MB89P475的UART/SIO结构与应用

时间:2023-01-20 07:56:43 其他范文 收藏本文 下载本文

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MB89P475的UART/SIO结构与应用

篇1:MB89P475的UART/SIO结构与应用

MB89P475的UART/SIO结构与应用

摘要:MB89P475是富士通公司生产的八位单片机。该单片机具有丰富的软、硬件资源和良好的EMC性能,可广泛应用于家电控制等产品中。该器件内含两路UART/SIO接口,非常适用于计算机集中控制和管理的多级通信控制系统中。文中介绍了该单片机的特点和UART/SIO结构,给出了MB89P475在LSP300型中央空调的计算机集控系统中的设计应用方法。

关键词:MB89P475;单片机;中央空调;计算机集控系统

MB89P475是富士通公司生产的F2MC-8LMB89470单片机系列产品。该产品具有丰富的软、硬件资源和良好的EMC性能,而且其程序空间(16k×8bitsPROM)和数据空间(512×8bitsRAM)大小适中,定时器资源和中断资源丰富。双路UART/SIO接口的设置是该产品的一大特点。在指令设计方面,利用该单片机可以直接进行16位数据的比较和算术运算。MB89P475的高性价比和合理的资源配置,使其可以广泛应用于家用电器控制和工业控制等应用领域。此外,在多级数据通信控制系统的开发设计中,MB89P475也是一款不可多得的单片机产品。

1MB89P475简介

1.1引脚功能

MB89P475(OTP型号)相应的掩膜(MASK)产品型号为MB89475,它具有两种封装形式,分别是48-pinPlasticSH-DIP和48-pinPlasticQFP封装。本文以SH-DIP封装形式为例来介绍其引脚定义,图1所示是该封装的引脚排列图,现将各引脚的功能说明如下:

X0,X1:振荡器输入、输出;

MODE:模式设定引脚,使用时,该引脚通常直接接地;

RST:复位脚,低电平复位;

P00/AN0~P07/AN7:通用I/O口或A/D输入口;

P10~P13:通用I/O口或沿触发中断输入口;

P14~P17:通用I/O口或定时器输入(EC)、输出口(TO);

P20~P22:通用I/O口或UART/SIO1的时钟输入、数据输出和输入口;

P23:通用I/O口或PWC(脉宽测量)输入口;

P24:通用I/O口或PWM(脉宽调制)输出口;

P25~P27:通用I/O口或UART/SIO2的数据输入、数据输出、时钟输入口;

P30*~P36*:大电流驱动输出口,其中,P30/BUZ*可作蜂鸣器驱动口;

P40~P41:在MB89P475(102)(单时钟系统)中为通用输入口,在MB89P475(202)(双时钟系统)中为副时钟连接引脚;

P42:通用输入口;

P50~P54:通用I/O口或电平触发中断输入口(低电平中断);

C:接0.1μF电容到地;

Vcc、Vss:电源(+5V)和接地(GND)引脚;

Avcc、Avss:A/D电路的参考电源和地。

1.2主要特点

MB89P475内含六个定时器,分别为:PWC(脉宽测量)定时器(可用作时间间隔定时器)、PWM(脉宽调制)定时器(可用作时间间隔定时器)、2个8/16bit定时/计数器、一个21-bit时间基准定时器和一个Watch比例器。此外,MB89P475还具有如下特点:

●带有蜂鸣器驱动,可由程序选择7种驱动信号频率;

●可外部中断,包括4个沿触发中断通道和5个电平触发中断通道;

●内含8通道10位A/D转换器;

图3

●内含UART/SIO异步/同步数据接收/发射器;

●可低功耗工作,具有Stop模式、Sleep模式、副时钟模式、Watch模式等多种工作模式;

●带有Watchdog定时复位功能;

●最大可用39路I/O口。

2MB89P475的UART/SIO结构

MB89P475的最大特点就是内部集成了一个UART/SIO通用串行数据通信接口,可通过片内双缓冲器实现全双工双向通信?同时?UART/SIO可编程配置为异步或同步通信模式;其内部波特率发生器既可以选择14种不同的波特率?也可由外部时钟设置波特率?其数据传输格式见表1所列。该数据传输格式基于NRZ(不归零)系统。

表1UART/SIO数据格式

模式数据长度(Bit)通信模式停止位长度无校验有校验078异步1bit或2bits8918同步--

MB89P475内含六个寄存器,分述如下:

Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0MDPENTDPSBLCLCLK2CLK1CLK0

(1)SMC11/21:模式控制寄存器1(地址:0026H/002BH,初始化值:00000000H)的格式如下:

其中,MD为通信模式控制位,该位为0为异步通信(UART),为1时同步通信(SIO);

PEN为校验控制位,该位为0表示无校验,为1表示有校验(由Bit5选择奇、偶校验);

TDP为奇、偶校验位,0为偶校验,1为奇校验;

