向法、狀態(tài)觀測器法等。本文在簡要論述BLDCM無位置傳感器控制研究現(xiàn)狀的基礎上，詳細介紹了目前應用和研究較多的幾類方法的基本原理、實現(xiàn)途徑、應用場合及優(yōu)缺點。當電機速度大于零時，每個電周期內(nèi)某相反電勢為零的位置只有兩個，可以從圖1所示通過過零點時反電勢的斜率來區(qū)分這些位置，每一段對應電周期內(nèi)的60°區(qū)間。換向發(fā)生在每一段的邊界處，反電勢過零點和需要換向的位置之間有30°的偏移，需要對其進行

31、補償。 圖1反電勢過零點在任一時刻只有兩相通電，且流經(jīng)這兩相的電流相反，圖2所示為W相用于反電勢檢測時的情況。當U相內(nèi)流經(jīng)正向電流(定義為流向星型連接中心點的電流)，V相內(nèi)流經(jīng)負相電流時，對應圖1中區(qū)間6Q和1Q時，此置位的1動作。假設通電相的兩端總是對稱地分別連接到DC電源地兩個端點上，則星型連接中心點的電壓總是1/2VDC，與加在這兩個通電相繞組上的電壓極性無關(guān)。 圖2 W相用于反電勢檢測上述方法很容易通過硬件實現(xiàn)，即通過分壓電路對三相的端電壓和VDC分別進行采樣，并將采樣值送入比較器的比較端口，得到的過零點時刻即為1/2VDC的時刻。使用一個可用的定某相反電勢經(jīng)過時器

32、測量60°(即兩次反電勢過零點之間)的時間。2DSP控制方案的系統(tǒng)實現(xiàn)2.1TMS320LF240x芯片簡介TMS320LF240x系列DSP是TI公司為滿足大范圍的數(shù)字電動機控制(DMC)應用而設計的。該芯片具有高性能的16位定點DSP內(nèi)核，采用改進的哈佛總線結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，采用流水線操作，具有30MIPS的處理能力，大多數(shù)指令在單周期內(nèi)即可執(zhí)行完成。TMS320LF240x可以實現(xiàn)用軟件取代模擬器件，完成復雜的控制算法，方便地修改控制策略，修正控制參數(shù)，能滿足無傳感器直流無刷電機控制系統(tǒng)對實時控制的要求。2.2DSP控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)DSP系統(tǒng)由TMS320LF240

33、7A與仿真口(JTAG)等外圍電路構(gòu)成。DSP內(nèi)部已有32K字的FlashROM，但為了調(diào)試的方便(FlashROM中的程序不能設置斷點，且需專門的下載程序)，外加了程序RAM，在程序經(jīng)多次調(diào)試，成熟可靠時可寫人內(nèi)部的FlashROM，通過設置相應的跳線，DSP復位時即可從內(nèi)部的FlashROM來執(zhí)行程序。DSP片上有544字的雙口RAM(DARAM)，全部配置到數(shù)據(jù)空間，將程序中頻繁存取的變量分配到這部分雙口RAM中，以提高處理的速度。DSP片上還有2K字的單口RAM(SARAM)配置到數(shù)據(jù)空間，也用來存放臨時變量。圖3是根據(jù)前述控制原理設計的基于DSP的直流無刷電機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由直

34、流無刷電機、功率變換器電路、電機轉(zhuǎn)子位置檢測電路、各種保護電路以及以TMS320LF240x為核心的數(shù)字控制器等構(gòu)成，其中功率變換器電路由整流濾波電路、逆變器電路(IPM功率模塊)和相應的保護電路組成。 圖3DSP控制系統(tǒng)逆變器電路中的IPM模塊集成了多種保護功能，如過電壓保護、欠電壓保護以及過流保護等，當達到保護閾值時，IPM模塊通過FO引腳輸出一個低電平信號，并將此低電平信號送入DSP的PDPINTx引腳，觸發(fā)功率驅(qū)動保護中斷，將所有PWM輸出引腳設置為高阻態(tài)，以此來關(guān)斷驅(qū)動信號，起到保護電路的作用。轉(zhuǎn)子位置檢測電路采用1/2電壓采樣法來實現(xiàn)，對電機的三相端電壓及直流母線電壓分別

