硬件设计技术提高系列-高速电路接口与应用-李晶v0.4
CAN总线控制器MCP2515的原理及应用
;)AC ;)A" 规 定 了 ;<) 总 线 通 信 的 速 率 及 同 步 跳 转
宽度参数， ;)A* 规定了位时段大小的一部分 和 接 收 数据采样次数， ;)AC 规定了帧起始信号的用 途 和 唤 醒过滤器以及位时段大小的另一部分， 这三个寄存器 在配置模式下允许读和写， 在工作模式下， 为只读存 储器。
而达到了产品的快速更新， 缩短上市时间， 降低产品 成本， 提高产品质量的目的。
3<>*#"# 的主要功能参数如下： （ 支持 <=) 协议 *(+= Z *(+A ； "） （ 最大可编程波特率为 "3XL4； *） （ 有标准帧和扩展帧两种数据 帧 可 供 选 择 ， 每 @） 个帧中的数据段长可为 +[; 字节； （ 支持远程帧； !） （ 内含 @ 个发送缓冲器和 * 个 接 收 缓 冲 器 ， 并 #）
"(! 3;<*#"# 的帧选择方式 3;<*#"# 的帧过滤是由其内容的接收过滤寄存
器及其相对应的屏蔽寄存器共同完成的。所谓的帧过
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总第 !" 卷 第 !#$ 期
电测与仪表
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滤，是指 ;<) 总线控制器对总线上的帧进行选择接 收的机制。对接收状态的节点而言， 帧接收过滤器与 其屏蔽器共同与总线上的信息标志符 9= 相比较 ， 以 选择接收该节点需要的信息。 3;>*#"# 内部提供了六 个帧过滤寄存器 ?@A+B# 和两个屏蔽寄存器 ?@3+B 对于帧 9= 的过滤最长可达 C* 位。 与 D:<"+++ 不同 "， 其中 ?@A+E" 的是， 六个 ?@A 和两个 ?@3 分为两组， 和 ?@3+ 为一组，对应于优先级较高的接收缓冲器
IEEE_1394b光总线扩展技术研究
总线技术 电 子 测 量 技 术 EL ECTRON IC M EASU REM EN T TECHNOLO GY第29卷第6期2006年12月 IEEE21394b光总线扩展技术研究段靖远 史洁琴 张春熹(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083)摘 要:本文提出一种基于IEEE-1394b协议的光总线系统实现方案。
并以DSP和IEEE1394b协议芯片为基础,利用CPLD进行时序配合,完成了光总线系统总线扩展电路的硬件电路和程序设计,使光总线系统可以兼容采用多种通用通信协议的设备。
在基于总线扩展电路搭建的光总线系统中,从PC端的总线系统网络拓扑图可以看出所设计的总线扩展电路可以满足应用的需求。
关键词:光总线;总线扩展;IEEE21394bR esearch on optical bus extension technology based on IEEE21394bDuan Jingyuan Shi Jieqin Zhang Chunxi(School of Instrumentation&Optoelect ronics Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing100083)Abstract:This paper shows a means of optical bus implementation using IEEE21394b.Based on DSP chip and IEEE1394b protocol chips with appropriate timing provided by CPLD,the bus extension circuit design and program design of optical bus is accomplished,which can facilitate the compatibility between optical bus system and the devices adopted different general communication protocols.In optical bus system which adopted the bus extension circuit,f rom the network topology diagram of optical bus on PC,it can be concluded that the bus extension circuit meets the needs of practical applications.K eyw ords:optical bus;bus extension;IEEE21394b0 引 言随着计算机及其相关技术的发展,总线技术应用领域不断扩大,受到越来越多的重视,出现了大量的组网方式和相应的协议。
水塔水位PLC自动控制系统
水塔水位P L C自动控制系统(总33页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除电气工程学院课程设计说明书设计题目：水塔水位PLC自动控制系统系别：电气工程及其自动化年级专业： 13级应电2班组员：贾猛、孟令军、修圣虎、李晶指导教师：郭忠南摘要随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器（PLC）。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置。