SBL是停止位长度控制位,0为选择1Bit停止位,1为选择2Bit停止位;

CL为字符长度控制位,0为选择7Bit数据长度,1为选择8Bit数据长度;

CLK2~CLK0:通信时钟选择位,具体操作见表2所列。

表2时钟选择

CLK2CLK1CLK0

选择时钟

0002个指令周期0018个指令周期01032个指令周期011波特率发生器控制100外部时钟

(2)SMC12/22:模式控制寄存器2(地址:0027H/002CH,初始化值:00000000H)的格式如下:

Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0RERCRXETXEBRGETXOESCKERIETIE

其中,RERC:各接收标志清除位。置0时,清除所有错误标志,置1无效;

RXE:数据接收允许位,置0时禁止接收,置1时允许接收;

TXE:数据发射允许位,置0时禁止发射,置1时允许发射;

BRGE:波特率发生器启动位,0为停止,1为启动;

TXOE:串行数据输出允许位,置0时,P21/SO1、P26/SO2为通用I/O口,置1时,P21/SO1、P26/SO2为串行数据输出口;

SCKE:串行时钟输出允许位,置0时,P20/SCK1、P27/SCK2为通用I/O口或串行时钟输入口,置1时,P20/SCK1、P27/SCK2为串行时钟输出口;

RIE:接收中断允许位,置0时,接收中断禁止,置1时,接收中断允许;

TIE:发射中断允许位,置0时,发射中断禁止,置1时,发射中断允许。

(3)SSD1/2:状态与数据寄存器(地址:0028H/002DH,初始化值:00001---H),格式如下:

Bit7Bit6Bit5BIT4Bit3Bit2Bit1Bit0PREOVEFERRDRFTDRE------

其中,PRE:为校验错误标志,0为无校验错误,1为校验错误;

OVE:溢出错误标志,0为无溢出错误,1为溢出错误;

FER:帧错误标志,0为无帧错误,1为帧错误;

RDRF:接收数据寄存器满标志,0为寄存器空,1为接收数据满;

TDRE:发射数据寄存器空标志,0为发射数据满,1为寄存器空。

这里,SSD1/2是只读寄存器。若接收中断允许(RIE=1),那么任何错误标志置“1”都将产生接收中断。因此,在程序中将RERC(SMC12/22中的Bit7)置“1”,可将各错误标志清零。

(4)SRC1/2:波特率控制寄存器(地址:002AH/002FH,初始化值:xxxxxxxxH)

当SMC11/SMC21寄存器中的CLK2~CLK0设为“011”时,由于选择的.是波特率发生器作为串行时钟(异步通信方式使用),因此,只有在UART/SIO停止工作时,写入SRC1/2的数据才有效。此时,波特率计算方法如下(CLK2~CLK0设为“011”):

波特率=1/(16nTint)

式中,n为写入SRC1/2的数值,Tint为指令周期,其值可通过对相关寄存器编程设定为4/fch、8/fch、16/fch、64/fch(其中fch为系统时钟振荡器频率)。

(5)SIDR1/2:输入数据寄存器(地址:0029H/002EH,初始化值:xxxxxxxxH)

该寄存器用于存放接收到的数据。当数据接收完成时,RSRF位(SSD1/2中的Bit4)被置“1”,此时若接收中断允许,将产生接收中断请求。读出接收数据后,RSRF位自动清“0”。

系统检测到接收中断请求后,应检查RSRF位是否为“1”,若为“0”,说明该中断是由于接收错误产生的,SIDR1/2并未接收到数据,此时应在相应的程序中作相应处理。

(6)SODR1/2:输出数据寄存器(地址:0029H/002EH,初始化值:xxxxxxxxH)

SODR1/2与SIDR1/2具有相同的地址。发射允许时,将发射数据写入该寄存器即可直接转送到发射寄存器,并通过发射移位寄存器发送到串行数据输出口(SO1/2)。

图5

发射数据写入SODR1/2寄存器时,发射数据标志位TDRE同时被清“0”,发射数据转送到发射移位寄存器后,TDRE被置“1”,意味着SODR1/2寄存器可以写入下一个发射数据,同时,若发射中断允许,将产生发射中断请求。

若将发射数据长度设为7Bits,则数据的第7位(最高位)无效。

3LSR300型集控系统的构成

图2所示为LSR300型中央空调计算机集控系统的结构框图,该系统采用RS-485总线结构方式,由计算机控制管理平台、RS-232/RS-485转换模块、14个控制终端(包括通信板和主控系统,其控制终端数量可以根据实际要求增加或减少)组成。其中计算机控制管理平台主要用于数据通信、系统检测、功能设定和控制以及查询等管理工作。

系统中的RS-232/RS-485转换模块由MAX-IM公司生产的MAX491E、MAX232A组成,该模块的电路连接如图3所示。

通信板由MB89P475为核心组成,其结构如图4所示。图中的RS-485接口由MAX491E完成,接收器处于常通状态(RE接地),发射器的选通(DE端)由MB89P475的P2.7口控制(高电平选通)。通信板主要完成以下功能:

(1)用拨码开关实现各控制终端的地址编码;

(2)机组的本地操作控制与显示(包括本地查询、设置和控制);

(3)分别与计算机和主控系统通信,实现主控系统与计算机之间的数据传送。其中,与计算机之间采用RS-485总线方式进行连接,而与主控系统之间则采用电流环方式连接;

(4)记忆机组的设定信息、故障信息和累计运行时间。

此外,系统中的主控系统也可采用LSR300中央空调单机组控制系统实现(详见参考资料?1?)。

4MB89P475的通信软件设计

4.1通信板与计算机通信

(1)通信协议

通信板与计算机的通信采用RS-485总线方式连接,通信过程由计算机主控,通信数据采用RS-232标准数据格式[2]。

当通信板接收到正确的同步码和地址码时,表示该通信板可以与计算机通信。此时可选择MB89P475的UART/SIO2为UART(两线异步)通信模式,通信数据格式定义为1位起始位,8位数据长度和1位停止位,无校验位。

(2)软件设计

UART/SIO2相关寄存器初始化如下:

MOVSCR2,#104;设定波特率=1200bps(系统时钟Fch=8.000MHz)

MOVSMC21,#00001011B;选择UART模式,1Bit停止位,8Bits数据长度,无校验位

MOVSMC22,#01111010B;允许接收中断,禁止发射中断,发射允许,接收允许

数据发射采用查询方式进行,即发射子程序置于主程序循环中,可通过查询发射数据寄存器空标志位TDRE决定是否写入下一个发射数据。发射子程序流程图如图5所示。

数据接收采用中断方式进行。程序进入接收中断服务程序时,应首先根据接收数据满标志位RDRF的状态来判断中断请求是否是由于接收错误产生的(产生中断时,接收数据满标志位RDRF=0),然后由判断结果决定是接收数据还是进行出错处理。中断服务程序的流程图如图6所示。

4.2通信板与主控系统通信

(1)通信协议

通信板与主控系统的通信采用电流环方式实现,这样可以增强通信的可靠性。通信过程由通信板主控,通信数据采用RS-232标准数据格式[2]。

可选择MB89P475的UART/SIO1为UART(两线异步)通信模式,通信数据格式定义为1位起始位,8位数据长度和1位停止位,无校验位。

(2)软件设计

相关寄存器初始化如下:

MOVSCR1,#52;设定波特率=2400bps(系统时钟Fch=8.000MHz)

MOVSMC11,#00001011B;选择UART模式,1Bit停止位,8Bits数据长度,无校验位

MOVSMC12,#01111010B;允许接收中断,禁止发射中断,发射允许,接收允许

具体的编程方法与通信板和计算机的通信编程方法相同。

5结语

虽然MB89P475的双路UART/SIO结构具有灵活、安全的特点,但合理的程序设计也至关重要。在LSR300中央空调计算机集控系统中,以MB89P475为核心设计的通信板,充分合理地利用了MB89P475的双路UART/SIO资源。它可以作为各控制终端与计算机交换数据的枢纽,同时还避免了主控系统的重复开发。目前该系统已投入使用,其方便、灵活的操作模式和安全可靠的运行已得到了用户的肯定。

篇2:慰问信格式结构与

慰问信格式结构与范例

丧礼慰问信首先写明标题,如“慰问信”等,标题应居中,在第一行,字体大于正文字号。然后另起一行顶格写明接收慰问信的领导、单位或个人礼称,如“某某阁下”、“某某朋友(同志、先生或女士)”,根据情况,也可以是其它称呼。

丧礼慰问信的正文一般写以下内容:

1、简要写明慰问信的背景或原因。如“在贵国正在积极开展……的情况下,惊闻某某逝世……”再如“某某同志(先生、女士或朋友)在某某(做什么工作等)时不幸过世”,接着表示哀悼或慰问的话语。如“表示深深的哀悼”,“致以亲切的慰问”等。

2、概括叙写对方的先进思想、先进事迹或战胜困难、舍已为人、不怕牺牲的可贵品德和高尚风格。若是国际知名人士,也可叙写其为两国友谊所做的.突出贡献。然后可对死者生前的功绩作以简要评价,然后向对方表示慰问和学习。

3、表达心愿或提出要求、希望。写慰问信应注意的事项是:首先,要根据不同对象、不同情况,向死者家属或其它有关方面表示悲痛的心情。其次,要写得真诚,文字朴实、简练,并注意语气的运用,使收信人真正得到鼓舞和安慰,让死者家属能从死者带来的悲痛中尽快解脱出来,化悲痛为力量,努力学习、生活或工作。

【教师节慰问信范文一】

全市广大教师和教育工作者:

值此第26个教师节之际,市委、市政府向辛勤工作在全市教育战线上的广大教师、教育工作者致以节日的祝贺和亲切的慰问!向为明光教育事业作出重要贡献的全体离退休教师致以诚挚的问候!向所有关心和支持明光教育事业发展的社会各界朋友表示衷心的感谢!