35、進行采樣，并將采樣結(jié)果送入比較器進行比較，從而得到過零點的時刻，其結(jié)果送入DSP的捕捉端口中。2.3DSP控制系統(tǒng)的軟件設計本控制系統(tǒng)采用速度、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。由于采用了面向電機控制的高速DSP，無論是速度環(huán)的設計，還是電流環(huán)的實現(xiàn)，以及各種反饋信號的處理和PWM控制信號的產(chǎn)生，均采用了數(shù)字信號處理技術(shù)，用軟件實現(xiàn)硬件電路的功能，完成直流無刷電機的實時控制?？刂葡到y(tǒng)的軟件設計主要包括DSP初始化程序和電機控制程序兩部分。DSP初始化程序主要完成系統(tǒng)時鐘的設定，中斷向量的定義，I/O端口的初始化，控制寄存器的設置以及各功能模塊的初始化等;電機控制程序主要負責電機的啟動控制、速度電流雙閉環(huán)控

36、制、系統(tǒng)監(jiān)控和故障處理等，因此電機控制程序包括啟動子程序、電流和位置檢測中斷服務子程序、速度控制子程序、電流控制子程序、PWM調(diào)制子程序以及系統(tǒng)監(jiān)控和故障處理子程序等。進行各種反饋信號的檢測是構(gòu)成雙閉環(huán)控制的前提。位置信號、電流信號的檢測分別由位置檢測中斷服務程序和電流檢測中斷服務程序來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)速的檢測通過軟件計算間接獲得。為了提高系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度。其控制環(huán)路簡圖如圖4所示。 圖4電流和速度控制環(huán)路PWM調(diào)制子程序根據(jù)檢測到的轉(zhuǎn)子位置信號和電流信號通過事件管理器(EV)產(chǎn)生PWM調(diào)制信號。通過定時器控制寄存器TxCON中的位模式將通用定時器的計數(shù)模式設置為連續(xù)增/減計數(shù)模式以

37、產(chǎn)生對稱的PWM波形。詳解TVS管在保護電路中的應用在實際的電路中，如圖所示，在DC input的時候，有時由于供電環(huán)境的變化會帶來一些瞬時脈沖。而要消除瞬時脈沖對器件損害的最好辦法，就是將瞬時電流從敏感器件引到地，一般具體做法是將TVS在線路板上與被保護線路并聯(lián)。這樣，當瞬時電壓超過電路正常工作電壓后，TVS將發(fā)生雪崩擊穿，從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路，其結(jié)果是瞬時電流通過TVS被短路到GND，從而避開被保護器件，并且在電壓恢復正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。而當瞬時脈沖結(jié)束以后，TVS二極管再自動恢復至高阻狀態(tài)，整個回路又回到正常電壓狀態(tài)。 典型的電路拓撲 本文主要講述通過

38、在熱插拔電路保護和汽車電源線保護中典型應用電路的實例，詳細探討如何正確應用TVS管SMBJ5.0CA和如何使其應用效果達到最佳。SMBJ5.0CA具有15KV空氣放電和30KV接觸放電的ESD防護等級，小于1ps的響應速率、600w的10/1000us、duty小于0.01%的尖峰能量浪涌能量容量，并且反向工作電壓為5V，65A下的鉗位電壓為9V，這些主要的電氣特性使其非常適合在接口保護中。 在智能儀表行業(yè)里一般采用RS-485通訊。下圖所示為RS-485通訊接口的典型應用。在保護RS-485接口不被靜電或者浪涌損壞通常用SMBJ5.0CA來做接口保護如下圖3所示，當靜電或者浪涌電壓高于5V時

39、，SMBJ5.0CA會開始動作，將電壓鉗位在很低的位置，如果電流超過了峰值電流IPP話，最終電壓會被鉗位在9V左右，從而保護了后一級的器件不被損壞。 RS-485接口保護電路 集成運放對外界電應力非常敏感。因此，在使用運放的過程中，如果因操作失誤或采取了不正常的工作條件，往往會出現(xiàn)過大的電壓或電流，特別是浪涌和靜電脈沖，從而很容易使運放受損或失效。5V輸出的直流穩(wěn)壓電源，在其穩(wěn)壓輸出端加上SMBJ5.0CA，可以保護使用該電源的儀器設備，同時還可以吸收電路中晶體管的集電極到發(fā)射極間的峰值電壓，從而保護晶體管。因此建議在每個穩(wěn)壓源的輸出端增加一個SMBJ5.0CA管，這樣可以大幅度地提高整機的可

