本篇文章给大家谈谈设计接口电路,以及设计接口电路和控制程序,用8个理想开关输入二进制数对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
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单片机接口电路设计
微压力传感器信号是控制器的前端,它在测试或控制系统中处于首位,对微压力传感器获取的信号能否进行准确地提取、处理是衡量一个系统可靠性的关键因素。后续接口电路主要指信号调节和转换电路,即能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。由于用集成电路工艺制造出的压力传感器往往存在:零点输出和零点温漂,灵敏度温漂,输出信号非线性,输出信号幅值低或不标准化等问题。
电桥放大电路
由于所测出的微压力传感器两端的电压信号较弱,所以电压在进行A/D 转换之前必须经过放大电路的放大(见图2)。INA118 由3 个运算放大器组成差分放大结构,内置输入过压保护,且可通过外置不同大小的电阻实现不同的增益(从1 到1 000),因而应用范围很广。
图2 电桥放大电路
通过在脚1 和脚8 之间外接一电阻Rg 来实现不同的增益,该增益可从1 到1 000 不等。电阻Rg 为式中G 为增益。由于Rg 的稳定性和温度漂移对增益有影响,因此,在需要获得高精度增益的应用中对Rg 的要求也比较高,应采用高精度、低噪声的金属膜电阻。此外,高增益的电路设计中的Rg 值较小,如G=100时的Rg 值为1.02 kΩ;G=1 000 时的Rg 值为50.5Ω。
AD7715 接口电路
为了实现对微压力的实时测量,使用 16 位的AD7715 对输出电压进行采样测量,其中AD780 提供2.5V 高精度基准电压。P3.1 脚提供了AD 工作所需的时钟,P1.4 和P1.5 脚接收和发送通讯数据,P1.6 是片选信号,P1.7 接DRDY ,AT89S52 可以通过查询P1.7 的状态来判断是否可以读取AD 转换结果。A/D 接口电路如图3所示。
电路设计中常用的7个接口类型,你搞明白了几个
我们知道,在电路系统的各个子模块进行数据交换时可能会存在一些问题导致信号无法正常、高质量地“流通”,例如有时电路子模块各自的工作时序有偏差(如CPU与外设)或者各自的信号类型不一致(如传感器检测光信号)等,这时我们应该考虑通过相应的接口方式来很好地处理这个问题。
下面就电路设计中7个常用的接口类型的关键点进行说明一下:
(1)TTL电平接口:
这个接口类型基本是老生常谈的吧,从上大学学习模拟电路、数字电路开始,对于一般的电路设计,TTL电平接口基本就脱不了“干系”!它的速度一般限制在30MHz以内,这是由于BJT的输入端存在几个pF的输入电容的缘故(构成一个LPF),输入信号超过一定频率的话,信号就将“丢失”。它的驱动能力一般最大为几十个毫安。正常工作的信号电压一般较高,要是把它和信号电压较低的ECL电路接近时会产生比较明显的串扰问题。
(2)CMOS电平接口:
我们对它也不陌生,也是经常和它打交道了,一些关于CMOS的半导体特性在这里就不必啰嗦了。许多人都知道的是,正常情况下CMOS的功耗和抗干扰能力远优于TTL。但是!鲜为人知的是,在高转换频率时,CMOS系列实际上却比TTL消耗更多的功率,至于为什么是这样,请去问半导体物理理论吧。
由于CMOS的工作电压目前已经可以很小了,有的FPGA内核工作电压甚至接近1.5V,这样就使得电平之间的噪声容限比TTL小了很多,因此更加加重了由于电压波动而引发的信号判断错误。众所周知,CMOS电路的输入阻抗是很高的,因此,它的耦合电容容量可以很小,而不需要使用大的电解电容器了。
由于CMOS电路通常驱动能力较弱,所以必须先进行TTL转换后再驱动ECL电路。此外,设计CMOS接口电路时,要注意避免容性负载过重,否则的话会使得上升时间变慢,而且驱动器件的功耗也将增加(因为容性负载并不耗费功率)。
(3)ECL电平接口:
这可是计算机系统内部的老朋友啊!因为它的速度“跑”得够快,甚至可以跑到几百MHz!这是由于ECL内部的BJT在导通时并没有处于饱和状态,这样就可以减少BJT的导通和截止时间,工作速度自然也就可以提上去了。