年年花似锦,今年花更红。近年来,全市教育战线努力践行科学发展观,认真贯彻党的教育方针,全面推进素质教育,以坚持教育创新、深化教育改革、优化教育结构为重点,全市教育质量和办学水平稳步提高,教育发展形势喜人,人民群众对教育的满意程度不断上升。XX年,我市教育工作再上新台阶。基础教育、职业教育协调发展,普通高考本科达线人数实现新突破,达线率位居**市第三,创历史最好水平。

千秋大业,教育为本;振兴教育,教师为本。在加快推进明光追赶跨越的进程中,广大教师和教育工作者忠诚人民的教育事业,认真做好本职工作,呕心沥血,无私奉献,为培养高素质人才和劳动者做出了突出贡献,为推动我市四个文明建设又立新功。市委、市政府感谢你们,全市人民感谢你们!

没有高水平的教师队伍,就没有高质量的教育。希望广大教师和教育工作者以科学发展观为指导,努力践行xx提出的“爱岗敬业、关爱学生,刻苦钻研、严谨笃学,勇于创新、奋发进取,淡泊名利、志存高远”的四点希望,紧紧围绕全市“四个二” 发展思路和“135”追赶跨越目标,努力做人民满意的教师,创人民满意的学校,办人民满意的教育,把明光教育事业推向一个更新的高度,把教育工作提高到一个更新的水平,携手共创光辉灿烂的明天!

祝全市广大教师和教育工作者节日愉快,身体健康,工作顺利,阖家幸福!

【教师节慰问信范文二】

亲爱的教师们:

又是桃红流丹的季节,又是李熟飘香的秋天,值此第二十七个教师节来临之际,我们把最衷心的祝愿与最诚挚的慰问以最深情的寄语送给您:辛苦了,亲爱的老师们!

你们推崇真诚与廉洁,因而你们的心灵永远那么坦荡而年轻;你们信奉付出与汗水,因而你们的收获永远那么殷实而厚重;你们播种希望与快乐,因而你们的笑容永远那么灿烂而迷人;你们打造现在与未来,因而你们的名字永远那么响亮而多情。

篇3:砌体结构有哪些应用范围?

砌体结构有哪些应用范围?

目前国内住宅、办公楼等民用建筑中的基础、内外墙、柱、过梁、屋盖和地沟等都可用砌体结构建造,在工业厂房建筑及钢筋混凝土框架结构的建筑中,砌体往往用来砌筑围护墙。中、小型厂房和多层轻工业厂房,以及影剧院、食堂、仓库等建筑,也广泛地采用砌体作墙身或立柱的承重结构。砌体结构还用于建造其他各种构筑物,如烟囱、小型水池、料仓、地沟等。由于砖质量的提高和计算理论的进一步发展,5~6层高的房屋采用以砖砌体承重的混合结构非常普遍,不少城市建至7-8层。在某些产石材的地区,也可用毛石承重墙建造房屋。

在交通运输方面,砌体结构除可用于桥梁、隧道外,地下渠道、漏洞、挡土墙也常用石材砌筑,

在水利工程方面,可以用砌体结构砌筑坝、堰、水闸、渡槽等。

由于无筋砌体的抗压性能突出,决定了其结构构件的尺寸很大,从经济性上限制了其房屋的高度。而砌体配筋的出现解决了这个难题,使得砌体结构从根本上由泥瓦匠的经验创造转变为工程化的结构形式。采用配筋砌体后,砌体结构又重新成为了具有竞争能力的结构类型。

尚应注意,砌体结构是用单块块体和砂浆砌筑的,目前大都用手工操作,质量较难保证,加之砌体抗拉强度低、抗震性能差等缺点,在应用时应注意规范的有关规定。

篇4:蛋白质结构的预测及其应用

蛋白质结构的预测及其应用

蛋白质结构的预测是结构基因组学的重要研究内容,本文就蛋白质结构预测的方法和应用进行了综述,介绍了比较建模、折叠识别、从头计算等3种方法及其在结构基因组学研究、药物设计、蛋白质设计中的.应用,并且对蛋白质结构预测存在的主要问题进行了讨论,指出了今后蛋白质结构预测研究重点在于优化比对算法和计分函数以及膜蛋白的结构预测.

作 者:宁正元 林世强 NING Zheng-yuan LIN Shi-qiang  作者单位:福建农林大学计算机与信息学院,福建,福州,350002 刊 名:福建农林大学学报(自然科学版)  ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年,卷(期): 35(3) 分类号:Q518 关键词:蛋白质结构   比较建模   折叠识别   从头计算  

篇5:薪酬结构类型分析及应用

人力资源经理们经常面对这样的难题:怎么用相同的工资水平更好的保留和发展人才?

