電路設(shè)計常見問題范文
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關(guān)鍵詞:數(shù)字電路設(shè)計 常見問題 注意事項
中圖分類號:TN79 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)01(a)-00-02
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,新的電子產(chǎn)品和器件層出不窮,21世紀顯然已經(jīng)成為了信息化和數(shù)字化的時代。數(shù)字地球、數(shù)字商場、數(shù)字化生存、數(shù)字服務(wù)等概念早就成為人們生活中屢見不鮮的名詞,當前人們?nèi)粘=煌械暮芏喾矫娑寂c數(shù)字聯(lián)系得越來越緊密,比如每一個人的QQ號、身份證號、手機號、IP地址等等都在廣泛的數(shù)字化。數(shù)字已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的1、2、3、5…,它們已經(jīng)成為了區(qū)分標示和進行社會管理的重要載體?,F(xiàn)在和今后,我們的生活都在進一步進行數(shù)字符號化,我們需要的資料和存儲的信息都會用這些簡單的數(shù)字傳遞復雜的內(nèi)容,這一系列看似簡單的數(shù)字承載了我們學習、工作和生活中的很多方面。這些任務(wù)的承擔都必須以數(shù)字電路為根本進行數(shù)據(jù)信息的采集、分析、區(qū)分和處理,從而轉(zhuǎn)化成影響著我們現(xiàn)實社會的數(shù)字電路信息符號。現(xiàn)在,數(shù)字電路已經(jīng)十分廣泛的深入到社會中的各個領(lǐng)域。近年來,科學技術(shù)的突飛猛進引發(fā)了很多行業(yè)深刻的變革和翻天覆地的變化,數(shù)字信息行業(yè)在很多方面都處在科學技術(shù)發(fā)展的前端,其中顯而易見的是數(shù)字電子科學技術(shù),在科學大發(fā)展大繁榮的浪潮中,數(shù)字電子科學技術(shù)得到狂飆式的發(fā)展,當前毫無疑問已經(jīng)成為了發(fā)展最快和影響力最大的學科之一。數(shù)字邏輯器件從20世紀60年代以小規(guī)模集成電路為主發(fā)展到當前的中、大規(guī)模集成電路,甚至是超大規(guī)模的集成電路。數(shù)字邏輯器件的不斷發(fā)展和應(yīng)用更新,勢必會推動著整個數(shù)字電路的繼續(xù)前進。
1 數(shù)字電路的噪訊干擾處理
在數(shù)字電路中我們會經(jīng)常采用布爾代數(shù)的數(shù)學方法,用來描述事件之間相互的邏輯關(guān)系。和一般普通代數(shù)層面中的變量不一樣,邏輯變量則是用來描述邏輯關(guān)系中的二值變量,即用1和0這兩個值來表示對立的邏輯狀態(tài)。數(shù)字電路依照0和1的穩(wěn)定情況來作為運算基礎(chǔ),所以這其中就會存在噪訊界限。相對于模擬電路而言,數(shù)字電路有著非常強大的噪訊。數(shù)字電路中,數(shù)字信號因為與電流變化中磁數(shù)變化的誘導電壓的影響,電流變化就會在某個地方形成了噪訊的產(chǎn)生地,這又與電路長度、回路的面積息息相關(guān)。數(shù)字信號轉(zhuǎn)變時會帶來過渡性的電路,進而帶動導體產(chǎn)生噪訊電壓,再加上噪訊電流的流動會容易造成數(shù)字電路的誤動作。電路的阻抗越高受到外部噪訊干擾就越容易,對抗噪訊的干擾除了控制噪訊電壓以外,還應(yīng)該加大結(jié)合阻抗,同時減少輸入阻抗。數(shù)字IC中如果空端子表現(xiàn)出open的狀態(tài)就會使阻抗變高,這進而又會導致數(shù)字電路極容易受到噪訊的誤動作干擾。所以,數(shù)字IC的空端子需要連接電阻與電源。多層板信號線的阻抗,因為導線系設(shè)在背景的表面上,所以也可以減低阻抗的效果。
2 數(shù)字技術(shù)與模擬技術(shù)的融合
因為LSI和IC本身的高速化,為了能夠使機器能夠同時達到正常運行的目標,所以這就難免會使得技術(shù)的競爭越來越激烈。盡管系統(tǒng)構(gòu)成的電路不一定有clock的設(shè)計,但是毋庸置疑的是系統(tǒng)是否可靠必須要考量到選用電子組件、電路設(shè)計和成本、封裝技術(shù)、防止噪訊產(chǎn)生、防止噪訊外漏等綜合因素上。數(shù)字或模擬電路的極其小型化、多功能化、高速化會使得小功率信號與大功率信號、低輸出阻抗與高輸出阻抗、小電流與大電流等問題常常會在同一個密封密度的電路板中出現(xiàn),設(shè)計人員置身于這樣的環(huán)境就將面對如此高難度和富有設(shè)計思維的挑戰(zhàn)。比如,十分穩(wěn)定的電路和吵雜的電路相依時,一旦沒有把噪訊侵入到十分穩(wěn)定的電路對策看做成設(shè)計的重點,那么事后盡管進行很多次設(shè)計也將難免會陷入無解的局面。又如,假設(shè)將小型的模擬信號增幅后,利用10bitA/D的數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,但是就因為分割輻寬是4.9 mV,但是要把該電壓的level正確的讀取出來就不會是一件容易的事情,很多事情就會使得超過10bit的A/D轉(zhuǎn)換器陷入了不能正常順利運行的困境。
3 數(shù)字集成電路的選擇
基本門電路是由簡單的分離元件構(gòu)成,雖然設(shè)計起來比較容易簡單,但是運行和反映的速度很多時候相對較慢,負載承受的能力也較差,電氣的性能也有待進一步提高。目前使用得最為廣泛則是數(shù)字集成電路。其優(yōu)點是:體積較分立元件設(shè)備小幾百倍;抗干擾能力強;故障率和功耗率都很低,輸出電阻低;輸出特性好;穩(wěn)定性強。數(shù)字集成電路中又以是CMOS和TTL系列電路這兩種為主。CMOS系列器件的工作電壓在3~18 V之間,TTL系列的工作電壓是5 V,所以CMOS電路的工作范圍相對較廣,其噪聲的容限也較大,所需要消耗的功率相對較低。盡管CMOS的電路輸入端進行了保護電路的設(shè)置,但是因為限流電阻的尺寸有限和保護二極管,這就會難免使得其承受的脈沖功率和靜電電壓受到限制。CMOS電路在運輸、組裝和調(diào)試中因為不可避免的會接觸到靜電和高壓的物件,所以要保護好輸入的靜電。此外,CMOS還會產(chǎn)生電路鎖定效應(yīng),為了安全和方便的使用,人們一直在致力于從設(shè)計和制造上排除鎖定效應(yīng)的研究。因為,集成電路的要求都比較高,需要先進行芯片的設(shè)計和程序的編制,但是更多的時候在使用現(xiàn)成數(shù)字電路中進行了簡單的分析,這是非常不夠的。專用的集成電路是一種新型的邏輯器件,因為其具有靈活性和通用性的特點,所以成為了對數(shù)字系統(tǒng)進行設(shè)計和研制的首選器件??偟膩碚f,數(shù)字電路在今后的發(fā)展中還有廣闊的空間,但是其基礎(chǔ)知識不會發(fā)生改變,如何進行進一步的改進,這就迫切需要新型的數(shù)字人才去發(fā)現(xiàn)并改進當中不大完善的地方,完善和彌補電路中的每一個缺點和不足,使得當中各個部分和環(huán)節(jié)都能發(fā)揮最大的作用。
4 數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計
數(shù)字電路設(shè)計是從原理方案出發(fā),把整個系統(tǒng)按照一定的標準和要求劃分成若干個單元電路,將各個單元電路間的連接方式和時序關(guān)系確定下來,在這個前提下進行數(shù)字電路系統(tǒng)的實驗,最終完成總體電路。數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由時基電路、控制電路、子系統(tǒng)、輸出電路、輸入電路五部分構(gòu)成,當中數(shù)字系統(tǒng)的核心是控制系統(tǒng)。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計有分析系統(tǒng)要求、設(shè)計子系統(tǒng)、系統(tǒng)組裝和系統(tǒng)安裝調(diào)試等步驟組成。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計也不是一次兩次就能完成,需要設(shè)計人員進行反復的調(diào)試和探究,通過自上而下的設(shè)計方法和自下而上的設(shè)計方法進行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計,依托RTL傳輸語言等常用工具完成。數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計包含了很多問題,比如,電路的簡化可能會使得電路性能降低,但是電路性能指標提升難免會以犧牲電路簡化為條件。所以,數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計過程有很多因素需要考慮和兼顧。
5 數(shù)字電路的抗干擾措施
在利用TTL或CMOS這兩種邏輯門電路作為具體的對象進行設(shè)計時,還需要注意到下面幾個問題。
5.1 多余端的處理
數(shù)字集成邏輯門電路在正常的使用時是不允許多余端懸空的,不然就極有可能十分容易的把干擾信號引入到數(shù)字電路中。所以,在數(shù)字電路的設(shè)計中,針對多余端的處理,我們則是按照不改變數(shù)字電路的正常工作狀態(tài)以及確保其性能穩(wěn)定和可靠為基本原則。
5.2 去耦合濾波器
數(shù)字電路一般都是由多數(shù)片邏輯門電路組成,他們供電則來自于公共的直流電源。所以,這種電源并不是很理想的,很多時候是依靠整流穩(wěn)壓的電路進行供電,所以也會存在一定程度的內(nèi)阻抗。數(shù)字電路正在處于運行時,就會產(chǎn)生很大的尖峰電流或者是脈沖電流,這些電流流經(jīng)到電路的公共內(nèi)阻抗時,必然相互間會產(chǎn)生一定的影響,情況嚴重時會使得數(shù)字電路的邏輯功能發(fā)生混亂,甚至是陷入崩潰狀態(tài)。所以數(shù)字電路在設(shè)計中針對這一情況的處理辦法一般都會使用耦合濾波器去應(yīng)對,常常會使用10~100 μF范圍之內(nèi)的大電容器和直流電源再聯(lián)合去濾除多余的頻率成分。值得注意的是,還需要將每一集成芯片的電源與地之間接一個0.1 μF的電容器,用來濾除掉開關(guān)帶來的噪聲干擾。
5.3 接地和安裝防范
科學的接地和安裝工藝是數(shù)字電路設(shè)計中比較有效的措施。在實際操作中,可以把信號地和電源地分開出來,將信號地集中到一點,再把這兩者用最短的導線相互連接起來,用來避免大電流流向其他器件的輸入端,進而導致系統(tǒng)的邏輯功能失效。如果電路設(shè)計中同時有數(shù)字和模擬這兩種器件,也需要將它們分開,再選擇一個符合條件的共同點接地,皆宜消除相互之間的影響。當然也可以設(shè)計出數(shù)字和模擬兩塊電路板,分別給他們配上直流電源,再把兩者合適的連接起來。在電路板的設(shè)計和安裝中,也必須要注意盡量將連線縮短,這就能很大程度的減少接線電容帶來的寄生振蕩。
6 結(jié)語
數(shù)字處理技術(shù)和集成電路技術(shù)正在飛速的發(fā)展,數(shù)字電路也得到了越來越廣泛的運用,像當前的數(shù)字電視、數(shù)字照相機等產(chǎn)品已經(jīng)走進了廣大人們生活當中,數(shù)字化已經(jīng)成為了當前科學技術(shù)和社會發(fā)展的不可逆轉(zhuǎn)的潮流。數(shù)字電路設(shè)計組成了諸如數(shù)字測量系統(tǒng)、數(shù)字通訊系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)等等。隨著科學技術(shù)的不斷進步,數(shù)字電路的設(shè)計帶來的成果和發(fā)揮的影響力將會越來越受到重視。
參考文獻
[1] 王華奎.電子電路設(shè)計[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.