关键词：PLC(Programmable Logic Controller) 自动化水塔水位三菱PLC目录第一章研究背景 (1)1.1可编程控制器的产生及发展 (1)1.2PLC的基本结构 (2)1.3PLC的特点 (5)1.4PLC的工作原理 (6)1.5梯形图程序设计及工作过程分析 (8)第二章水塔水位自动控制系统方案设计 (10)第三章水塔水位自动控制系统硬件设计 (12)3.1水塔水位控制系统设计要求 (12)3.2水塔水位控制系统主电路 (12)3.3水泵电机的选择 (13)3.4水位传感器的选择 (13)3.5可编程序控制器的选择 (14)3.6PLC I/O口分配 (14)3.7PLC控制电路原理图 (16)第四章水塔水位自动控制系统软件设计 (17)4.1程序流程图 (17)4.2梯形图 (18)第五章设计总结 (24)第一章研究背景1.1 可编程控制器的产生及发展可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。
基于FPGA的高速数据采集系统设计
北京航空航天大学第八届研究生学术论坛2011年4月 8th Academic Forum for Graduate Students at Beihang UniversityApr 2011————————————————收稿日期：2011-06-13导师简介：徐志跃，男，副教授，主要从事计算机测控技术、电子电路技术研究。
作者简介：金刚，男，硕士研究生，主要研究方向为检测技术和自动装置开发。
论文研究方向：基于FPGA 的数据采集模块基于FPGA 的高速数据采集系统设计金 刚，徐志跃(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京，100191)摘 要：设计一种基于FPGA 的高速数据采集系统，该系统采用FPGA 作为控制器，PXIe 总线作为总线接口，采用V erilog HDL 硬件编程语言进行程序控制，这种于FPGA 的同步采集、实时读取采集数据的方案，可以提高系统采集和传愉速度,此种设计方案结构灵活、控制简单、可靠性高。
关 键 词： FPGA ；PXIe 总线；高速数据采集；V erilog HDL 中图分类号：TP391文献标识码：A 文章编号：Design of high-speed data acquisition system based on FPGAJin Gang ，Xu Zhiyue(Beihang University School of Automation Science and Electrical Engineering, Beijing, 100191)Abstract: Design of a high-speed data acquisition system based on FPGA, the system uses the FPGA as a controller, PXIe bus as the bus interface, using verilog HDL programming language for process control hardware, which in the FPGA synchronization acquisition, real-time data collection program to read, can improve system speed of acquisition and transmission of discovery, this design is flexible, simple control and high reliability.Key words: FPGA; PXIe Bus; High-speed Data Acquisition; Verilog HDL引言随着信息技术的飞速发展，各种数据的实时采集和处理在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。
阎石第五版数字电路技术课件
数字电路基础
触发器概述
触发器的分类
触发器的工作原理
触发器的应用
01
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触发器是一种具有记忆功能的电路，能够存储二进制信息。
根据工作原理的不同，触发器可以分为RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
触发器通过接收输入信号，根据不同的工作模式，将存储的信息保持或翻转。
触发器广泛应用于数字系统的设计和实现，如寄存器、计数器等。
详细描述
总结词
数字电路技术的发展历程
详细描述
数字电路技术自20世纪40年代诞生以来，经历了从小规模到大规模，再到超大规模集成电路的发展历程。随着半导体工艺的不断进步，数字电路技术的集成度越来越高，性能越来越强大，应用领域也越来越广泛。
总结词
数字电路技术的应用领域
详细描述
数字电路技术广泛应用于计算机、通信、控制、测量仪器、航空航天、军事等领域。在计算机领域，数字电路技术用于构建中央处理器、存储器、输入输出接口等关键部件。在通信领域，数字电路技术用于信号传输、调制解调、信道编码等。在控制领域，数字电路技术用于实现各种控制算法和控制系统。在测量仪器领域，数字电路技术用于提高测量精度和自动化程度。在航空航天和军事领域，数字电路技术用于实现高速数据处理和精确控制系统。
数字电路的分析与设计
根据逻辑函数表达式或真值表，设计实现特定逻辑功能的组合逻辑电路。
组合逻辑电路设计
根据给定的逻辑函数和触发器类型，设计实现特定功能的时序逻辑电路。
时序逻辑电路设计
利用可编程逻辑器件的资源和编程语言，设计实现各种数字电路和系统。
可编程逻辑器件设计
使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）进行数字电路和系统的设计和仿真。
sinumerik 808d数控车床plc连接与调试大学毕设论文