要解决这个难题,第一要明确企业的付薪理念,选择相应的薪酬结构类型;第二要确定合理的薪酬结构比例,如果说薪酬水平会对员工的吸引产生重大影响,那么薪酬结构的合理与否往往会对员工的流动率和工作积极性产生重大影响。

一、付薪理念和薪酬结构类型

(一)以职位为导向

1、付薪理念:根据职位的不同而进行职位评价,确定职位的重要度,然后依据市场行情来确定“有竞争力”的薪酬。

2、优点:实现同岗同酬,内部公平性较强。

3、缺点:员工的能力需要与职位任职资格相匹配。如果不胜任的员工在某一个职位上,也获得同样的基于职位的工资,对其他人来说就是不公平的。

(二)以绩效为导向

1、付薪理念:薪酬根据绩效来确定,因工作绩效量的不同而变化,处于同一职位的员工不一定能获得相同数额的劳动报酬。

2、优点:首先,员工的收入与工作目标的完成情况直接挂钩,“干多干少干好干坏不一样”,激励效果明显。其次,员工的工作目标明确,通过层层目标分解,企业目标容易实现。再次,企业不用事先支付过高的人力成本,在整体绩效不好时能够节省人工成本。

3、缺点:以绩效为导向的薪酬结构基于这样一个假设:金钱对员工的激励作用很大。导致在企业增长缓慢时,员工拿不到高的物质方面的报酬,对员工的激励力度下降,在企业困难时,很难做到“共度难关”,造成离职率上升。

(三)以技能为导向

1、付薪理念:根据员工所拥有的与工作相关的技能与知识水平决定员工报酬。它与以职位为导向的薪酬结构的关键区别在于,员工的工资不是与职位而是与技能相联系。员工要想增加工资,必须证明自己已经掌握了高一级的技能。

2、优点:员工能力的不断提升,使企业能够适应环境的变化,企业的灵活性增强,

3、缺点:做同样的工作,但由于两个人的技能不同而收入不同,容易造成不公平感;高技能的员工未必有高的产出,即技能工资的假设未必成立,这就要看员工是否投入工作;界定和评价技能不是一件容易做到的事情,管理成本高;员工着眼于提高自身技能,可能会忽视组织的整体需要和当前工作目标的完成。

(四)组合薪酬

1、特付薪理念:薪酬分成几个组成部分,分别依据职位、绩效、技能、工龄等因素确定薪酬额。

2、优点:全面的考虑了员工对企业的投入。

二、设计薪酬结构的比例

一般来说,薪酬中的固定收入可以保障员工的日常生活,使之产生安全感。但如果固定收入过高,有可能使员工产生懒惰情绪,不思进取,削弱薪酬的激励功能。而如果变动工资所占比例过大,又会使员工缺乏安全感及保障,不利于吸引和留住员工。因此,在薪酬设计过程中,我们必须合理地设计薪酬工资的结构比例。

(一)不同层级员工的薪酬结构设计

1、基层人员:在其总收入中,其固定比例应该最高,变动工资比例次之。而且在企业基层员工的收入中,短期薪酬往往占了绝大部分的比例。

2、中级管理人员:在其总收入中,其固定工资比例有所降低,变动工资比例则相应提高。在企业中层管理人员的薪酬总额中,短期薪酬的比例有所下降,但仍是薪酬中的主要组成部分。

3、高级管理人员:在其总收入中,其固定工资比例应该最低。在企业高层管理人员的薪酬总额中,短期薪酬的比例进一步下降,甚至可能会低于长期薪酬所占的比例。

(二)短、长期薪酬的考虑要素

1、从行业因素的影响来看,一般在新兴行业、高科技行业中长期激励的实施比较普遍,长期激励占员工总收入的百分比也较高。

2、企业所处的经济发展阶段不同,员工总收入中长期激励所占的比例也会有较大的差异。

篇6:分层结构高速数字信号处理系统的设计与应用

分层结构高速数字信号处理系统的设计与应用

摘要:介绍了一种具有分层结构的高速数字信号处理嵌入式系统,该系统中的不同层次完成了具有不同实时性要求与复杂程度的任务。详术了基于TMS320VC33的嵌入式系统的实现过程及关键技术,最后给出了几个典型的应用实例。

关键词:数字信号处理(DSP) 嵌入式系统 分层结构

目前,DSP应用系统的研发一般都需要昂贵的专扇开发系统,而且大多是功能与用途特殊的产品且批量小,其成本主要花在长时间研发上。对于民品,时间就是市场占有率和金钱;对于军品,时间就是战斗力和生命。分层结构高速数字信号处理嵌入式系统的硬件和软件都在很大程度上具有通用性,极大地降低了这一类产品的研发难度与研发周期。