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【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng);設(shè)計;運行;二次回路
引言
直流系統(tǒng)使發(fā)電廠最為重要的二次設(shè)備之一。其主要任務(wù)是為開關(guān)分、合閘,繼電保護等提供可靠的直流操作電源,直流系統(tǒng)運行的正常與否,直接關(guān)系到繼電保護及開關(guān)能否實現(xiàn)故障的正常切除,甚至給全廠的正常用電系統(tǒng)帶來不良影響。近年來,閥控蓄電池、高頻開關(guān)電源等設(shè)備的廣泛應(yīng)用,以及蓄電池內(nèi)阻測試等技術(shù)的深入應(yīng)用均給直流系統(tǒng)的運行維護及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來了較為深入的影響?,F(xiàn)以東江水電廠為例,對該廠直流系統(tǒng)的設(shè)計、驗收以及運行維護中的重點問題探討如下:
1、直流系統(tǒng)設(shè)計
1.1系統(tǒng)接線
為了保證對發(fā)電廠各元件的控制、信號、繼電保護及自動裝置等負荷以及事故照明負荷供電,根據(jù)規(guī)程和各項反措規(guī)定,大東江水電廠直流選型配置為:
采用2組閥控式密封鉛酸蓄電池,3套高頻開關(guān)電源裝置。每組蓄電池布置在單獨的蓄電池室。2組蓄電池配置3套充電裝置時,每組蓄電池及其充電裝置應(yīng)分別接入不同的母線段,第3臺充電裝置可在兩段母線之間切換,任一工作充電裝置退出運行時,手動投入第三臺充電裝置。
1.2蓄電池的選用
目前閥控蓄電池是蓄電池中最為常用的,多采用2V和12V兩種。2V蓄電池具有電池設(shè)計壽命長、可靠性高等優(yōu)點,在損壞1-2節(jié)時,可直接將其進行短接,不會影響系統(tǒng)電壓,其缺點是維護量大、造價高、占地面積大等。12V蓄電池具有更換維護方便等優(yōu)點,每組僅18 塊(220V系統(tǒng)),其造價與相同容量的V 電池相比明顯偏低,且占地面積小,結(jié)構(gòu)緊湊,其缺點是設(shè)計壽命不足2V電池,一旦損壞1-2節(jié)將會對整個系統(tǒng)電壓帶來很大影響,且不能直接進行短接,通常需要通過更換才能實現(xiàn)系統(tǒng)繼續(xù)運行。通過對其利弊的仔細權(quán)衡,采用2 組2V,500AH的蓄電池較為合理。
1.3放電回路
蓄電池核對性充放電,對整個直流系統(tǒng)安全及蓄電池自身的壽命均有十分重要的影響,是日后工作中的需要長期堅持的工作之一。為實現(xiàn)日后運行維護的方便,首先應(yīng)對蓄電池設(shè)計放電回路,同時兼顧帶有放電模塊,運行過程中,可將單組蓄電池、單臺充電機撤出運行,同時予以核對性充放電。并根據(jù)蓄電池單個截止電壓、放電電流、放電時間、整租截止電壓等重要參數(shù)來設(shè)置具體放電方式。
1.4饋線方式
東江電廠直流采用直流屏一級供電方式,各單位所需的控制、保護、跳閘等電源均由直流屏的饋線回路輻射狀供電。輻射供電方式下,出現(xiàn)保護你開關(guān)出現(xiàn)越級跳閘故障時,不會因上一級保護因失去了電源而最終無法發(fā)出動作,并造成事故出現(xiàn)擴大。東江電廠按直流母線段分別設(shè)置2塊直流屏。
1.5 直流絕緣監(jiān)測儀
東江水電廠每套蓄電池所供的直流母線設(shè)置一套微機絕緣監(jiān)測儀。
1.6其它
所有充電機均有兩路交流輸入,運行過程中交流輸入一旦失去,將自動切換至備用交流,以便及時輸入供電。且同時為交流輸入設(shè)置防雷保護。
2、直流系統(tǒng)運行維護
2.1運行中閥控蓄電池的核對性充放電
運行過程中閥控蓄電池很容易受到外界的影響,如過放、過充、環(huán)境溫度過高等均會不同程度給蓄電池帶來影響。由此看來,直流系統(tǒng)中蓄電池是其最為薄弱的環(huán)節(jié)和關(guān)鍵,運行過程中一定要加強對健康狀態(tài)的監(jiān)控。核對性充放電可以有效反映蓄電池健康狀態(tài),因此可通過定期的核對性充放電能來檢查其健康狀態(tài)。
2.2對蓄電池的均衡充電
頻繁的均衡充電同樣會對蓄電池組帶來不利印象,在具體運行中,應(yīng)根據(jù)制造廠的規(guī)定,同時結(jié)合蓄電池組運行狀況,來確定是否需要對其進行均衡充電。對于個別較為落后的蓄電池,應(yīng)給予單電瓶均衡充電處理,以便及時回復容量,若通過該方法處理無效,則需要予以更換。頻繁的對整組蓄電池進行充電,很容易造成多數(shù)正常電池被過度充電,因此應(yīng)采用處理個別落后蓄電池方法來實現(xiàn)。
2.3直流系統(tǒng)的定期檢測
可結(jié)合電廠每年的春查和秋查來對直流系統(tǒng)實現(xiàn)定期的檢測,主要檢測項目包括監(jiān)控裝置、蓄電池、絕緣檢察裝置、充電裝置等,檢測方法和主要內(nèi)容可根據(jù)《直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范》進行。
3、直流系統(tǒng)接地
直流系統(tǒng)的異常處理及日常維護工作中,查找和處理其系統(tǒng)接地是最重要、最復雜的重難點。當直流系統(tǒng)出現(xiàn)一點接地時,可能還不會對設(shè)備造成影響,但若此時不能及時查找處理,一旦出現(xiàn)兩點接地,就很容易系懷念裝置誤操作、短路等后果。
3.1發(fā)生直流接地原因
3.1.1外部因素
系統(tǒng)運行中很多不利的外界因素均會對直流回路造成不利影響,如霧天、雨天等均有可能造成直流系統(tǒng)接地或由于絕緣降低而引發(fā)的直流接地。
3.1.2內(nèi)部因素
內(nèi)部因素一般是指引工作人員或設(shè)計等問題造成的接地。如工作人員在帶電二次回路上工作時,不慎將直流電源誤碰到設(shè)備的外殼;二次回路漏接線頭、室外外部控制設(shè)備未加防雨罩等,以及施工過程中交直流混用同一電纜而引發(fā)的直流接地等均會給直流系統(tǒng)運行留下潛在的安全隱患。
3.2直流系統(tǒng)接地查找
3.2.1查找直流系統(tǒng)接地應(yīng)具備的條件
①熟悉直流系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò),清楚雙路電源開環(huán)點。
②熟悉控制、保護、信號、儀表及某些裝置工作電源取向。
③熟悉電氣設(shè)備二次接線原理,特別是直流絕緣監(jiān)察裝置工作原理,以利于查找具體回路接地點。
④清楚直流電源重要性,對直流電源瞬間消失有可能引發(fā)的后果有充分的預(yù)見。
3.2.2查找直流系統(tǒng)接地的方法
目前查找直流接地可以利用微機型裝置,但其受技術(shù)和環(huán)境因素影響,經(jīng)常出現(xiàn)誤判現(xiàn)象,且只限于查找與直流母線相連的一級支路,因此應(yīng)以瞬斷查找法為主,以微機監(jiān)測裝置判斷為輔,二者結(jié)合效果比較好。
瞬斷查找法即在充分做好各項準備工作情況下,瞬時斷開某直流回路,同時監(jiān)視直流接地信號是否消失,以判斷接地點是否在該回路。通過逐一排除最終查找到接地回路,然后進一步分析排查找到具體接地部位,進而消除接地故障。
3.2.3直流接地查找的步驟和順序
發(fā)電廠電氣一、二次設(shè)備眾多,直流接地查找的步驟和順序至關(guān)重要,其直接關(guān)系到設(shè)備安全運行和故障排查捷徑,原則上是按照由次要設(shè)備到重要設(shè)備,由輔助設(shè)備到主要設(shè)備,由允許長時間停電到只能瞬間停電,由負荷到電源的順序進行查找。
篇3
關(guān)鍵詞:教學觀念 教學準備 實踐教學
一、樹立Protel99 se軟件教學正確觀念
Protel99 se是一款電路設(shè)計軟件,其強大的功能性使其廣泛的應(yīng)用在電路設(shè)計領(lǐng)域。在學習這款軟件的過程中對于初學者往往會遇到很多的問題,包括理論、操作、設(shè)計等方面??上攵?在教學中學生也會出現(xiàn)相同的問題,因此在教學過程中應(yīng)當從軟件的實用角度出發(fā),將軟件看成是一個輔助我們學習和實現(xiàn)設(shè)計思路的工具,這樣才能讓學生更好的學習該軟件。要將Protel99 se的全部功能教授給學生就應(yīng)當首先幫助學生樹立明確的學習觀念:
1、不要以軟件是從
Protel99se作為一個電路設(shè)計軟其功能當然是無可厚非的,但是強大的系統(tǒng)功能卻往往束縛了學生的主觀能動性。這是因為,在學習的過程中,軟件的功能往往可以保證設(shè)計的“準確”性,這往往造成了學生在學習中出現(xiàn)套用模式,為了設(shè)計而設(shè)計的情況,這樣反而不利于學生的學習,尤其是在教學中,要學生掌握軟件的時候也能夠掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識,如果學生只是學會了“畫圖”,當然不是我們教學的目標。因此,在教學中首先要將軟件的基本原理告訴學生,并使之對軟件形成一個正確的認識,即軟件的功能是輔助電路設(shè)計,而不是利用軟件來找錯并保證設(shè)計的準確。這樣才能在實際的應(yīng)用中讓學生能夠從分發(fā)揮能動性,真正的學會、用好Protel99軟件。
2、對學生灌輸專業(yè)的思維模式
在教學的過程中要改善學生的學習態(tài)度,才能實現(xiàn)對學生學習效果的提高。Protel99 se軟件是一個輔助設(shè)計的軟件,其專業(yè)性較強,針對的學生的專業(yè)性也比較明顯。所以在教學中實踐教學的方法是最適合對這一類課程和學生的教學。因此,在教授軟件的應(yīng)用和實習中應(yīng)當樹立學生的專業(yè)思維模式,教育學生,現(xiàn)在學習的設(shè)計軟件僅僅是實現(xiàn)你們設(shè)計思路的工具,真正體現(xiàn)價值的你們自身的專業(yè)知識和設(shè)計思路。讓學生明白,自己從事的是專業(yè)的設(shè)計工作。為了達到這個目標,教師應(yīng)當指導學生切實的實踐設(shè)計流程,即讓學生按照正確的方法、正確的步驟進行整改設(shè)計直至完成。例如:在教學中讓學生設(shè)計一個原理圖,首先從紙質(zhì)風格開始,確定電路布局,然后規(guī)劃電氣元件,調(diào)整元件,進行元件連接,然后附加說明。還有在設(shè)計印制電路板的時候:從設(shè)計繪制原理圖,到生成網(wǎng)絡(luò)表,到PCB系統(tǒng)設(shè)置,到引入網(wǎng)絡(luò)表,到封裝,到修改,到自動布線,到最后調(diào)整,通過這些步驟讓學生明白在設(shè)計的過程中,無處不在的是專業(yè)的思維模式。
在軟件的教學中,教師還應(yīng)當針對不同專業(yè)的學生設(shè)計不同的設(shè)計實踐課,讓他們有針對性的掌握Protel99的專業(yè)“思維”從而讓軟件在學生們的心中成為輔助工具而不是主導他們思維的“依靠”。
二、Protel99 se課堂中的實踐教學
1、采用實踐教學法的準備工作
在進行Protel99 se教學之前,應(yīng)當明確其教學的目標,即讓學生學會使用軟件,并且利用軟件設(shè)計電路,最后還有保證設(shè)計的電路可以應(yīng)用。按照這樣的思路來進行實踐法教學的準備才是有的放矢的。教師在教學前應(yīng)當調(diào)整課時,盡量保證學生能夠得到充分的實際上機操作的時間,并且保證學生能夠進入實驗室進行實踐制作,以此才能實現(xiàn)實踐法教學的效果。
2、思想準備
教學中學習的Protel99se是一款英語軟件,在學生的學習中最大的難度也是這一點。所以在進行實踐教學之前應(yīng)當讓學生從思想上做好準備,不要對軟件當中的英語環(huán)境有所恐懼,導致厭煩情緒。教師可以從這樣幾點開始做好思想工作中:1)對學生表達該課程的重要性,因為面對的學生大多是電子專業(yè)的學生,其就業(yè)后也將面對軟件應(yīng)用的問題,現(xiàn)在學會對未來的工作是十分重要的。2)讓學生明白軟件的操作和功能的實現(xiàn)并不是一件十分困難的事,可以通過幾個簡單的操作讓學生對軟件有一個初步的了解,明白其功能的優(yōu)越性,對其產(chǎn)生興趣。3)另外,實踐教學開始前,可以讓學生進行分組,這樣在遇到問題的時候也可以讓他們共同商討增加學習的樂趣。
三、Protel99se的實踐教學
1、原理講解與軟件結(jié)合
在教授中從電路的原理開始進行Portel99se軟件的基礎(chǔ)知識講解。這是因為電路設(shè)計就是軟件的功能。要實現(xiàn)電路設(shè)計的準確就應(yīng)當掌握其設(shè)計和工作的原理。實踐法教學中我們可以利用Protel99se來進行原理圖的繪制,這樣可以讓學生從操作中明白電路的基本原理。具體的做法,將電子線路設(shè)計和制作的課程與Protel99se軟件繪制電路原理圖的操作方法結(jié)合起來,并開展講解。在課堂上通過實際的例子對電路的設(shè)計原理等進行深入闡述,并進行實際的Protel99se的操作演示,這樣就可以形成一個軟件和理論向呼應(yīng)的講解過程,讓學生不但明白了組成電子電路元件的組成和電路的原理,也學會了利用Protel99se軟件進行原理圖的繪制,一舉兩得。
2、對Protel99se的仿真測試的講解
在學習軟件的過程中,要抓住主要的功能進行實踐性的講解。Protel99se的仿真測試功能就是一個很好的教學突破口。承接上一個電原理圖的繪制或者印制板線路的設(shè)計之后,我們應(yīng)當及時的對軟件的仿真測試功能進行引出和講解。這樣做就好比是趁熱打鐵,因為設(shè)計完成后,學生們的慣性思維就是想知道設(shè)計的電路是否準確和功能如何。所以此時對軟件的仿真測試進行講解是最好的時機。一旦測試出錯,也可以讓學生針對自身的問題進行反省和思考,有利于提高學生的興趣和教學質(zhì)量。
3、完成實際制作
在設(shè)計和講解完成后,不能夠忽略的是實踐當中的動手過程。也就是教師應(yīng)當創(chuàng)造條件讓學生能夠動手制作一塊自己設(shè)計的印制板線路。在這里教師可以幫助學生完成繪制同銅板、輔食、打孔、檢測元件、焊接和安裝元件直至最終完成。這樣的過程雖然看上去和軟件教學沒有關(guān)系。但是要知道動手時最好的記憶過程,在對電路板實際制作的過程中學生就是在將設(shè)計的思路從新理順和回放了一次,著是一個最好的學習過程。也提高了學生的綜合動手能力。
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篇4
>> 基于AT89C51的數(shù)控直流電壓源的設(shè)計 基于89C51單片機的數(shù)控直流電源電路設(shè)計 基于AVR單片機的數(shù)控直流電壓源的設(shè)計與實現(xiàn) 基于P89V51RD2直流電機控制器的設(shè)計 基于LPC938的高精度數(shù)控直流電流源的設(shè)計 基于單片機的數(shù)控直流電流源設(shè)計與仿真 基于單片機探討數(shù)控直流電流源的設(shè)計 基于UC3842的雙折射測試儀可調(diào)直流電壓源改進設(shè)計 基于AT89C51的低壓無功功率補償器的設(shè)計 基于AT89C51的光電智能用電計費系統(tǒng)的設(shè)計 基于AT89C51的車用數(shù)字儀表的設(shè)計 基于AT89C51單片機的流水燈的設(shè)計與實現(xiàn) 基于AT89C51的信號發(fā)生器的設(shè)計 基于AT89c51單片機的電子密碼鎖的設(shè)計 基于AT89C51的紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計 基于AT89C51的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計 基于AT89C51的溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 基于AT89C51的超聲波定位系統(tǒng)設(shè)計 基于AT89C51單片機的液位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 基于AT89C51單片機的數(shù)字秒表設(shè)計 常見問題解答 當前所在位置:.2006.