40、靠性。 運放的輸出級保護 直流穩(wěn)壓電源的輸出級保護 基于I2C總線圖像傳感器配置的FPGA實現(xiàn)基于FPGA 的嵌入式圖像檢測系統(tǒng)因其快速的處理能力和靈活的編程設計使得它在工業(yè)現(xiàn)場的應用非常廣泛，通常這些系統(tǒng)都是通過采集圖像數(shù)據(jù)流并對它實時處理得到所需的特征信息。圖像數(shù)據(jù)的獲取是整個系統(tǒng)的第一步，作為整個系統(tǒng)的最前端，它決定了原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，是整個系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。CMOS 圖像傳感器采用CMOS 工藝，可以將圖像采集單元和信號處理單元集成到同一塊芯片上，因而在集成度、功耗、成本上具有很大優(yōu)勢，這使得它在嵌入式圖像處理領域的運用越來越多。CMOS 圖像傳感器芯片大都把 I2C 總線的一個子集作為控

41、制接口，用戶可以很方便地對芯片進行編程操作，根據(jù)設計要求的不同配置圖像傳感器內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)，以獲取期望的圖像。本文以Aptina 公司的MT9P031 圖像傳感器為例，用Verilog 硬件描述語言設計了I2C 總線的接口電路，以FPGA 作為核心控制器實現(xiàn)了對MT9P031 初始化操作，不僅驗證了I2C 總線的配置效果，得到了理想的圖像數(shù)據(jù)，還為后續(xù)線結(jié)構(gòu)光圖像的處理系統(tǒng)奠定了基礎。I2C 總線協(xié)議及MT9P031 配置過程介紹1.1 I2C 總線協(xié)議I2C(Inter-Integrated Circuit Bus) 總線是由PHILIPS 公司開發(fā)的兩線式用于芯片之間連接的總線，由于其接口

42、線少，控制方式簡單，通信速率較高等特點，在單片機、串行EEPROM 等器件中有著廣泛的使用。I2C 總線用兩根信號線來進行數(shù)據(jù)傳輸，一根為串行數(shù)據(jù)（SDA, Serial Data），另一根為串行時鐘線（SCL, Serial Clock）。若干兼容器件（如存儲器、A/D、D/A、LCD 驅(qū)動器等）可以共享I2C 總線。I2C 總線上所有器件依靠SDA 發(fā)送的地址信號尋址，不需要片選線。任何時刻總線只能由一個主器件控制，各從器件在總線空閑時啟動數(shù)據(jù)傳輸。1.2 MT9P031 配置時序分析由于檢測系統(tǒng)需求的不同，圖像傳感器可能要工作在不同的模式，因此需要通過外部控制器對其內(nèi)部寄存器進行讀寫操作

43、，完成具體的配置。典型的寫MT9P031 寄存器時序如圖1 所示，起始信號過后，F(xiàn)PGA 先寫入設備（即MT9P031）的地址0xBA，然后釋放SDATA 數(shù)據(jù)總線，隨后MT9P031 返回一個應答信號ACK，F(xiàn)PGA 獲取應答信號后，經(jīng)過一個時鐘周期再傳送待配置的寄存器地址0x09，在獲取應答信號后再傳送16 位的寄存器數(shù)據(jù)，由于每次只能發(fā)送8 位數(shù)據(jù)，所以這16位的寄存器數(shù)據(jù)要分兩次才能發(fā)送完畢，先發(fā)送的是高八位數(shù)據(jù)，后發(fā)送的為低八位數(shù)據(jù)，每發(fā)送完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA均會獲取一位的應答信號，然后結(jié)束一個傳送周期，完成一個寄存器的配置，即IDAddress+ SUB-Address +