目录第一章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2数控系统地发展 (1)1.3本设计主要任务 (2)第二章SINUMERIK 808D概括 (4)2.1 SINUMERIK 808D简介 (4)2.2 SINUMERIK 808D组成部分 (4)第三章数控系统的机构组成 (8)3.1 数控系统的结构原理 (8)3.2数控系统CNC的组成 (8)第四章数控车床PLC的机构组成和工作原理 (11)4.1 数控机床PLC的形式 (11)4.2 数控车床PLC的硬件组成和功能 (11)4.3 PLC的工作原理 (13)4.4 PLC与数控车床的信息传递 (14)第五章808D电气电路设计 (15)5.1 电气控制电路简介 (15)5.1.2 电气原理图的要求 (15)5.1.3 电气设计的原则 (15)5.2 808D电路的设计 (16)5.2.1电气集成电路 (16)5.2.2 控制系统电路 (18)第六章PLC的设计 (20)6.1 PLC的编程方法 (20)6.2 PLC的设计 (20)6.2.1PLC设计方法 (20)6.2.2PLC程序设计步骤 (20)6.2.3 PLC在车床控制的分析 (21)6.2.4PLC参数设定 (21)6.2.5 PLC机床数据 (23)6.2.6 HMI数据 (24)6.2.7 NCK数据 (24)6.2.8 PLC的输入输出地址 (25)6.3 PLC控制部分设计 (27)6.3.1 主轴程序设计 (27)6.3.2 主轴和进给轴的控制程序 (28)6.3.3 机床冷却系统控制程序 (30)6.3.4带二进制编码功能的刀架程序 (31)6.3.5 辅助程序设计 (33)6.4 PLC控制部分调试 (34)6.4.1 PLC连接 (35)6.4.2 安装Programming Tool (35)6.4.3 PLC程序的在线调试 (36)6.4.4 PLC用户报警调试 (36)第七章常见连接的故障的分析和处理 (39)7.1 硬件故障 (39)7.1.1开机无法进入系统 (39)7.1.2 电池报警 (39)7.1.3 MCP触摸板不能用 (39)7.1.4 RS23传输故障 (40)7.1.5主轴故障 (40)7.1.6主轴编码器故障 (41)7.2 PLC故障 (41)7.2.1 报警提示700013 (41)7.2.2 报警提示700017 (42)7.2.3 报警提示700022 (42)7.2.4故障提示700025 (42)7.2.5故障提示700024 (42)7.2.6故障提示700028 (42)总结 (43)参考文献 (44)致谢 (46)摘要数字控制技术作为机械自动化的一个重要方面，随着科学技术的进步数控技术在国民的生产中占据着越来越重要的地位。
计算机控制系统--嵌入式PLC
④ 验证方法必须正确，以确保系统设 计达到目标要求。
优势：①协同设计要贯穿整个设计周期， 且使设计修改容易，研制周期可以得到有 效保障；②软硬件交互设计变得简单。
图8-4 嵌入式系统的软硬件协同设计流程
• VxWorks所具有的显著特点是： －可靠性、实时性和可裁减性。
• 它支持多种处理器，如x86、i960、Sun Sparc、Motorola MC68xxx、MIPS 、 POWER PC等等。
3-2
北京航空航天大学 清华大学出版社
18
pSOS
• pSOS原属ISI公司的产品，但ISI已经被 WinRiver公司兼并，现在pSOS属于 WindRiver公司的产品。
8.2 可编程控制器（PLC）
8.2.1 PLC概述 8.2.2 PLC结构和工作原理 8.2.3 PLC常用编程语言 8.2.4 PLC应用实例 8.2.5 PLC网络系统
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嵌入式产品一览
北京航空航天大学 清华大学出版社
4
8.1.1 概述
1. 嵌入式系统定义和分类
1．硬件体系结构
图8-2 嵌入式系统硬件体系结构的功能部件
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13
2． 传统设计技术
• 设计过程的基本特征是：系统在一开始就被划分为软件和硬件两 大部分，软件和硬件是独立地进行开发设计，通常采用的是“硬 件先行”的设计方法。
问题：
(1)软硬件之间的交互受到很大限 制，造成系统集成相对滞后，因此 传统嵌入式系统设计的结果往往是 设计质量差、设计修改难，同时研 制周期不能得到有效保障。
5Gsps高速数据采集系统的设计与实现
电子设计工程Electronic Design Engineering第20卷Vol.20第1期No.12012年1月Jan.20125Gsps 高速数据采集系统的设计与实现吴琼之，蔡春霞，丁一辰，廖春兰（北京理工大学信息与电子学院，北京100081）摘要：以某高速实时频谱仪为应用背景，论述了5Gsps 采样率的高速数据采集系统的构成和设计要点，着重分析了采集系统的关键部分高速ADC （analog to digital ，模数转换器）的设计、系统采样时钟设计、模数混合信号完整性设计、电磁兼容性设计和基于总线和接口标准（PCI Express ）的数据传输和处理软件设计。
在实现了系统硬件的基础上，采用Xilinx 公司ISE 软件的在线逻辑分析仪（ChipScope Pro ）测试了ADC 和采样时钟的性能，实测表明整体指标达到设计要求。
给出上位机对采集数据进行处理的结果，表明系统实现了数据的实时采集存储功能。