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作者簡介
篇5
>> 基于GPRS的供熱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 基于GPRS的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)設(shè)計 基于VB溫度采集儀的設(shè)計 基于TD―LTE的溫室溫度采集終端 基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)溫度采集器的設(shè)計 基于ZigBee和GPRS的電能量自動采集系統(tǒng)的設(shè)計 基于GPRS遠程通信的公交客流數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)設(shè)計 談基于GPRS的燃氣信息采集控系統(tǒng)的設(shè)計 一種基于GPRS與485總線的無線采集器的設(shè)計 基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線測溫集中采集系統(tǒng)的設(shè)計 基于單片機/GPRS的小型采集傳輸系統(tǒng)設(shè)計 基于GPRS傳輸模式的綠色智能建筑能耗采集器設(shè)計 基于DSP和GPRS的輸電設(shè)備紅外測試儀設(shè)計 淺談分戶熱計量采暖系統(tǒng)的設(shè)計 試論住宅暖氣供熱計量表系統(tǒng)的設(shè)計 基于GPRS彩信模塊的野外圖像信息采集系統(tǒng) 基于GPRS的遠程電力計量監(jiān)測系統(tǒng)的研究 基于GPRS視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計 基于電梯GPRS系統(tǒng)總體的設(shè)計 基于NCP1351B的腦電采集儀的電源設(shè)計與研究 常見問題解答 當前所在位置:
關(guān)鍵詞:室溫采集;MSP430F149;M590
DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2015.10.011
安陽工學院校青年科研基金項目(基金號:ACJKY-1336)
郭麗霞(1979-),碩士,研究方向:嵌入式系統(tǒng)。
引言
為解決城鎮(zhèn)供熱企業(yè)在供熱過程中遇到的用戶室溫度不易采集問題。本文根據(jù)實際的企業(yè)需求研發(fā)了無線用戶室溫采集儀系統(tǒng),實現(xiàn)用戶與供熱企業(yè)的有效聯(lián)系,使供熱企業(yè)能夠真實掌握用戶室內(nèi)溫度變化情況,及時了解供熱效果,為供熱企業(yè)合理執(zhí)行政策和避免能源浪費提供科學的管理依據(jù),從而提高供熱服務(wù)質(zhì)量。
總體設(shè)計特點
在進行室溫無線采集節(jié)點設(shè)計時,本文考慮到其具有如下特點:1低功耗,溫度采集要在整個供暖期間進行使用,為了保證采集到的數(shù)據(jù)的完整性,避免充電次數(shù),所以必須設(shè)計成低功耗產(chǎn)品。2無線傳輸,考慮到應(yīng)用的分散性,本設(shè)計采用通過GPRS進行傳輸,不用考慮的居民小區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)的布置。3數(shù)據(jù)存儲,按企業(yè)對采集點的數(shù)據(jù)要求,每小時溫度數(shù)據(jù)都有完整,本設(shè)計把每小時的溫度數(shù)據(jù)存儲在EEPROM里,避免數(shù)據(jù)的丟失。
硬件設(shè)計
采用MSP430為控制器,原因是MSP340在低功耗省電方面表現(xiàn)出色,并且在惡劣條件下工作性能穩(wěn)定
2.1結(jié)構(gòu)框圖
如圖1所示。
2.2主要芯片介紹
2.2.1MSP430的特點
TI工公司的MSP430單片機具有超低功耗特點的16位單片機,在此選用MSP430F149其功耗已經(jīng)達到了微安級。(1)功能強大的CPU內(nèi)核:16位CPU和高效的RISC于指令系統(tǒng),無外擴的數(shù)據(jù)地址總線,在8MHz時可達到125nS的指令周期,具有16個快速響應(yīng)中斷,能及時處理各種緊急事件。(2)豐富的片內(nèi)功能模塊:12位的A/D轉(zhuǎn)換器ADC12,ADC12模塊內(nèi)包括采樣/保持功能的ADC內(nèi)核、轉(zhuǎn)換存儲邏輯、內(nèi)部參考電平發(fā)生器、多種時鐘源、采樣及轉(zhuǎn)換時序電路。有8個外通道,4個內(nèi)通道.高達200kbps的采樣速率,多種采樣方式。兩路USART通訊串口,可用于UART模式和SPI工模式:片內(nèi)有精密硬件乘法器、兩個16位定時器,6個并行口Pl-P6, 48條I/O口線,其中P1,P2具有中斷能力。(3)多種節(jié)能模式:其中LPM 4數(shù)據(jù)保持模式僅耗電0.1uA,工作狀態(tài)耗電為200uA。從低功耗模式到工作狀態(tài)只需以6uS。其具有64K的FLASH,用于存儲采集數(shù)據(jù)。
2.2.2
M590介紹
M590通信模塊是一款Dual Band的GSM/GPRS工業(yè)無線模塊2,提供短信、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能,在各種工業(yè)和民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。特點:
雙頻:900/1800MHz網(wǎng)絡(luò)兼容性好;
經(jīng)全球認證的GPRS;
R4協(xié)議工作溫度:-40~+80℃超寬工作溫度,戶外應(yīng)用更安全;
可靠性高:特殊EMI/EMC設(shè)計,適用于惡劣電磁環(huán)境;
支持多種協(xié)議棧:TCP/UDP/FTP/DNSTCP協(xié)議棧支持客戶端模式、服務(wù)器模式、混合模式支持多路鏈接。
2.3硬件設(shè)計要點
2.3.1
注意硬件電路設(shè)計
MSP430通過串口的RXD和TXD和M590相連接。M590電路設(shè)計如圖2。SIM卡電路設(shè)計如圖3。
2.3.2
M590硬件設(shè)計注意事項
(1)模塊采用2.85V的I/O電源系統(tǒng),所有I/O口的最高輸入限制電壓最大不能超過3.3V,否則可能損壞模塊I/O口。
(2)電源部分設(shè)計要特別注意,它除了給模塊的數(shù)字信號和模擬信號供電外,還給射頻功放供電。電源部分的參數(shù),比如負載能力、紋波的大小等,都會直接影響模塊的性能和穩(wěn)定性。在電源電路中,必須增加一個大容量的鋁電解電容或者稍小容量的鉭電解電容,提高電源的瞬間大電流續(xù)流能力,此外在靠近模塊的管腳還要增加0.1uF、lOOpF和33pF的濾波電容,以降低射頻干擾的影響。
(3)電源部分在PCB中走線要遠離射頻部分,走線寬度要保證2A的電流安全通過而且不能有明顯的回路壓降。主電源走線寬度要求大約為2mm左右。電源部分的地平面盡量完整,且多打地孔。
(4)模塊主電源上電不能早于外部MCU上電,以防止模塊在上電瞬間,MCU的串口處于不穩(wěn)定狀態(tài),導致模塊進入錯誤的運行模式。所以請務(wù)必在設(shè)計中保證MCU穩(wěn)定運行后,再控制模塊上電,尤其要注意電源模塊的使能端的上電默認狀態(tài)。
(5)PCB的走線方式為:射頻線寬度為0.8mm~1.Omm;射頻線與鋪地的間距為1mm~0.8mm;射頻線需要完整包地且要多打地孔(很重要);射頻線對應(yīng)的背面層需要挖地掏空,射頻線走線盡量短(不超過15mm為宜),盡量圓滑,無突起,比如使用弧線或者淚滴,以防止反射。
軟件設(shè)計
軟件開發(fā)以IAR Workbench V4.10為開發(fā)平臺3,采用C語言編寫,按照硬件電路設(shè)計系統(tǒng)軟件編程的基本思路是,對串口、液晶模塊、溫度傳感器進行初始化,軟件的主要難點在通過AT指令控制GRPS模塊??刂屏鞒倘鐖D4。
建立TPC連接的主要代碼如下:
BOOL Neo―CreateTCPLink(char*linkStr,int size)
int timeout,//超時次數(shù)變量;
if(size
timeout=0;
N
e
oSendATCommand (linkStr, size);//發(fā)送AT指令建立TCP連接
Delay_ms(1000);//延時lOOOms;
do
timeout++,
Delay_ms(100);//延時lOms,
memset(gReaeveBuffer,OxOO,sizeof(gRecieveBuffer));
Neo_RecieveFromUart(gReaeveBuffer);//獲得返回值信息
if(strstr((char*)gRecieveBuffer,"+TCPSETUP:O,OK")>0)
{//判斷返回值如果返回+TCPSETUP:O,OK,則跳出循環(huán)
break,
)while(timeout
if( timeout>=50)
{
return FALSE,//報錯;說明TCP鏈接失?。?/p>
return TRUE;
}
服務(wù)器接收數(shù)據(jù)情況如圖5(包括采集時刻、錯誤代碼、電池使用情況及信號清強度)
結(jié)束語
目前,該測溫儀在實際中得到了應(yīng)用。具有大屏幕LCD顯示溫度和萬年歷,對居民來說具有使用價值,有利于設(shè)備在居民家里的完整保存,配合充電提示功能,保證了數(shù)據(jù)的完整傳輸,對供熱企業(yè)來說具有供熱指導意義。
參考文獻:
[1]沈建華,楊艷琴,瞿驍曙MSP430系列16位超低功耗單片機原理與應(yīng)用[M],清華大學出版社,2004
篇6