1 系统组成

1.1 设计思路

一个工业测控仪表产品首先需要友好的人机界面、实时的数据采集与控制及准实时的高速数字信号处理。DSP专用芯片虽然具有强大的数字信号处理功能,但若用于人机界面设计将事倍功半,若用于强实时控制则极易被一个简单任务耗尽资源。因此,系统的最佳设计方案是:采用体积小、结构紧凑可靠的PCI04工控机实现人机界面,以高速DSP芯片进行准实时数字信号处理,而强实时信号处理任务由复杂可编程逻辑器件(CPLD)和专用芯片(ASIC)完成。

(本网网收集整理)

1.2 分层式的系统结构

根据以上思路,系统宜采用分层式结构,如图1所示。其中,自定义系统总线(类似于GPIB总线)及接口模块实现主机(层次一)对多个信号处理模块(层次二、三)的监控,基于16位ISA并行接口的设计细节参见参考文献[2]。对于监控主机,在通过了调试阶段后,可以用单片机替代之以进一步减小体积重量,降低成本。在信号处理器模块中,DSP芯片及其RAM与EPROM组成的最小系统构成第二层次,其硬件/软件都具有通用性。真正与具体产品特定功能有关的是第三层次,它是由CPLD、ASIC芯片或级联工作的从处理器构成的应用硬件模块。随着软件无线电技术与器件的发展,非通用性功能越来越趋向.于用软件实现,而应用硬件模块则主要是高速CPLD、偏速模/数转换器及数/模转换器。因此第三层次也具有一定的通用性。

1.3 系统的特点

系统结构分层次后变得比较灵活,便于扩展。对于多通道并行数据处理,如材料分选,可采用多个信号处理器并联结构;对于单通道高速数据处理,如雷达脉冲信号分选,可采用多个处理器级联结构。 分层结构系统的功能强大。第三层次可以处理纳秒级事件,如高速脉冲信号的瞬态参数测量;第二层次可以处理微秒、毫秒级事件,如数字滤波及高精度参数估计算法的实现;第一层次可以处理非实时但较复杂,的事件,如实现图形用户界面、存盘打印、数据库管理以及网络功能等。

第一、二层次在硬件上有完全的通用性,数字信号处理器的基本输入输出软件(DSP-BIOS)及其对应的主机接口软件也基本上具有完全的通用性,可编程器件的充分利用还可使第三层次在硬件上具有一定的通用性。因此,采用这种结构开发后续产品时,研发工作将越来越容易而且迅捷。

2 硬件/软件协同设计过程

将上述具有通用性与分层结构的高速数字信号处理系统应用于具体产品设计时,首先要对硬件/软件功能进行合理的划分,这实际上是一个硬件/软件协同设计的过程,如图2所示。

第一步,确定应用系统具体功能及性能指标要求。

第二步,应用独立于任何硬件/软件的功能性规格方法对系统进行描述,如有限态自动机(FSM)、统一化的规格语言(CSP、HDLs、C、…)或其它基于图形的表示工具。其作用是对硬件/软件统一表示,便于进行功能的划分和综合。

第三步,从系统功能要求和限制条件出发,依据一定的算法,进行硬件/软件的功能划分。

第四步,对划分结果作出评估。一种是性能评估(A),另一种是对硬件/软件综合后的系统依据指令级评价参数作出评估(B)。如果评估结果不满足要求,需重复第三步,重新划分硬件/软件的功能,直至获得一个最佳的硬件/软件实现为止。

一个大的科研项目都需要多所做人分工协作,以上所述实际上也是总体上为硬件组与软件组所做的任务分配。在进行硬件系统基本功能调试的同时,软件组可以编写人机界面程序、数据库操作程序、模拟数据与处理的脱机版程序。由于用规格语言对实际硬件/软件功能描述存在失真情况,设计阶段的硬件/软件功能划分也难免有不合理之处,但这可在联机调试中得以修正。

3 关键技术

本文用TI公司的高速处理器芯片TMS320VC33实现通用数字信号处理嵌入式系统。

3.1 DSP-BIOS设计

DSP-BIOS软件是实现数字信号处理嵌入式系统通用性的关键所在。TMS320VC33在微处理器(μP)模式下,复位后即运行DSP-BIOS软件;如在微计算机(MP)模式下,复位后运行其内部固化的Boot-Loader程序,然后从外部低速RAM或串口读取DSP-BIOS软件并调入片内高速CACHE进行全速运行。

一个通用DSP-BIOS软件应具有以下功能:

・ DSP的初始化;

・ 最小系统硬件的自检;

・ 与上位机的通信;

・ 接收上位机命令及命令处理;

・ 从上位机下载应用程序并执行;

・ DSP特殊寄存器的设置,如外总线等待周期数;

・ DSP片上功能块(定时器、中断)的控制;

.I/O口的读写(单地址);

・ 存储器的读写(成片地址)。

3.2 系统调试过程

系统的调试一般包括两个过程:基本功能调试与正式应用功能调试。

基本功能调试的目的是排除硬件系统。设计与制作中存在的错误,并测试评估每一个子系统(模块或芯片)的功能与性能。调试步骤如下:

・ 按设计编程并烧写DSP主板上的可编程逻辑器件(CPLD),确认CPLD器件已正常工作。

・ 调试确认DSP芯片。H1和H3信号是所有片内功能块时序的同步时钟,是测量关键点。

・ 把DSP-BIOS软件烧写入Flash-ROM,调试确认DSP的Boot-Load过程。若BIOS程序未正常运行,可按流程图3来调试。

・ DSP与PC机接口的调试。在图1所示的分层系统结构中,同处层次二的多个信号处理模块是多块DSP板。各DSP板上都有拨码开关设置的“ID”标识,主机发送的每个命令中都带有板选码,只有“ID”标识与板选码相符的DSP才会响应该命令。因此,只需确认PC机能对一个DSP进行正常复位与其它控制即可。通信调试的关键是检查各标志信号。

.DSP外设的调试。包括DSP板上的主内存,应用板(第三层次)上的RAM、I/O口及ASIC器件的控制接口等。

正式应用功能调试的主要目的是:排除应用软件与应用板上硬件系统中存在的错误,并测试评估整个系统的功能与性能。调试步骤如下:

・ 把调试用软件提取为与硬件系统有关的一类子程序库,加入到包括界面与数据库操作的主程序中,形成联机运行的正式应用软件。

・ 整个系统的功能与性能测试。当无法达到设计要求时,分析问题之所在,尽快修改应用软件或硬件,甚至重新设计制作硬件系统。

・ 精简优化,去掉调试阶段的冗余设计部分。但在用户使用过程中仍有可能提出更高的'要求,因此始终保持一定的资源余留是有必要的。

4 应用实例

用TMS320VC33来实现通用分层结构数字信号处理嵌入式系统,它已经被成功应用于多项军用/民用产品。

4.1 电台自动测试仪--单DSP系统

通信电台在出厂前以及维护维修时,都要测试其性能指标,包括频率响应、失真度、

信噪比等。应此需求研制的电台自动测试仪系统结构如图4所示。该测试仪硬件系统主要由四大部分组成:数字化高速信号采集电路、数字信号处理器、多波段多制式的信号产生电路及上位机。信号采集电路中应用了高速数字下变频器HSP50214,信号产生器应用了数字上变频器AD9856,DSP在零中频信号上进行处理,大大降低了对处理速度与容量的要求。因而单个DSP足以胜任对单个窄带零中频信号的多制式软件调制与解调、滤波及参数估计等数字运算。

4.2 基于DSP的材料分选系统--多DSP并联工作

为了适应市场需要,对材料(如粮食、矿物等)进行质量检测与分选有着重要意义。分选是利用不同质量材料的重量、颜色、尺寸等物理特性不同的原理进行的。根据该原理,本实验室开发研制了基于多DSP的材料分选控制系统。国内早期的分选系统智能部件都采用MCS-51系列的单片机,其控制功能基本可以满足需要,但是它的计算精度和工作速度却远远不够,因此系统的分选精度等指标很难做高。本文所研制的新型分选系统采用高速浮点运算DSP芯片TMS320VC33完成多通道信号采集和分选的控制,使得分选精度和工作速度都得到了大幅度提高。每个DSP可以胜任80路5kHz带宽的传感器信号的分析处理,每台工控机最多可管理16个DSP模块的并行工作,因而总的分选速度是非常快的。分选系统组成框图如图5所示。

4.3 雷达对抗侦察信号处理机--多DSP级联工作

雷达对抗侦察的任务是侦收并分析敌方雷达信号,为干扰或火力摧毁敌方雷达提供情报。为此研制了基于多CPU级联工作的信号处理分机,如图6所示。它包括:雷达信号预分选模块、分选处理模块、识别与综合显示模块。在预分选模块中,由第一个DSP对来自参数测量分机的高速雷达视频脉冲串进行稀释与粗略分类(按频率分),并把脉冲描述字(包括频率f、方位、脉幅PA、脉宽PW、到达时间TOA等)通过双口RAM传递给第二个DSP进行分选处理,以分离各部雷达的脉冲信号,从而测得各自技术参数。工控机获得测量参数后与雷达情报数据库比对,以识别敌方雷达类型、用途与威胁等级,为指挥决策提供依据。按处理速度、传输速度、存储容量优化配置流水线上各级CPU的任务,可使整个系统达到最大处理能力。试验表明其速度已符合实战要求。

由于该分层结构高速数字信号处理系统的硬件具有通用性、软件模块化,使得在较短的时间内成功开发出多项产品成为可能。下一步的改进工作之一是用PCI接口卡(对台式机而言)和USB2.0接口(对便携机而言)替代当前的ISA接口卡,以提高传输速度;改进之二是用TMS320C6201替代当前的TMS320VC33,以进一步提高DSP的处理速度。但是,本文所介绍的系统硬件与软件基本架构仍将是高端仪器设备产品开发和装备研制的首选。

篇7:非结构粘性直角网格并行算法建立与应用

非结构粘性直角网格并行算法建立与应用

开展了基于粘性直角非结构网格的并行CFD解算软件的开发研究,工作分两部分:网格分区实现和解算器并行实施,文章介绍了关于CFD解算器并行的'实施情况,给出了并行过程中的操作流程,并对一些关键问题进行了讨论.并行计算结果表明项目所采用的并行途径和方法有效,计算结果可靠.