关键词：高速数据采集；高速ADC ；FPGA ；PCI Express 中图分类号：TN79文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）01-0154-04Design and implementation of 5Gsps high -speed data acquisition systemWU Qiong -zhi ，CAI Chun -xia ，DING Yi -chen ，LIAO Chun -lan（School of Information and Electronics ，Beijing Institute of Technology ，Beijing 100081，China ）Abstract:Based on a high -speed real -time spectrum analyzer as application back -ground ，the sampling rate for 5G sps high -speed data acquisition system structure and key points of design is discussed ，and particularly the key part of the acquisition system high -speed ADC （analog to digital ）design ，sampling clock system design ，modulus mixed signal integrity design ，EMC design and data transmission and processing software design basing on the PCI Express is analyzed.Based on the system hardware realization ，used ISE ChipScope Pro to test the ADC and the sampling clock performance ，the practice proved the overall targets meet the design requirements.Given the upper computer data processing results ，showing the system achieved the real -time data storage function.Key words:high -speed signal acquisition ；high -speed ADC ；FPGA ；PCI Express收稿日期：2011-11-03稿件编号：201111022作者简介：吴琼之（1977—），男，浙江海宁人，博士，讲师。
基于FPGA的高速数据采集系统的电路设计
基于FPGA的高速数据采集系统的电路设计王建秋【摘要】传统的高速数据采集系统设计方法是利用单片机和硬件FIFO对信号进行采集,但这种系统控制单一,且不易升级。
FPGA电路逻辑关系清晰,芯片时延性小、速度快,且可用VHDL或VerilogHDL来描述其内部逻辑电路,便于修改和升级。
如果在高速数据采集系统中采用FPGA控制器,将会极大地提高系统的稳定性与可靠性。
本文设计了一个基于FPGA的高速数据采集系统,对其硬件电路部分进行了设计。
%Ttraditional high_speed data acquisition system design method is carries on gathering using the monolithic integrated circuit and hardware FIFO to the signal,but this systems control is unitary,also is difficultly promoted.FPGA is of circuit logic legible【期刊名称】《潍坊学院学报》【年(卷),期】2011(011)004【总页数】4页(P16-19)【关键词】FPGA;数据采集系统;电路设计【作者】王建秋【作者单位】潍坊职业学院,山东潍坊261031【正文语种】中文【中图分类】TP274.2高速数据采集系统是现在电子信息同步实时处理系统方面的重要环节之一,在某些情况下,必须采用高速数据采集技术才能满足信息处理的同步性与准确性。
从现有的技术和产品来分析,低速、低分辨率的数据采集技术已相当成熟,实现起来比较容易,单片ADC即可满足要求,而目前我国的高速数据采集技术水平相对于世界先进的水平来讲比较落后,是我国信息通讯技术的一个颈瓶。
本文主要侧重基于FPGA 技术的高速数据采集系统硬件方面的电路设计进行研究。
1 数据采集系统的实现原理本文设计的高速、高精度数据采集系统的数据功能流程如图1所示,它主要包括三大部分:第一部分是前端的数据采集与转换,即自然信号的采集与转换的过程。
《高频电子技术及应用》课程标准
《高频电子技术及应用》课程标准一、课程基本信息二、课程概述（一）课程定位本课程是应用电子技术、电子信息工程技术、通信工程技术专业的一门重要的、核心的、必修的技术基础课。
本课程的主要内容是以非线性电路为主，是在学习了“电路分析与应用”和“模拟电子技术及应用”的基础上，进一步学习掌握各种高频电子线路模型、电路工作原理和性能、电路的分析方法的内在联系，以期达到能运用各种高频电路的能力。
同时也为专业课与其它电子信息学科的学习打下必要基础，培养学生分析问题、解决问题的能力。
本课程是为学习应用电子技术、电子信息技术等专业开设的一门专业基础必修课程，这是为了适应21世纪高等职业教育和高等专科教育的发展，培养更多适合现代社会的应用型人才，以及当前集成电路技术发展而开设的。
随着通信技术日新月异的发展，通信集成电路的工作频率通常很高，这就要求应用电子技术、电子信息技术等专业的学生具备高频电路的基础知识。
通过本课程的学习，可以使学生系统、完整地掌握高频电子技术的基本概念和基本理论，掌握非线性电子线路的基本分析方法，具有一定分析和解决具体问题的能力。
（二）课程基本理念根据情况在下列中落实课程理念：坚持以服务为宗旨，以促进就业为导向的专业建设方针；坚持“校企合作”共建专业的办学模式；坚持“工学结合”的高职人才培养模式；坚持“以学为本”的教育理念和“以学生为主体”的教学理念；坚持职业能力培养为主线，加强实践能力培养；加强素质教育，强化职业道德。
（三）课程设计思路课程设置的指导思想是按照理实一体化教学情境设置，把整个课程理论、实验和实训进行融合，课程的设计突出“素质”、“知识”与“能力”三个特点。