44、W-Data 總共32位的數(shù)據(jù)。重復上述過程可以對不同的寄存器進行不同的參數(shù)配置。2 FPGA 模塊設計為了實現(xiàn)對圖像傳感器的正確配置，必須嚴格按照MT9P031 的配置時序完成設計，本設計中I2C 總線配置模塊主要由三個小模塊構(gòu)成，它們分別是I2C_Clock_Generator、I2C_Controller 和Register_Value，各模塊之間的連接如圖2 所示。I2C_Clock_Generator 主要產(chǎn)生負責產(chǎn)生I2C 串行時鐘信號，根據(jù)協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸有三種速度模式：正常模式100Kb/s、快速模式400Kb/s、高速模式3.4Mb/s，為了保證配置的準確性和成功率，設計中采用了

45、100Kb/ 的速度模式，即SCLK 的頻率為100KHz，因為FPGA 外部輸入的時鐘為50MHz，所以需要對其分頻獲得。同時該模塊還負責產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸有效信號，保證SDAT 的改變發(fā)生在SCLK 的低電平時段。Register_Value 其實一個查找表，負責保存MT9P031 內(nèi)部需要配置的寄存器地址和數(shù)據(jù)，查找表內(nèi)數(shù)據(jù)的位數(shù)都是24bit，單獨作為一個模塊的目的是為了方便用戶改變配置數(shù)據(jù)，決定圖像傳感器的不同工作狀態(tài)。I2C_Controller 是圖像傳感器配置設計的核心模塊，主要完成了啟停命令產(chǎn)生、字節(jié)發(fā)送和讀取、應答信號采集等功能。同時，I2C_Controller 模塊還產(chǎn)生I2

46、C讀寫時序，由狀態(tài)機嚴格按照I2C 協(xié)議實現(xiàn)，將Register Value 部分送出的24 位操作碼I2C_DAT 轉(zhuǎn)化成為正確的I2C 時序。一個寄存器的數(shù)據(jù)傳輸完成后，模塊還將判斷寄存器配置數(shù)據(jù)是否發(fā)送順利，如果一切正常，LUT_INDEX 信號會自動加一，控制Register Value 查找表產(chǎn)生下一個寄存器的地址和數(shù)據(jù)。3 I2C 接口的仿真及調(diào)試為了驗證MT9P031 配置過程中I2C時序的正確性，本設計在Modelsim Se10.1c 版軟件平臺中對整個模塊進行了功能仿真，在Test bench 中模擬了50MHz 控制時鐘以及復位信號，觀察最終輸出端的波形情況。圖3 是對M

47、T9P031 的寄存器地址0x00 進行讀操作的仿真波形圖，圖4是對寄存器地址0x01 寫入0x01EA 的仿真波形圖。4 總結(jié)基于I2C總線的圖像傳感器配置在視頻圖像采集處理系統(tǒng)中非常普遍，本設計結(jié)合了FPGA 的可編程特性，采用模塊化的方法設計方法完成了I2C 配置電路的設計，詳細介紹了各個模塊的設計流程和實現(xiàn)方式，最后對整個設計進行了仿真，驗證了設計的正確性。綜合調(diào)試后占用資源極小，可靠性高，而且利用Verilog 硬件描述語言的設計使得可移植性很強，具有廣泛的應用價值?；贑AN總線的溫度測量節(jié)點設計引言CAN是Controller Area Network的縮寫，即控制器局部網(wǎng)，通常

48、稱為CAN bus（CAN總線），是一種支持分布式控制的串行通信協(xié)議。CAN最初出現(xiàn)在汽車工業(yè)中，是20世紀80年代德國Boech公司為汽車的監(jiān)控、控制系統(tǒng)而設計的，主要是解決汽車中的電子控制裝置之間的通信，減少不斷增加的信號線。CAN總線的直接通信距離最遠可以達到10 km，此時通信速率為5 kbps以下；而通信速率最高可達1 Mbps，此時通信距離長為40 m。同時CAN總線的通信媒介采用雙絞線或光纖，選擇靈活，其結(jié)構(gòu)較簡單，總線接口芯片支持8位、16位的CPU。由于CAN總線采用短幀結(jié)構(gòu)，在標準格式中，短幀的字節(jié)數(shù)為8個，因此傳輸時間短，受干擾的概率低，重新發(fā)數(shù)據(jù)幀的時間短，并且每幀信息