作 者:潘宏禄 李盾 Pan Honglu Li Dun  作者单位:中国航天空气动力研究院,北京,100074 刊 名:计算机与数字工程  ISTIC英文刊名:COMPUTER AND DIGITAL ENGINEERING 年,卷(期): 37(8) 分类号:O357.5 V211.3 关键词:并行系统   并行算法   并行性能分析   计算流体力学  

篇8:应用结构熵分析评价管理幅度与跨度

应用结构熵分析评价管理幅度与跨度

管理幅度与跨度是描述组织结构的两个重要指标,本文从组织结构熵的角度出发,给出了它们和组织智能水平的定量关系;通过描述组织结构熵的`两个指标,信息在组织中传播的时效和质量,给出了组织结构的时效熵和质量熵的计算方法.并应用本文提出的结构熵算法,对不同跨度与幅度的组织结构熵进行了计算和分析.

作 者:张军 李金林  作者单位:北京理工大学,管理与经济学院,北京,100081 刊 名:统计与决策  PKU CSSCI英文刊名:STATISTICS AND DECISION 年,卷(期): “”(10) 分类号:C93 关键词:组织结构   组织结构熵   时效熵   质量熵  

篇9:拆装式轻钢结构活动房的研究与应用

拆装式轻钢结构活动房的研究与应用

拆装式轻钢结构活动房以标准模数进行长、宽组合,采用螺栓连接,实现了临建房标准通用,快捷高效的建筑理念;然而从对活动房产品的认识到对活动房工程的.管理方式都面临着全新的课题.

作 者:张立娜 张晓东  作者单位:张立娜(北京宏联众轻钢结构房屋有限公司,北京市,昌平,102211)

张晓东(沈阳唯弘信工程造价咨询有限公司,辽宁,沈阳,110004)

刊 名:中国科技纵横 英文刊名:CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(10) 分类号: 关键词:拆装式   轻钢   临建房  

篇10:基于SolidWorks 对机械零件结构的设计与应用论文

1 SolidWorks 概述

1.1 SolidWorks 软件简介

SolidWorks 是一个以特殊表征为基础的三维CAD 参数化设计软件,主要有实际零件的设计造型、装配的设计造型和自主产生二维工程图纸这三个应用功能大项,随着技术的不断发展和更新另外附加了各类仿真插件和相关渲染工具以此对软件进行完善更新,更好的为机械零件结构设计体更强大的辅助功能。在软件的辅助下可以顺利完成真实形体的设计、快捷形成零件工程图、生产相应模型并且进行科学性技术性附加帮助性解释。

1.2 SolidWorks 的功能特点

SolidWorks 软件形成的是较为完整的,完全面向对象形式的树状结构整体,内涵许多目标对象类型、属性和方法。

1.3 SolidWorks 的功能特点如下所述

1.3.1Windows 用户友好型界面展现及具有较强的可编辑性其管理器能够更加直接的完成管理活动,SolidWorks 特征管理器以图形展示的方式进行零件模型表征并与实际模板进行实时关联,中文简化界面易懂易操作,界面展现更加清楚、直观。可编辑性特点使工件设计不断循环的修改过程变得容易和简单,在设计、装配、制图三种状态下的任意一个都可以实现编辑和修改操作并对另外两种状态进行同步更新。

1.3.2 图纸成型和检测具有简便灵活性

软件将描绘图纸和特征定义进行鲜明区别而存在较大差异性,使操作者更加明晰所有操作状态,简化图纸成型操作步骤,更容易上手操作实践,实时记录操作和互动反应,自动进行约束增加,状态间的差异性由表示属性的差异性代表,高效简便完成形状调整和修改并进行合理性检验检测。

1.3.3 工程图纸制作及数据信息交互

在零件模型和装配设计工作顺利完毕后可以通过RapidDraft 工程图技术根据模型智能化制作出项对应关联的工程图。另外软件中进行工程图纸的相关操作选项可以完成更加灵活的调整、剖析。通过该软件形成的相关数据信息能够实现与另外CAD 工具之间完成准确交互,另外为其他设备软件工具提供数据信息连接接口以完成信息交换。

1.3.4 集合性的参数化装配和建模

该软件可根据实际需要在两种装配形成模型中进行取舍,可以同时进行装配设计和零件设计,亦可以按先零件后装配的顺序进行设计,另外附加的辅助功能如:零件安置方式、同功能件更换、检测和零件组装功能等,一个状态的调整联动到其他状态下的实时更新改变,装配建模方便快捷。

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