本课程为项目为单元组织教学，通过具体案例，将高频无线通信实施的顺序逐步展开，其应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。
本课程在理论授课中，采用多媒体教学课件，利用视频动画来激发学生们学习兴趣，既创造生动活泼教学氛围，又解决了课时少内容多的矛盾。
高速电路设计1_信号完整性PDF课件--北京理工大学DSP课件一次性下载(高梅国教授)
BIT/TI
7
2、信号完整性
BIT/TI
8
3、传输线理论
• 传输线是微波技术中最重要的基本元件之一，， 传输线的研究涉及很多复杂的理论。
• 在高速数字设计中只涉及到四种：同轴电缆、 双绞线、微带线和带状线
• 最重要参数：传输线的特性阻抗和信号在传输 线中的时延。
BIT/TI
14
3、传输线理论
• PCB板中的传输线分析
w
信号线(带状传输线)
平面层
h
ξr
Hale Waihona Puke t信号层平面层
Z0 =
60 ln 1.9h
ξr 0.8w + t
t pd = 85 ξ r
BIT/TI
15
3、传输线理论
• PCB板中的传输线分析 – 对某参数： • 微带传输线 Z0 = 54Ω • 带状传输线 Z0 = 43Ω – 对于同样的电介质， • 微带传输线的传输速度要比带状传输 线的快 • 一般微带传输线的阻抗也比带状传输 线的高。
第四层，信号层，带状传输线 第五层，平面层 底层（第六层），信号层，微带传输线
BIT/TI
13
3、传输线理论
• PCB板中的传输线分析
w
t
h
ξr
信号线(微带传输线) 信号层
平面层
Z0 =
87 ln 5.98h
ξr + 1.41 0.8w + t
t pd = 85 0.475ξr + 0.67
BIT/TI
9
3、传输线理论
同轴电缆
外层介质 外层屏蔽 内层介质 内层导体
【国家自然科学基金】_高速集成电路_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
科研热词 推荐指数 光电探测器 2 高速相机 1 高速i/o接口 1 频移键控 1 音圈电机 1 非光滑 1 锗 1 进位保留加法器 1 软件驱动 1 超宽带 1 蒙哥马利 1 色散补偿 1 精密时间延迟 1 硅基 1 电磁带隙结构 1 现场可编程门阵列(fpga) 1 片上系统 1 正交调制 1 模间色散 1 模斑整形 1 模幂 1 模乘 1 无源光网络 1 数字集成电路 1 抑制方法 1 布线拥塞 1 多模光纤 1 外延 1 同步开关噪声 1 可编程器件 1 单边带调制 1 单载波频域均衡 1 单行载流子传输光电二极管 1 判决反馈均衡 1 共振隧穿二极管 1 光通信 1 传输事务动态调度 1 专用集成电路(asic) 1 专用集成电路 1 不完全微分 1 usb主机控制器 1 usb 2.0 1 rsa加密 1 rake接收机 1 dma控制器 1 bouc-wen迟滞模型 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 锁相环 嵌入式动态随机存储器 高速缓存 频变参数 预加重电路 静态功耗 集成电路 集成光源 隧穿场效应晶体管 阻抗匹配 门控图像增强器 运算放大器 转移目标缓存 路访问轨迹 蒙哥马利模乘 精简指令集计算机 磷化铟 直线感应加速器 盲过采样 激光器 模数转换器 模型 栅控二极管 时钟与数据恢复 时域有限差分 振铃 指令高速缓存 指令集架构 抖动比 抖动 异步流水线 并行表查找 并行流水线 并行完备 并行仿真 寄存器堆 增益自举 增益单元 基-64 垂直腔面发射激光器 可配 反馈相位跟踪型 压控振荡器 单模 单向双稳态 协处理器 半静态零协议逻辑 半导体环形激光器 前馈相位跟踪型 分幅相机 分光 内建自测试
单片机原理与应用01赵琳2011201201
单片机的结构特点
概
单片机特点及应用
述
第一章 概 述
• 1.1计算机发展史
1946年2月15日， 第一台电子数字 计算机问世，这 标志着计算机时 代的到来。 （CALCULATO R） ENIAC （“埃尼阿克”）
1946年美国宾夕法尼亚大学为了弹道设计的需要设 计了世界上第一台数字电子计算机。它的运算速度不 高，却是一个庞然大物。
单片机应用技术
赵琳 临沂大学 汽车学院
单片计算机及其应用
第一章 概述 第二章 单片机的结构和原理 第三章 指令系统 第四章 汇编语言程序设计 第五章 定时/计数器 第六章 MCS-51系统的串行接口 第七章 MCS-51 单片机的中断系统 *第八章 单片机系统扩展 *第九章 单片机接口技术 *第十章 单片机应用系统的设计开发
2、引脚采用分时复用技术。由于芯片集 成度高，而引脚又不宜过多，因此将部 分引脚设计为多功能的，例如，地址总 线和数据总线采用分时复用等。
3、特殊功能寄存器(21个) 采用特殊功能寄存 器来控制单片机的功能状态，如定时/计数器、 串行口和中断逻辑等。
4、全双工串行接口 内部具有全双工串行接口， 可实现单机或多机通讯，为实现分布式控制 系统提供了可能。
18000个电子管 1500个继电器 消耗功率为50ＫＷ 占地300平方米
重30吨 价值48万美元。
返回
◆ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100 KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次加法 运算。☺
◆与现代的计算机相比，有许多不足，但它 的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对 人类的生产和生活方式产生了巨大的影响 。
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
对计算机高速数字电路设计技术的研究