>> 一種大功率LED照明電源解決方案 大功率LED路燈驅(qū)動電源的設(shè)計 一種高轉(zhuǎn)換效率高功率因素的大功率LED電源研究 大功率LED照明驅(qū)動以及智能調(diào)光的電路的研究設(shè)計 大功率LED照明驅(qū)動匹配方式研究 高功率因數(shù)大功率LED路燈驅(qū)動電源的設(shè)計 一種用于TR組件功放的大功率脈沖電源設(shè)計 一種新型大功率電源浪涌電流抑制電路的研究 一種大功率半導體激光器的電源及溫控系統(tǒng)設(shè)計 一種新型大功率LED礦燈的探究 大功率太陽能LED路燈恒流驅(qū)動電源設(shè)計 大功率LED照明驅(qū)動電路的相關(guān)問題探討 淺談大功率LED照明優(yōu)越性與LED節(jié)能的應(yīng)用 大功率LED驅(qū)動器設(shè)計探討 一種低成本的大功率光伏離網(wǎng)逆變器設(shè)計 大功率LED照明燈具的光學及散熱技術(shù)的研究 100 lm/W照明用LED大功率芯片的產(chǎn)業(yè)化研究 大功率白光LED路燈發(fā)光板設(shè)計與驅(qū)動技術(shù) 基于RT8482的大功率LED驅(qū)動電路設(shè)計 關(guān)于大功率LED恒流驅(qū)動電路的研究 常見問題解答 當前所在位置:
關(guān)鍵詞:驅(qū)動電源;功率因數(shù)校正;單端反激
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.2.008
第一作者簡介: 周俊生, (1968 - ) 男, 廣東饒平人, 碩士,工程師, 華南理工大學, 研究方向: 電子電路、電子工藝和焊接技術(shù)。
1 驅(qū)動電源整體結(jié)構(gòu)
本文設(shè)計的大功率LED驅(qū)動電源采用兩級結(jié)構(gòu)。市電220V交流電經(jīng)過整流濾波電路后,進入前級的有源功率因數(shù)校正(APFC)電路,輸出穩(wěn)定的直流后,通過后級的單端反激變換電路進行降壓,實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)恒功率控制[1-2],其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
計算得到Co為102.9μF。
因電容器的電容量存在誤差,還需要考慮降額使用。在此設(shè)計中降額20%,故選用標稱值150μF、耐壓值420V的電解電容。
2.3 功率MOSFET的選擇
選擇MOSFET的主要參考依據(jù)是導通電阻RDSon,針對功率因數(shù)校正技術(shù)的應(yīng)用,開關(guān)管的耐壓是由過壓允許值以及輸出電壓決定的,它所能承受的最大電壓出現(xiàn)在開關(guān)管的關(guān)斷時刻,大約為電源額定直流的輸出電壓值[4]。在選用開關(guān)管時,它的耐壓規(guī)格最好留出20%的電壓裕量,因此本設(shè)計中采用的開關(guān)管源漏極承受電壓為VDSS≥1.2V0=480V。流過MOSFET的最大平均電流為
電流檢測比較器的反向輸入端,通過L6561芯片的CS引腳,可檢測流過電感的瞬間電流大小,并藉由外部檢測電阻RS轉(zhuǎn)換成電壓值。一旦這個值達到了乘法器輸?shù)某鰳O限值,PWM的栓鎖就被重置、MOSFET就被關(guān)閉。在PWM栓鎖還未被ZCD訊號設(shè)定之前,MOSFET都會在關(guān)閉的狀態(tài)。感測電阻值RS的大小由下式計算:
管腳3是乘法器的第二個輸入端;整流后的電壓通過一個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)連接到此引腳,以獲得一個正弦波的參考電壓信號[5]。乘法器可由以下關(guān)系描述:
3 單端反激恒流電路
本設(shè)計采用單端反激式變換器,使用On-Bright(昂寶)公司OB2269芯片[6]。反激式變換器電路的原理圖設(shè)計如圖4所示。
3.1 變壓器的設(shè)計
設(shè)計反激式變壓器,就是要讓反激式開關(guān)電源工作在一個合理工作點,使其發(fā)熱量盡量少[7-8]。
求得NS=8.29,取9匝。兩個輔助繞組,一個用于輸出端恒流芯片供電,一個用于去磁檢測,取兩個輔助繞組的輸出電壓為15V,其匝數(shù)均為:NA=15×Ns/(Vo+VF)。計算NA=3.69,取4匝。
變壓器繞制,初級線圈采用0.4mm漆包線,次級繞組及兩個輔助繞組采用0.3mm漆包線,為降低集膚效應(yīng)影響,都采用3股并繞法。繞線占用窗口面積為20.19mm2,小于PQ3230型鐵氧體磁芯的窗口面積,因此線圈繞制合理。變壓器需開氣隙為:Ig=4π×10-7?Np?Ag/Lp=0.34mm。3.2 開關(guān)管的選擇
開關(guān)管承受最大電壓有PFC輸入電壓、原邊感應(yīng)電壓和開關(guān)管關(guān)斷時初級線圈沖擊電壓,電壓之和約為638V。開關(guān)管開通延遲與關(guān)斷延遲時間都要盡可能短,以提高開關(guān)速度,避免造成無謂損耗??紤]裕量和開關(guān)管損耗,在此選用Infineon公司的20N60S5。
3.3 恒流限壓控制電路的設(shè)計
限壓控制方面,選用德州儀器公司生產(chǎn)的三端可調(diào)分流基準源TL431A。在應(yīng)用中要選擇傳輸系數(shù)和耐壓較高的光電耦合器,選用型號為PC817的光耦器。另外需通過R16、R17、R18對TL431A進行分壓,分別取R16=3kΩ、R17=100kΩ、R18=39kΩ,計算能得到穩(wěn)定時V1=36V,符合條件。恒流控制方面,選用型號為LM358的運算放大器。
4 實驗測試數(shù)據(jù)及分析
在完成電路調(diào)試和驅(qū)動電源的制作后,采用功率電阻模擬負載的方式,對電源樣機的實際工作情況進行了實驗測試。電源在不同輸入電壓條件下負載工作時所測得的數(shù)據(jù)如表1所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出,在100到240V的寬輸入電壓范圍內(nèi),輸出電流均保持在3A左右,達到恒流輸出的效果。
電源在不同負載條件下工作時所測得的數(shù)據(jù)如表2所示。數(shù)據(jù)表明,電源效率及功率因數(shù)隨負載增加而上升。在滿負載的情況下,驅(qū)動電源樣機的功率因數(shù)達到96.9%,效率能達到86.75%,基本符合大功率LED照明系統(tǒng)對驅(qū)動電源的要求。
5 結(jié)論
本文從功率因數(shù)校正和變換器及其拓撲結(jié)構(gòu)上進行了討論分析,設(shè)計出一款有源功率因素校正的單端反激變換大功率LED驅(qū)動電源,通過測試驅(qū)動電源的功率因數(shù)和效率,給出實驗結(jié)果并進行分析,驗證本文所述理論的正確性。
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篇7
自激和失真度是關(guān)聯(lián)的,自激時失真度隨之變壞,帶非線性負載時,由于電流的非正弦變化,在線路上產(chǎn)生壓降,也產(chǎn)生電壓的失真。自激是由于放大的閉環(huán)增益大于1時,某一個頻率會移相,使之正好反向形成了正反饋,還有一種是布線上寄生電容電感形成小幅自激,減小失真度可以通過提高負反饋量來改善。
直流負反饋不存在相位問題,是解決自激問題的一種辦法。直流負反饋放大器的數(shù)學模型和數(shù)學算式如下。
由圖和數(shù)學算式可以看出,輸出Uout主要由K和F決定,前饋信號uq和反饋信號uf是反相的,經(jīng)比較求和,決定輸入電壓ui相乘的系數(shù)(F+uq+uf),此系數(shù)變化反映了輸出電壓誤差量的大小,由此補償輸出電壓的誤差。以上是放大器的數(shù)學模型,要用物理器件來實現(xiàn),擬定出以下電路,前饋電路和反饋電路仍保持原電路,整流電路用運放精密整流,比較求和電路用運放求和電路,如果前饋信號uq取自CPU板上的0832的基準,可直接將前饋信號uq接求和運放的正相端,求和電路兼有濾波作用,輸出反映輸出電壓誤差的直流,此直流要與輸入信號ui相乘,乘法可通過兩種途徑來實現(xiàn),一種是用專用乘法器AD633;另一種是用分立元件,做一個帶恒流源的差分放大器,用直流去控制差分電路的恒流源大小,也可以實現(xiàn)乘法作用,最后視情況而定。
二、功放效率的問題
乙類功放最大輸出功率Pom=1/2Vcem*Icm
電源輸出功率Pem=2/πEc*Icm
其效率η=Pom/Pem=π/4*Vcem/Ec
由式子可得:當輸出電壓的最大值與供電電壓Ec相等時,Vcem/Ec=1(忽略管子的飽和壓降),其效率最大是:π/4=78.5%。
所以,功放供電電壓根據(jù)負載大小調(diào)整是提高功放效率的一種方法?,F(xiàn)擬定一個檢測功放輸出電壓大小區(qū)間電路,將功放輸出電壓整流濾波,送去電壓大小區(qū)間比較電路,判斷功放輸出電壓的大小,確定功放供電電壓的切換,從而實現(xiàn)根據(jù)功放輸出電壓大小來分檔調(diào)整功放供電電壓。檢測功放輸出電壓大小區(qū)間分8檔(視試驗情況而增減),去切換供電變壓器交流電壓檔位。
三、過壓過流及過熱的保護問題
電壓源采用過流檢測保護,因為電壓源恒壓不恒流,過載時以過流表現(xiàn),從功放電流反饋電阻上檢出過流信號時,切斷功放供電。電流源采用過壓檢測保護,因為電流源恒流不恒壓,過載時以過壓表現(xiàn),通過分壓電阻檢出過壓信號時,切斷功放供電。過熱的保護可用溫控開關(guān)測量散熱塊的溫度,當溫度過高時切斷功放供電或開啟散熱風扇。
四、功放管的保護問題
功放管的燒壞因素很多,二次擊穿是較多的原因,二次擊穿是雙極型三極管特有的現(xiàn)象,是指三極管的Uce電壓大到一定程度,首先雪崩擊穿(一次擊穿),此時如不超過功放管的功耗,管子仍然是安全的,如電流再增大,三極管會出現(xiàn)電壓Uce突然驟降和電流Ic驟升的負阻性現(xiàn)象,管子立即燒壞,即為二次擊穿,這一過程極快。二次擊穿的電壓與三極管的電流有關(guān),三極管的電流大,二次擊穿的電壓就低,還與散熱有關(guān)。
采用每個功放管加保險,這種加保險方式的相應(yīng)是否快,能否起到保護作用還有待驗證。還有一種方法是在功放管和推動管的基極與集電極加個嵌位穩(wěn)壓管,起到抑制浪涌電壓引起的二次擊穿。
綜上所述,采取上述方法之后相信可以對測試電源的性能有極大的提高,但具體應(yīng)用情況及詳細數(shù)據(jù)有待進行試驗并完善。
參考文獻:
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[3]曲學基等.穩(wěn)定電源電路設(shè)計手冊[M].電子工業(yè)出版社,2003.