49、都有CBC校驗及其他檢錯措施，這樣可以保證極低的數(shù)據(jù)出錯率。CAN總線上的節(jié)點在錯誤嚴重時，可以自動關(guān)閉總線的功能，使總線上的其它操作不受到影響。由于CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有卓越的特性及極高的可靠性，因而非常適合工業(yè)過程監(jiān)控設備互連，也是最有前途的現(xiàn)場總線之一。由于CAN總線的特點，使得其廣泛地應用于電力、航空航天、治金、交通工具、機器人、醫(yī)療設備、環(huán)境監(jiān)控和家用電器等眾多領域。本文提出基于CAN總線的溫度測量節(jié)點的設計。1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計根據(jù)系統(tǒng)的設計要求，其總體設計結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個系統(tǒng)由主站節(jié)點、分布式溫度測量節(jié)點兩部分組成。由于基于CAN總線的溫度測量節(jié)點是一種分布式、實時的通信系

50、統(tǒng)，可采用主從方式通信，其特點就是系統(tǒng)中任一節(jié)點設一為主站節(jié)點，其余均為從站節(jié)點，主站節(jié)點通過CAN總線與各個從站節(jié)點進行通信。我們只需設一個主站節(jié)點作為主監(jiān)控器，以點對點方式進行通信，其余的從站均為各個溫度測量節(jié)點。各個節(jié)點都通過CAN總線實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的連接，各個溫度測量節(jié)點具有較強的獨立性，具有工作可靠性、性能穩(wěn)定、測量精確、安裝調(diào)試方便、造價低廉等特點。圖1 分布式溫度測量節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖2 溫度測量節(jié)點的硬件電路設計CAN總線溫度測量節(jié)點主要任務是溫度采集與CAN通信，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。硬件電路由微處理器STC89C52、總線控制器SJA10 00、總線驅(qū)動器PCA82CS0和傳感

51、器DS18B20四個部份組成。微處理器負責對SJA1000和DS18B20進行初始化，通過總線控制器SJA1000實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務。圖2 溫度測量節(jié)點硬件電路結(jié)構(gòu)框圖2.1 溫度傳感器DS18B20DS18B20是美國DALLAS公司推出的第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，該傳感器只需一個端口引腳進行通信，就可以實現(xiàn)多點分布的應用，具有低功耗、高性能、抗干擾強等優(yōu)點。其傳感器的特性為：（1）溫度測量范圍寬，能測到-55125的溫度，在-10+85時精度為正負0.5。（2）提供912位的測量分辯率，對應的溫度精度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，實現(xiàn)了高精度的

52、測量。（3）接口方式獨特，僅需一條信號線就可以實現(xiàn)與微處理器的雙向通信。（4）測量出的溫度能直接轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供CPU處理，同時還傳送CRC校驗碼，具有很強的抗干擾糾錯能力。溫度傳感器的電路設計由單片機的引腳P3.5與傳感器DS18B20的DQ腳相連，實現(xiàn)微處理器與傳感器的雙向數(shù)據(jù)的通信。同時DQ單總線外接一4.7 k的上拉電阻。溫度傳感器的電路圖如圖3所示。圖3 溫度傳感器電路2.2 CAN通信電路的設計CAN通信電路是整個系統(tǒng)實現(xiàn)通信的關(guān)鍵部分，系統(tǒng)中各個節(jié)點和節(jié)點控制器是通過CAN通信電路接入CAN總線網(wǎng)絡上的，實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的傳輸。CAN通信電路采用STC89C52處理器、PHILI

53、PS公司的總線控制器SJA1000、NXP公司的總線收發(fā)器82C250和高速光電耦合器6N137等器件組成。在CAN通信電路中微處理器負責對SJA1000進行初始化，各信號通過CAN總線控制器實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務。同時為了增加CAN總線節(jié)點的抗干擾能力，更好地實現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點間的電氣隔離，SJA1000的TX和RX引腳通過連接光耦6N137后再與總線收發(fā)器PCA82C250相連，總線收發(fā)器82C250的TXD和RXD分別接光耦6N137的輸出OUT和輸入IN端，再通過具有差動發(fā)送和接收功能的總線終端CAN_H和CAN_L連接入總線電纜中，完成通信的傳輸。3 溫度測量節(jié)點的