对计算机高速数字电路设计技术的研究作者：王戈来源：《信息技术时代·下旬刊》2018年第02期摘要：如今针对于高速数字电路设计方面的研究有很多，主要是因为该项技术对电子技术行业的发展存在着一定的促进作用，一般采用多个电子元器件组合应用的办法，在高速数字电路设计中实现电子技术的融入和应用，并且，也在一定程度上扩大了计算机高速数字电路技术的应用范围。
然而，在对计算机高速数字电路设计技术进行实际应用的过程中，该项技术却存在着一定的影响因素，这些影响因素都会对计算机高速数字电路技术的正常运行起到不良作用。
本文对计算机高速数字电路设计技术展开分析和研究，以期对计算机高速数字电路设计技术的良好应用起到一定的参考帮助作用。
关键词：计算机；高速数字电路；设计技术由于近代科学技术发展的不断深入，高新技术层出不穷，电子技术行业也得到了前所未有的改革，开始进入了一个崭新的电气时代。
高速数字电路通过电子技术和计算机技术的巧妙结合，能够集成高速变化信号在电路中所产生的电感、电熔等模拟特性的电路，对整个电路的各项参数进行调整和优化，让计算机高速数字电路系统保持一个理想的运行状态。
计算机高速数字电路设计的过程中，最需要注意的还是各个元器件的搭配，否则会对电路信号甚至是电路元器件的正常运行造成影响。
但是，在实际的应用中，计算机高速数字电路设计技术却受到一些因素的影响。
一、计算机高速数字电路设计高速数字电路就是高速变化信号在电路中所产生的电感、电熔等模拟特性的电路，计算机高速数字电路应用了先进的电子技术，而且是应用了先进的计算机技术，要促使计算机达到高速数字电路系统的运行处于平衡的理想状态，就要对相关所以的电路参数经行不断调整及优化。
需要特别注意的是，在相关技术的设计过程中，要紧密的注意电路各元器件之间的搭配要合理，要正确，这样才能有效果。
二、影响计算机高速数字电路设计技术因素计算机高速数字电路设计技术目前的发展情况，是整个电子设计行业的骄傲，是这个领域的创新发展。
一个用于高速高精度流水线模数转换器的采样保持电路设计
一个用于高速高精度流水线模数转换器的采样保持电路设计董焕芝;侯丽媛;宋秀琴
【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》
【年(卷),期】2010(029)001
【摘要】设计了一个可用于高速高精度流水线模数转换器的采样保持电路.运放采用全差分套筒式增益自举,增益可达130 dB,带宽783 MHz.采用栅压自举开关,来减少与输入信号相关的非线性失真,提高线性度.在TSMC0.35μm CMOS工艺下设计,仿真结果表明,在时域内对1 V的阶跃输入电路可以在7 ns内达到误差小于0.012%;在频域内做FFT分析该电咯可以达到11.6 bit.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】董焕芝;侯丽媛;宋秀琴
【作者单位】内蒙古科技大学,工程训练中心,内蒙古,包头,014010;内蒙古广播电视大学,内蒙古,呼和浩特,040010;内蒙古科技大学,工程训练中心,内蒙古,包头,014010【正文语种】中文
【中图分类】TN431.1
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智能给水控制器设计
智能给水控制器设计孙金玮;汪超;魏国【摘要】设计出一种基于C8051F410单片机的多功能智能给水控制器,并详细介绍了系统的软硬件设计.该控制器的硬件由数据采集、人机接口、电机控制和电源等模块组成,利用单片机的ADC模块采集管道压力,同时控制ADC模块的输出,以改变泵的运转速率,从而维持水压的动态稳定.其中,恒压控制算法采用先进的数字PID 控制理论,有机地融合了变频调速技术和单片机技术.该系统能够满足一个小区或一栋高楼居民对供水的需求,且具有高性能、高可靠性、低成本、低能耗等特点.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2010(033)006【总页数】4页(P4-7)【关键词】恒压供水;数据采集;PID控制;变频调速【作者】孙金玮;汪超;魏国【作者单位】哈尔滨工业大学,电气工程及自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,电气工程及自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,电气工程及自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TP368.20 引言随着经济的快速发展和城市高层建筑的不断涌现，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高[1]，加上目前能源紧缺对节能的要求，因此利用先进的电子测控技术和自动化控制技术，设计高性能、高可靠性、低成本、低能耗，以及能适用不同领域的恒压供水系统也就成为必然趋势。
随着近年来变频调速技术的飞速进步，变频恒压供水也在其基础上慢慢发展起来，并成为一种新兴的现代化供水技术[2]。
目前，国外的恒压供水工程设计都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，这种方式不但投资成本较高，且功能单一[3]。
为此设计了在变频调速控制系统中加入基于C8051F410的单片机系统，构成了功能更强的复合控制系统，它不但克服了以上缺点，而且具有安装调试方便，功能全面，可靠性高，抗干扰能力强等优点，且可以广泛应用于工业生产、社会生活的各个领域。
计算机高速数字电路设计技术
计算机高速数字电路设计技术
胡怀湘
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2003(039)017
【摘要】介绍了电源分布系统和传输线阻抗对高速电路设计的影响,并根据实践经验对如何处理高速电路电源系统的问题和注意事项提出一些指导意见,该文将对越来越多的设计者涉足高速电路的设计提供很好的帮助.