篇8
[關(guān)鍵詞]電梯;電氣控制;問題;對策;
中圖分類號:D293 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)28-0040-01
隨著城市化進程的加快,我國的高層建筑數(shù)量越來越多,因此電梯用量也逐年增多。電氣控制系統(tǒng)是電梯的核心,關(guān)系到電梯運行以及人們的安全。伴隨著電梯技術(shù)的發(fā)展,電梯的安全性以及可靠性越來越好,但是電氣控制問題導致的故障仍然屢見不鮮。要想保證電梯的有效安全運行,需要采取相應(yīng)的措施加以解決。
一、電梯電氣控制中的常見問題
第一,安全回路問題。在電梯使用過程當中,出現(xiàn)電氣控制故障最為常見的影響因素是安全回路方面的問題,通常情況下表現(xiàn)在安全觸點問題。電梯設(shè)備主控通過硬件關(guān)聯(lián)實現(xiàn)管理以及控制,這種構(gòu)造能夠有效避免電磁影響,并且降低給電梯控制系統(tǒng)帶來的不良影響[1]。在電氣控制系統(tǒng)當中,安全回路借助于關(guān)聯(lián)驅(qū)使設(shè)備來發(fā)揮控制目的,其中少數(shù)電梯的設(shè)計是通過程序軟件來達到關(guān)聯(lián)。電氣安全回路運行過程當中,門鎖觸點往往因為外部干擾而出現(xiàn)故障。部分設(shè)計人員片面重視微電腦在電力系統(tǒng)控制當中的價值,但是忽視安全回路的控制點所出F的故障,將門鎖觸點關(guān)聯(lián)到電梯的驅(qū)使設(shè)備當中。這樣的控制途徑一旦遭到電磁影響,容易出現(xiàn)電梯安全事故[2]。
第二,沖頂/H底以及保險絲問題。電梯的沖頂/H底問題主要原因是接觸器延遲釋放以及制動器的滯阻。電梯接觸器出現(xiàn)污漬或者是遭到破損之后,都有可能出現(xiàn)接觸器的延遲釋放問題。同時電梯制動器發(fā)生滯阻之后,會使得制動器無法抱死,出現(xiàn)電梯沖頂問題,一方面威脅到人們的安全,另一方面也會縮短電梯的安全使用壽命[3]。保險絲故障也是比較常見的電氣控制問題。誘發(fā)保險絲的常見影響因素包括以下幾個方面。首先,電梯井道當中存在積水,使得回路出現(xiàn)短路故障。其次,電梯的緩沖器或者是緊急開關(guān)出現(xiàn)短路故障。再次,電梯的控制線路發(fā)生斷點問題。最后,電梯的控制線圈遭到損毀,使得元器件出現(xiàn)短路狀況。
第三,電動機運轉(zhuǎn)問題。在電梯的日常運行環(huán)節(jié)要是發(fā)生人為掰門的問題,,電梯門鎖容易突然斷開導致運行停止。在外力消失之后電梯的門鎖會合上并且恢復運行。要是并非處于開門位置,電梯會返回平層,這一階段電梯的運行狀態(tài)不受工作人員管控[4]。為了保證電梯運行的安全,電動機的運行限制器需要發(fā)揮保護作用。不過在具體的檢驗當中,部分電梯的運轉(zhuǎn)器僅僅在電梯正常運行的時候能夠發(fā)揮作用,時間要求同相關(guān)的標準不夠符合,一方面超出行業(yè)標準的45s,另一方面也無法進行有效的改動。這些電氣控制問題給電梯的安全運行埋下重要的隱患。
二、解決電梯電器問題的措施
第一,重視電氣控制故障預(yù)防。解決電梯電氣控制系統(tǒng)問題最為關(guān)鍵是做好日常的保養(yǎng)以及維護工作。首先針對電梯容易出現(xiàn)故障的位置,比如繼電器以及門系統(tǒng)等,工作人員要定時查看并且保養(yǎng),準確及時地完成檢修以及保養(yǎng)記錄,從而在出現(xiàn)問題之后進行追查與檢測[5]。與此同時,檢修工作人員需要維持電梯內(nèi)部的整潔以及干凈,防止因為灰塵問題導致開關(guān)以及線頭之間接觸不夠靈敏的情況,從而誘發(fā)電梯故障。因為當前情況下電梯技術(shù)的發(fā)展非常迅速,遠距離監(jiān)控電梯運行已經(jīng)成為防控電氣系統(tǒng)故障的重要方式而得到廣泛運用。在具體應(yīng)用的過程當中,遠距離監(jiān)控電梯主要是使用電梯服務(wù)當中的電腦,借助于不同位置的電話線路或者是內(nèi)部線路來對電梯進行全天候監(jiān)控,重點檢測運轉(zhuǎn)的狀況以及故障。通過這樣的方法可以實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的智能管控,降低工作人員的壓力,能夠在出現(xiàn)問題之后及時發(fā)現(xiàn)故障位置,從而減少電梯停止運行的時間。
第二,加強電氣控制故障檢測。當前情況下應(yīng)用比較常見的電梯電氣控制故障檢測技術(shù)有兩種,其中之一是短路故障檢測。在電梯的電氣控制出現(xiàn)短路故障之后,往往有兩類短路狀況,也就是電源間短路以及局部電路短路。電源間短路會導致比較強烈的短路電流,甚至擊穿電梯熔斷器,因此在在探究電路過程當中徹底總核查。局部電路短路問題發(fā)生之后出現(xiàn)的電流并不大,同時也不會擊穿熔斷器。這一問題出現(xiàn)之后容易出現(xiàn)電梯異常裝,所以在查實過程當中難度較大。這就需要工作人員相繼斷開存在聯(lián)系的繼電器,一步步進行排查以及檢測[6]。另一種問題是斷路故障檢測。之所以出現(xiàn)斷路故障,往往是因為接頭脫落問題、接觸點以及開關(guān)接觸不良問題或者是斷線等問題。在排查斷路故障的時候,首先需要使用萬能表來進行檢驗。在應(yīng)用電阻檔進行檢驗的時候,工作人員應(yīng)當斷開電源,根據(jù)電路設(shè)計圖來逐步排查線路,之后根據(jù)檢測得到的電阻值來分析故障點。在應(yīng)用電壓檔進行檢驗之前,需要連接電源并且根據(jù)電路設(shè)計圖來逐步檢查電壓,并根據(jù)檢測得到的結(jié)果來分析故障點的位置。根據(jù)已有的工作經(jīng)驗,在應(yīng)用斷路檢測方法的時候,結(jié)合使用電梯設(shè)計圖,短接接觸不良以及開關(guān)失靈等問題,能夠在短時間內(nèi)有效發(fā)現(xiàn)故障點,從而及時維修電氣控制故障,盡快恢復電梯的使用。
第三,提高工作人員素質(zhì)。電梯電氣控制系統(tǒng)往往是綜合使用軟硬件并且通過二者的互相協(xié)調(diào)來完成的,因此問題的影響因素比較多,很多時候檢測工作非常繁瑣。這就要求工作人員樹立合理的查找思路,先簡單后困難,先外部后內(nèi)部,從而進行有序的檢測。除此之外,工作人員需要熟悉相關(guān)理論知識,同時能夠熟練是使用電氣控制的設(shè)計圖、安置圖以及接線圖等,了解電梯運轉(zhuǎn)狀況的控制步驟以及不同配件之間的協(xié)調(diào)作用,在日常工作當中不斷總結(jié)經(jīng)驗。
綜上所述,我國的待電梯數(shù)量越來越多,跟人們的生活有著密切的聯(lián)系。所以在電梯電氣控制設(shè)計的過程當中,生產(chǎn)企業(yè)就需要綜合考慮常見的意外狀況,確保電梯達到行業(yè)標準。檢驗人員也需要嚴格爆孔電器控制的質(zhì)量關(guān),從而為電梯的穩(wěn)定運行提供可靠保障。