54、軟件設計溫度測量節(jié)點的軟件設計包括CAN總線初始化、發(fā)送子程序及中斷接收程序軟件設計和溫度傳感器DS18B20的程序設計。其節(jié)點流程圖如圖4所示。3.1 CAN初始化程序CAN初始化即初始化CAN節(jié)點。要保證通信正確可靠則必須先對控制器SJA1000進行初始化參數(shù)設置。初始化設置是通過微處理器對SJA1 000的寄存器進行初始化，這些初始化包括控制寄存器的配置、命令寄存器的配置、狀態(tài)寄存器的配置、中斷管理寄存器的設置、總線定時寄存器的配置、輸出控制寄存器的設置以及時鐘分頻寄存器的設置等。系統(tǒng)上電后，對CAN初始化只有在復位模式下才可以開始，初始化設置完成后，CAN控制器就可以回到工作狀態(tài)，即進

55、入工作模式，執(zhí)行正常的通信任務。CAN控制器初始化流程圖如圖5所示。圖5 CAN 控制器初始化流程圖3.2 CAN通信電路程序CAN總線節(jié)點要完成通信任務則還必須包括發(fā)送子程序及中斷接收程序。發(fā)送子程序負責各節(jié)點報文的發(fā)送任務。發(fā)送時只需將待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息按特定的格式組合成一幀報文，送入CAN控制器SJA1000的發(fā)送緩沖器中，啟動SJA1000發(fā)送即可完成發(fā)送報文任務。在向SJA1000發(fā)送緩沖器發(fā)送報文之前，可先做一些判斷，判斷其是否正在接收數(shù)據(jù)、先前發(fā)送是否成功以及發(fā)送緩沖器是否鎖定等等，以確保數(shù)據(jù)發(fā)送的可靠性。中斷接收程序主要是負責節(jié)點報文的接收以及其它中斷情況的處理。當進入中斷后要進

56、行是否有數(shù)據(jù)的判斷，以防干擾誤中斷。3.3 溫度傳感器的程序設計溫度測量節(jié)點電路上電后也要進行初始化設置，初始化完成后，溫度測量節(jié)點中的溫度傳感器對采集到的數(shù)據(jù)信息實時處理、現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時顯示，并判斷采集的信息是否超過正常值，如出現(xiàn)異常，則報警提示并通過CAN通信電路進行通信。4 結(jié)束語本設計應用性很強，在實際應用中表明，其溫度測量的精度和穩(wěn)定性都得到很好的提高，準確地反應了工作狀況和實際狀況，達到了預期目標。FPGA在智能壓力傳感器系統(tǒng)中的應用設計引 言傳統(tǒng)氣體壓力測量儀器的傳感器部分與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是分離的，抗干擾的能力較差，并且通常被測對象的壓力變化較快。因此不僅要求系統(tǒng)具有較快的數(shù)據(jù)吞吐速

57、率，而且要能夠適應復雜多變的工業(yè)環(huán)境，具有較好抗干擾性能、自我檢測和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。在此，利用FPGA具有擴展靈活，可實現(xiàn)片上系統(tǒng)(SoC)，同時具有多種IP核可供使用等優(yōu)點，設計了能夠控制多路模擬開關(guān)、AD轉(zhuǎn)換、快速數(shù)據(jù)處理與傳輸、誤差校正、溫度補償?shù)闹悄軅鞲衅飨到y(tǒng)；同時將傳感器與數(shù)據(jù)采集處理控制系統(tǒng)集成在一起，使系統(tǒng)更加緊湊，提高了系統(tǒng)適應工業(yè)現(xiàn)場的能力。1 系統(tǒng)性能及元器件11 智能傳感器系統(tǒng)性能要求傳感器壓力測量范圍：05 MPa；系統(tǒng)精度：±01FS；1通道模擬電壓輸入(壓力信號)大于250 sampies通道s；采用串行RS 232C接口輸出。12 系統(tǒng)主要元器件及性能根據(jù)系統(tǒng)的精度指標的要求選擇器件：FPGA芯片 選用Altera的CycloneEP2C5，其邏輯單