【总页数】5页(P128-132)
【作者】胡怀湘
【作者单位】中国电子科技集团公司第十五研究所,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP303+3
【相关文献】
1.计算机高速数字电路设计技术及优化策略 [J], 王威;
2.探析计算机高速数字电路设计技术 [J], 贾萍;
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硬件设计技术提高系列高速电路接口与应用V0.4李晶2011-12版本作者描述日期0.1 李晶初始版本，包含LVPECL/LVDS/CML电平的介绍和各种对接方法2011-10-110.2 李晶增加电平匹配原则和交流匹配的电容选择2011-11-180.3 李晶增加TMDS电平/HDMI总线介绍2011-11-270.4 李晶增加HCSL电平介绍2011-12-050.5 李晶增加PCI-express总线介绍待定0.6 李晶增加SATA总线介绍待定0.7 李晶增加USB3.0总线介绍待定0.8 李晶增加预加重/去加重/前冲技术介绍待定0.9 李晶增加预加重/去加重/前冲技术介绍待定高速电路接口与应用1.1.常用高速差分电平介绍1.1.1.LVPECLLVPECL电平的输入输出结构如下图，右侧的输入内置了直流偏置电阻：IN+IN-●VOH=VCC-0.9V●VOL=VCC-1.7V●IOH=22mA●IOL=6mAPECL电平的特点●PECL信号的回流是依靠高电平平面（即VCC）回流的，而不是低电平平面回流。
所以，为了尽可能的避免信号被干扰，要求电源平面干扰比较小。
也就是说，如果电源平面干扰很大，很可能会干扰PECL信号的信号质量。
●对于输出门来说，P/N二个管脚不管输出是高还是低，输出的电流总和是一定的（即恒流输出）。
恒流输出的特性应该说是所有的差分高速信号的共同特点（LVDS/CML电平也是如此）。
这样的输出对电源的干扰很小，因为不存在电流的忽大忽小的变化，这样对电源的干扰自然就比较小。
●PECL的直流电流能达到14mA，而交流电流的幅度大约为8mA（800mV/100ohm），也就是说PECL的输出门无论是输出高电平还是低电平，都有直流电流流过，换一句话说PECL的输出门（三极管）始终工作在放大区，没有进入饱和区和截至区，这样门的切换速度就可以做得比较快，也就是输出的频率能达到比较高的原因之一。
●要判断一个PECL/LVPECL电平输入能否被正常接收，不仅要看交流幅度能否满足输入管脚灵敏度的要求，而且要判断直流幅度是否在正常范围之内（即在VCC-1.3V左右，不能偏得太大，否则输入门将不能正常接收）。
在这一点上与LVDS有很大的差别，务必引起注意。
1.1.2.LVDSLVDS的输入结构如图所示，IN+与IN-输入差分阻抗为100，为适应共模电压宽范围内的变化，输入级还包括一个自动电平调整电路，该电路将共模电压调整为一固定值，该电路后面是一个施密特触发器。
施密特触发器为防止不稳定，设计有一定的滞回特性，施密特后级是差分放大器。
IN+IN-●LVDS电平的驱动电流很小才4mA，所以功耗特别小，输出摆幅为400mV。
●LVDS的输入门与其他输入门有一个显著的特点，前面有一个类似于直流电平漂移适配电路（ADAPTIVE LEVELSHIFTER），这个电路能够适应直流电平（common-mode voltage）的变化的，使得输入直流电平变化范围可以很宽（0.2V~2.2V）。
也正因为这样，LVDS比其他信号有更强的共模抗干扰能力。
●LVDS输入门内部集成了100欧姆的匹配电路，所以芯片外部就不需要加匹配电阻了，大大简化了设计的难度。
1.1.3.CMLCurrent mode logic (CML), or source-coupled logic (SCL)●CML电平是一种比较简洁的电平，它内置匹配电阻（输入输出都有50欧姆的电阻），这样用户使用的是否特别简单，不需要象ECL电平一样加一堆的偏置电阻和匹配电阻。
●由于输出门也有50欧姆的匹配电阻，使得二次反射信号也能被这个电阻匹配掉，这样就避免了多次反射导致的信号劣化（振铃现象）。
在这一点，与ECL电平相比有很大的改进，所以CML电平所能支持的速率比较高，●从光口的抖动指标来看，CML电平具有抖动指标小的特性。
对比3种电平抖动方面的性能：CML最优、ECL次之、LVDS比较差。
这就是一般情况下LVDS信号很少做为光接口驱动信号的原因之一（当然，输出信号幅度比较小、电流驱动能力比较弱应该也是原因之一吧。
）●CML电平也是采用恒流驱动方式。
●CML电平的输出AC摆幅能达到800mV●一般情况下，CML电平可以是直流耦合方式对接，也可以是交流耦合方式对接。
50欧V OH=V CC V OH=V CC-0.2VV OL=V CC-0.4V V OL=V CC-0.6VCML的输入结构，输入阻抗为50欧姆，容易使用，输入晶体管作为射随器，后面驱动一差分放大器。