參考文獻:
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篇9
【關(guān)鍵詞】教學內(nèi)容 改革 實踐
引言
電子類專業(yè)基礎(chǔ)類課程中的綜合實驗課程,是在《電路》《模電》《數(shù)電》《高頻電子線路》等課程后開設(shè)的。該課程通過幾個比較綜合的電子電路進行實做教學,使各門零散的知識點,融會貫通,掌握知識點間的關(guān)聯(lián),增強動手能力等。所以,課程在電子電路的選取上相當關(guān)鍵,要盡可能多地包羅所學知識點,使學員對前期所學課程的知識點有更深入的了解和掌握,且通過組裝、調(diào)試該電子電路,具備基本操作技能和實驗素養(yǎng),逐步提高動手、分析問題的能力等等。
1改革綜合實驗教學課程的內(nèi)容
綜合實驗教學改革之初,首先要做好頂層設(shè)計,即要明確綜合實驗課教學改革的預(yù)期目標:以學員發(fā)展為本,構(gòu)建學員自主學習、開放式、研究式、探討式的實驗教學新體系,培養(yǎng)學員的創(chuàng)新能力和研究能力。
2改革綜合性實驗教學內(nèi)容的措施
2.1構(gòu)建實驗教學新模式
在新型教學模式的構(gòu)建中,充分考慮學員的個體差異,培養(yǎng)學員能力的需要,以學員為主體開展實驗教學,內(nèi)容的構(gòu)建上實現(xiàn)層層遞進,內(nèi)容傳授上實現(xiàn)立體、多方位授課:采用幻燈、投影、視頻等手段共用的立體實驗教學模式,考核方式也采用更切合實際,能夠反映出所培養(yǎng)人才的真實水平的實做考試。
2.2構(gòu)建多層次綜合實驗教學內(nèi)容體系
實做課程內(nèi)容的構(gòu)建,采用層次化、模塊化。根據(jù)學員的實際情況,課程內(nèi)容一方面按照循序漸進、由易到難的形式遞進;另一方面,將零散的知識點模塊化、系統(tǒng)化,以便于學員掌握和接受。多層次電子技術(shù)綜合實驗體系的構(gòu)建,使得教學內(nèi)容按梯度進行,由基礎(chǔ)認知層向基礎(chǔ)實做層、電路設(shè)計層有序過渡。
2.3采用多媒體教學
在課程改革過程中,《焊接技術(shù)》這節(jié)課,將焊點的處理、焊接的技巧,錄制成視頻電影,在課堂上播放,取得了很好的效果。一方面是學員興趣高,學員看得興致勃勃;另一方面授課效果好,學員可以清楚看到、了解到微小焊點的處理方法。
2.4轉(zhuǎn)變考核方式
綜合實驗課教學受理論教學的影響,曾一度沿襲了筆試的考核方式。該門實做課程,采取了“取消筆試,單兵考核,現(xiàn)場打分”的考核方式。建立了考試題卡庫,采用抽簽方式考試,內(nèi)容為學員口述及動手實做,包括了儀器儀表的使用,器件的檢測、識別;搭建、設(shè)計電路,測試電路參數(shù)等等,根據(jù)學員的實做情況及回答問題情況,現(xiàn)場給出分數(shù),真實地顯示了學員的能力。
3綜合性實驗新教學方法的實施
3.1設(shè)計綜合性實驗
綜合性實驗主要培養(yǎng)目標是使學員具備綜合運用所學知識的能力:通過理論指導實踐,在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力、提高創(chuàng)新能力、鍛煉創(chuàng)新能力在。大量查閱資料,確定綜合設(shè)計性實驗的內(nèi)容和題目,根據(jù)培養(yǎng)目標、計劃和模式,確定題目的難易程度、包含的知識點、要達到的目的、報告的要求等等。
3.2實驗方法的拓展
3.2.1開放實驗室,高綜合實做能力
開放實驗室,不僅在時間、地點上開放,還要實現(xiàn)內(nèi)容的開放。學員存在個體差異,在實驗授課過程中發(fā)現(xiàn),有的學員在規(guī)定時間內(nèi)不能完成實驗,最后不得不照著別的同學的數(shù)據(jù)編寫實驗報告。開放實驗,使得學員變被學習為主動學習:查閱資料、做測試實驗,主動與教員溝通、研討,解決實踐過程中遇到的問題。
3.2.2引入仿真軟件
在今后的實驗教學中,將逐步引進軟件仿真。常用仿真軟件有Multisim、MATLAB、Proteus等。可通過虛擬的儀器、儀表、器件,搭建電路,仿真電路的功能,生成印刷電路板,實現(xiàn)最終電路的制作。仿真軟件的應(yīng)用,一方面節(jié)約了經(jīng)費、器件、焊料等耗材;另一方面,可縮短實驗時間,提高效率。
3.3建立實驗教學網(wǎng)站
實驗教學網(wǎng)站的建立,可以方便教員與學員的溝通及實現(xiàn)資源的共享。
將學員的專業(yè)培養(yǎng)方案、教員具體制定的上課用的課程設(shè)計方案、實做指導書、教員上課用的電子課件、教案等掛在網(wǎng)站上,讓學員瀏覽,使學員可以全面掌握實驗課程的培養(yǎng)目標、課程的內(nèi)容設(shè)置、掌握的側(cè)重點,以做到對課程的全面了解。
提供儀器、設(shè)備的使用視頻文件、說明書等資源,將有關(guān)術(shù)語、常見問題解答及其他關(guān)于電子技術(shù)專業(yè)的資料提供給學員,使他們有一個自我拓展的輔助平臺和發(fā)展的空間。為及時解答學員遇到的問題,提高學習效率,在網(wǎng)站上應(yīng)建立問題解答和實做研討論壇,使學員與教員之間、學員與學員之間可實現(xiàn)在線溝通,為師生提供一個實時或非實時的學習虛擬環(huán)境,作為傳統(tǒng)教學的補充。
4結(jié)語
綜合實驗課程新的教學模式也是在摸索中前進,其內(nèi)涵還有待于進一步深入研究,通過兩年來的課題改革實踐,取得了一些成就。該課題的研究成果對于同類實驗教學模式改革有較好的參考價值和指導作用。
【參考文獻】
[1]楊穎. 以學員為本. 創(chuàng)新電子技術(shù)實驗課教學[J]. 實驗室研究與探索,2010(6): 80-83.
篇10
關(guān)鍵詞:MCS-51 匯編語言 仿真 Protues 偉福軟件
Practice and discussion of MCS-51 MCU teaching based on simulation of Protues
Hou Juncai, Yang Shuqin
Northwest A&F university, Yangling, 712100, China
Abstract: In teaching practice, software of Protues was used to demonstrate the work process of circuit and program of MCS system, to students, the difficult problem become easy to understand. The paper using typical examples reveal the essence of these difficulties. The Protues is recommended in MCS teaching.
Key words: MCS-51 MCU; assembling language; simulation; Protues; Wave software
單片機是高校電子、電氣、機電、信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有極強的實踐性和綜合性,對學生硬件電路設(shè)計能力、軟件編程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著重要作用;另外對學生掌握職業(yè)技能、增強就業(yè)競爭力具有十分重要的意義。受各種條件限制,傳統(tǒng)的教學往往把理論講授、實驗教學、實踐環(huán)節(jié)分開。在理論講授時,由于有些問題教材中介紹不清,學生學習時,不可避免地存在迷惑和誤解。Protues軟件以其強大的單片機仿真功能受到學習者的歡迎,它可以對單片機系統(tǒng)進行軟硬件設(shè)計和仿真。在教學環(huán)節(jié)中引入Protues軟件來模擬實際電路,通過各個顯示窗口可以直觀地展示電路的工作過程和代碼的執(zhí)行過程,增加了學習的興趣,讓學生感性認識電路與程序的運行過程,更有助于掌握授課內(nèi)容。
筆者根據(jù)教學實踐,利用Protues對學生在學習過程中常見的問題和誤區(qū)進行分析和探討。
1 MCS-51單片機常見問題與誤區(qū)在Protues下仿真解決及解釋
1.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM高128 B單元與特殊功能寄存器地址重疊問題
初學者往往對內(nèi)部RAM高128 B的使用問題易混淆。52子系列單片機80H~0FFH的單元既是內(nèi)部RAM地址,又是特殊功能寄存器(SFR)的地址。作為RAM使用時只能用寄存器間接尋址,而對SFR只能直接尋址。對51子系列內(nèi)部RAM高128 B不可用,雖然對這些地址單元用寄存器間接尋址方式尋址讀寫時編譯不會出錯,但讀寫無效;對這些地址單元用直接尋址方式訪問時,訪問的是SFR。即對高128 B的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器單元來說,作為RAM和SFR有著相同的地址單元,但有著不同的物理空間。例如在Protues下選取80C51單片機,用下列程序進行驗證:
ORG 0000H
MOV R0,#90H
MOV A,@R0
MOV @R0,#08HH
MOV 90H,#80H
SJMP $
END
在Protues下單步仿真結(jié)果如圖1所示:
①代碼窗口 ②內(nèi)部RAM窗口
③SFR窗口
a 第一條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
①代碼窗口 ②內(nèi)部RAM窗口 ③SFR窗口
b 第二條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
①代碼窗口 ②SFR窗口
c 第三條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
①代碼窗口 ②SFR窗口
d 第四條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
圖1 80C51單片機高128個地址單元訪問仿真過程
程序編譯時完全通過,不提示錯誤,但從圖1的仿真可以看出,在Protues仿真圖的Internal Memory窗口中并沒有給出高128個地址單元。程序的前三條指令執(zhí)行完后,SFR窗口中地址單元90H的內(nèi)容并沒有變化,因為寄存器間接尋址方式對SFR無效。而第四條指令執(zhí)行后,地址單元90H的內(nèi)容發(fā)生改變,因為直接尋址訪問的是SFR。
接著看8052的情形,用下列程序來驗證:
ORG 0000H
MOV 90H,#55H
MOV R0,#90H
MOV A,@R0
MOV @R0,#08H
SJMP $
END
由圖2可以看出,第一條指令執(zhí)行完后,數(shù)據(jù)55H直接傳送給SFR的90H,而Internal Memory中90H的內(nèi)容并沒有改變,因為對目的操作數(shù)而言,尋址方式是直接尋址,直接尋址訪問的是SFR,而不是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器。MOV A,@R0執(zhí)行完后A(地址為SFR中的E0H)的內(nèi)容為00H,而非55H,因為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元90H中的內(nèi)容為00H,指令對源操作數(shù)的訪問方式為寄存器間接尋址,訪問的是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元,而不是SFR。根據(jù)以上表述,指令MOV @R0,#08H執(zhí)行后,內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元90H內(nèi)容自然就變?yōu)?8H。
①SFR窗口 ②內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口 ③代碼窗口
a 第一條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
①SFR窗口 ②內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口 ③代碼窗口
b 第二條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
①SFR窗口 ②內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口 ③代碼窗口
c 第三條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
①SFR窗口 ②內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口 ③代碼窗口
d 第四條指令執(zhí)行完后的狀態(tài)
圖2 80C52單片機高128個地址單元訪問仿真過程
1.2 寄存器尋址與直接尋址、位尋址區(qū)別
1.2.1 C與CY的區(qū)別
C是位累加器,采用寄存器尋址方式,而不能用直接尋址方式。CY則為位名,訪問形式是位尋址。例如位操作中的數(shù)據(jù)傳送指令MOV C,BIT和MOV BIT,C,不能寫作MOV CY,BIT和MOV BIT,CY,如果寫成后者,編譯會提示有非法字符,因為位數(shù)據(jù)傳送時必須借助位累加器C。既然對C的訪問為寄存器尋址,對CY訪問為普通位尋址,那么位操作指令SETB C,CLR C,CPL C與SEB CY,CLR CY,CPL CY就不相同,前三者為寄存器尋址,其機器碼為單字節(jié),后三者為位尋址,機器碼為雙字節(jié)。用下列程序驗證,仿真如圖3所示。
ORG 0000H
SETB C
CLR C
SETB CY
CLR CY
CPL C
CPL CY
SJMP $
END
圖3 C與CY的位操作仿真圖
如圖3所示,編譯通過,其中CY作操作數(shù)時代碼占2個字節(jié),C作操作數(shù)時占1個字節(jié)。
1.2.2 A與Acc的區(qū)別
(1)在字節(jié)操作指令中,A是SFR中的累加器,Acc與A是同一物理存在,有著同一單元地址。但是對A的尋址為寄存器尋址,其占有機器代碼字節(jié)數(shù)少,執(zhí)行時所需機器周期短;對Acc的尋址為直接尋址,機器代碼字節(jié)數(shù)多,執(zhí)行時所需機器周期長。還有,在尋址累加器單元的位x(x=0~7)時,只能寫作Acc.x,而不能寫作A.x,否則編譯出錯。
(2)對累加器單元的內(nèi)容進行堆棧操作時,只能采用PUSH Acc和POP Acc直接尋址方式,而不能采用PUSH A和POP A寄存器尋址方式,因為在堆棧操作指令中出現(xiàn)的操作數(shù)只能用直接尋址方式。如果將A錯寫成Acc,Protues編譯不會通過,提示有非法字符。
1.3 寄存器Ri(i=0,1)間接尋址外部RAM
利用Ri作為間接寄存器可以訪問內(nèi)部RAM,也可以尋址外部RAM。對于Ri間接訪問內(nèi)部RAM此處不做討論,只討論訪問外部RAM的情形。訪問外部RAM時的指令為:
MOVX @Ri,A和MOV A,@Ri
這兩條指令的尋址空間取決于P2和Ri的內(nèi)容,單片機復位時P2=0FFH,那么程序中在該兩條指令執(zhí)行前不再給出P2的值,則執(zhí)行這兩條指令時尋址外部RAM的0FF(Ri)H單元地址。有些教材上說:如果P2無定義,默認P2為00H,指令執(zhí)行時訪問外部RAM的00(Ri)地址單元。顯然這種說法是錯誤的。任何時候這兩條指令執(zhí)行時,訪問外部RAM的地址值由當前的P2值和Ri值確定。程序如下:
ORG 0000H
MOV R0,#30H
MOV A,#55H
MOVX @R0,A
SJMP $
END
上電后單片機復位,此時P2=0FFH,程序中沒有修改P2的內(nèi)容,由圖4可見,在執(zhí)行MOVX指令后并沒有修改外部空間0030H的內(nèi)容。該段程序在偉福仿真時,單步執(zhí)行MOVX @R0,A后的仿真圖如圖5所示,顯然,這種情況下訪問了0FF30H,也就是P2=0FFH。
圖4 寄存器間接尋址外部RAM空間仿真圖
圖5 寄存器間接尋址外部RAM空間的偉福仿真圖
1.4 相對轉(zhuǎn)移類指令的跳轉(zhuǎn)問題
控制轉(zhuǎn)移類指令中的相對轉(zhuǎn)移指令(如累加器為零轉(zhuǎn)移指令JZ rel,短轉(zhuǎn)移指令SJMP rel等)的機器碼中都有一個字節(jié)的偏移量rel,但這個rel在匯編程序中不能按偏移量給出,要按目的地址給出,或者以目的地址的標號形式給出。機器碼中的偏移量是編譯軟件經(jīng)過計算后得到的。例如:指令JZ rel,關(guān)于這類指令,許多MCS-5l單片機教材認為rel是偏移量,甚至有教材給出諸如SJMP 0FBH匯編指令后,解釋說此處0FBH是地址偏移量。對于指令SJMP rel執(zhí)行過程而言,PCPC+2+rel,許多教材的表述是:其機器指令的代碼為80H rel,其中80H是SJMP指令的操作碼,rel是地址偏移量。筆者認為這是不正確的。雖然在程序中也可以用符號“rel”來表示此處是相對轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移量范圍在-128 B~+127 B內(nèi),但此處的rel和機器碼中的rel不同。實際上,在匯編程序中的rel代表的是跳轉(zhuǎn)的目的地址,只能用目的地址或代表目的地址的標號來表示,該目的地址到當前指令的下一條指令之間的距離不能超過-128 B~+127 B;在匯編語言中,此處不應(yīng)該給出相對偏移量,如果給出相對偏移量,那么程序就會跳轉(zhuǎn)到所謂偏移量數(shù)值為目的地址的程序單元,即仍然以此處數(shù)值作為目的地址,當然前提是不能超出-128 B~+127 B。
下面以JNZ 08H為例在Protues中觀察其跳轉(zhuǎn)過程,驗證程序及其各條指令占用地址如下:
ORG 0000H
0000H MOV A,#0
0002H JZ 08H
0004H SJMP $
ORG 0008H
0008H MOV R7,#255
000AH DJNZ R7,$
000CH MOV P1,#60H
000FH SJMP $
END
由圖6可以看出,地址為0002H的相對轉(zhuǎn)移指令JZ 08H執(zhí)行后,程序直接跳轉(zhuǎn)到以0008H作為目的地址的指令上,而并非是0002+2+08H=000CH的指令上。對這段程序在偉福軟件下進行編譯,可以觀察到指令JZ 08H形成的機器代碼為6004H,其中60H為操作符JZ的機器代碼,04H為實際偏移量,這個偏移量就是按跳轉(zhuǎn)的目的地址(0008H)減當前PC值(0004H)得出的,當執(zhí)行指令JZ 08H時,PC指向下一條指令地址0004H,即當前PC值為0004H。所以教材中所說的偏移量rel是存儲在機器碼中,而匯編語言中要給出目的地址或者代表目的地址的標號,機器碼中的偏移量是由編譯軟件算出的。
①跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行前 ②跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行后
圖6 相對轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行過程仿真圖
2 結(jié)束語
在單片機教學中引入Protues軟件,可以對知識點作出適時仿真,讓學生看清楚問題的本質(zhì),對單片機問題有更深入的認識。通過仿真直觀感性地接受知識,對一些容易模糊不清的概念和知識進行辨別、了解,澄清教材錯誤和學生的誤解,能夠更好地掌握單片機知識。教學過程中適時運用Proteus仿真可以解決單片機授課中常見的問題與難點,在單片機教學中具有一定的推廣意義。
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