IN+IN-1.1.4.HCSLHigh−speed Current Steering LogicHCSL OUTPUTSSymbol Characteristic Min Typ Max Unit V OH Output HIGH Voltage 600 740 900 mV V OL Output LOW Voltage −150 0 150 mV V OUTPP Output Voltage Amplitude (@ VINPPmin) fin ≤400 MHz 725 1000 mVHCSL Simplified Output StructureUse the IREF pin to set the output drive. Connect a 475Ω RREF resistor from the IREF pin to GND to produce 2.6 mA of IREF current. A current mirror multiplies IREF by a factor of 5.4x to force 14 mA through a 50Ω output load.A. Connect 475Ω resistor RREF from IREF pin to GND.B. R S1, R S2: 0Ω for Test and Evaluation. Select to Minimizing Ringing.C. C L1, C L2: Receiver Input Simulation (for test only not added to application circuit.)范例Full Swing Signaling Voltage Parameters Showing -6 dB De-emphasis1.1.5.TMDS(HDMI)TMDS是HDMI协议中定义的电平。
50欧IN+IN-Conceptual Schematic for one TMDS differential pairSingle-ended Differential SignalDifferential Signal ItemValue Termination Supply Voltage, AVcc 3.3 Volts ±5% Termination Resistance, RT50 ohms ±10%输出要求HDMI requires a DC-coupled TMDS link.Balanced Source Test LoadEye Diagram Mask at TP1 for Source RequirementsItemValue备注Single-ended high level output voltage, V Hif attached Sink supports only ≤ 165MHz : AVcc ±10mVoltsif attached Sink supports >165MHz :(AVcc-200mVolts) ≤ VH ≤ (AVcc+10mVolts) 3.3VSingle-ended low level output voltage, V L if attached Sink supports only ≤ 165MHz : (AVcc-600mVolts) ≤ VL ≤ (AVcc-400mVolts) if attached Sink supports >165MHz :(AVcc-700mVolts) ≤ VL ≤ (AVcc-400mVolts) 3.3V-500mVSingle-ended output swing voltage, Vswing 400mVolts ≤ Vswing ≤ 600mVolts 50Ω*10mA=500mV Single-ended standby (off) output voltage, V OFF AVcc ±10mVolts (Informative)3.3V Single-ended standby (off) output current, I OFF | I OFF | < 10uAHDMI Sink Test PointsEye Diagram Mask at TP2 for Sink Requirements 1.1.6.PCI-express1.1.7. SATA1.1.8. USB3.01.1.9. 交流匹配的电容选择采用交流匹配的时候，如果信号有长”0”和长”1”出现，会增加信号的抖动，这个电容的计算公式为： C=7.8N CID T b /R 其中：Tb = the bit periodNCID = the maximum tolerated consecutive identical digits t r = the (20% to 80%) rise time of the data在光通讯系统中，典型的带宽是0.6~1.0倍数据速率。
比如2.488Gbps的接收器Tb = 402ps. 如果NCID = 72bits 而且R = 100W, 计算出来C等于2.25nF。
如果tr = 120ps而且C = 2.25nF，那么计算出来PDJ是12ps。
如果我们增大C到100nF，PDJ就会减少到<1ps。
一般而言，电容容量越大，ESL也会比较大，所以选择电容需要综合考虑。
1.1.10.电平匹配原则1，只有”1””0”信号均衡时(直流平衡)才能进行交流匹配2，如果会出现长连”1”长连”0”信号，交流匹配时，需要考虑电容对信号抖动的影响3，输出端的最小差分摆幅需要大于输入的最小摆幅要求，否则不能连接4，输出端的最大摆幅要小于输入的最大摆幅要求，否则要用电阻网络调整(调整时要同时满足3) 5，要满足输出端的直流偏置电压Vref要求6，输出端的直流偏置是否满足输入的直流偏置要求，否则要加电阻网络调节(调整时要同时满足3/4/5)，或者用交流匹配7，交流匹配要单独考虑输入端的直流偏置电压Vref要求，可以用K级别电阻上下拉提供1.1.11.预加重技术介绍1.1.12.去加重技术介绍1.1.13.前冲技术介绍1.2.L VPECL和LVPECL1.2.1.直流匹配--50欧姆匹配到参考电压最简单的LVPECL匹配方式就是这种了，在接收器的输入侧需要一个参考电压，参考电压要比Vcc 低2.0v，额外的电源需求会增加电路的复杂度和成本。