But,这是要付出代价的!它的致命伤:功耗较大!它引发的EMI问题也就值得考虑了,抗干扰能力也就好不到哪去了,要是谁能够折中好这两点因素的话,那么他(她)就该发大财了。还有要注意的是,一般ECL集成电路是需要负电源供电的,也就是说它的输出电压为负值,这时就需要专门的电平移动电路了。
(4)RS-232电平接口:
玩电子技术的基本没有谁不知道它的了(除非他或她只是电子技术专业的“门外汉”)。它是低速串行通信接口标准,要注意的是,它的电平标准有点“反常”:高电平为-12V,而低电平为+12V。So,当我们试图通过计算机与外设进行通信时,一个电平转换芯片MAX232自然是少不了的了。但是我们得清醒地意识到它的一些缺点,例如数据传输速度还是比较慢、传输距离也较短等。
(5)差分平衡电平接口:
它是用一对接线端A和B的相对输出电压(uA-uB)来表示信号的,一般情况下,这个差分信号会在信号传输时经过一个复杂的噪声环境,导致两根线上都产生基本上相同数量的噪声,而在接收端将会把噪声的能量给抵消掉,因此它能够实现较远距离、较高速率的传输。工业上常用的RS-485接口采用的就是差分传输方式,它具有很好的抗共模干扰能力。
(6)光隔离接口:
光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的,它的“好处”就是能够实现电气隔离,因此它有出色的抗干扰能力。在电路工作频率很高的条件下,基本只有高速的光电隔离接口电路才能满足数据传输的需要。
有时为了实现高电压和大电流的控制,我们必须设计和使用光隔离接口电路来连接如上所述的这些低电平、小电流的TTL或CMOS电路,因为光隔离接口的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏特的高压,足以满足一般的应用了。
此外,光隔离接口的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源,否则的话还是有电气联系,也就不叫隔离了。
(7)线圈耦合接口:
它的电气隔离特性好,但是允许的信号带宽有限。例如变压器耦合,它的功率传输效率是非常高的,输出功率基本接近其输入功率,因此,对于一个升压变压器来说,它可以有较高的输出电压,但是却只能给出较低的电流。
此外,变压器的高频和低频特性并不让人乐观,但是它的最大特点就是可以实现阻抗变换,当匹配得当时,负载可以获得足够大的功率,因此,变压器耦合接口在功率放大电路设计中很“吃香”。
最后还是为大家搞一些电路方面的资料供学习参考
(零基础电子产品设计)
http://www.makeru.com.cn/live/3727_1388.html?s=45051
老司机倾囊相授-PCB大牛修炼秘籍
http://www.makeru.com.cn/live/3472_1296.html?s=45051
简述设计接口电路的一般步骤
程序设计步骤:
1、 分析问题,抽象出描述问题的数据模型
2、 确定问题的算法思想
3、 画出流程图或结构图
4、 分配存储器和工作单元(寄存器)
5、 逐条编写程序
6、 静态检查,上机调试
设计接口电路主要要解决什么问题?
设计接口电路主要要解决如下问题
设计接口电路:
一是电平兼性容问题
设计接口电路;
二是信号隔离问题;
三是抗浪涌电流
设计接口电路的问题;
四是信号传输协议的问题;
五是信号传输速率问题;
六是抗干扰的问题;
七是物理尺寸规范化的问题。
供参考
设计接口电路!
设计计算机系统的接口电路时一定可以给两个控制端口分配同一个地址对吗
如果两个端口一个用于输入,一个用语输出,是可以用一个地址表示的,因为读RD信号和写WR信号可以用来区分端口的。
输入、输出接口电路也称为 I/O 电路(INPUT/Output),即通常所说的适配器、适配卡或接口卡。它是微型计算机与外部设备交换信息的桥梁。
结构
(1)接口电路结构:一般由寄存器组、专用存储器和控制电路几部分组成,当前的控制指令、通信数据、以及外部设备的状态信息等分别存放在专用存储器或寄存器组中。
(2)接口电路的连接:所有外部设备都通过各自的接口电路连接到微型计算机的系统总线上去。
(3)通信方式:分为并行通信和串行通信。并行通信是将数据各位同时传送;串行通信则使数据一位一位地顺序传送。
怎样设计计算机接口电路
电脑的接口一般在主板上面。
主板是安装在主机中最大的一块印刷电路板,是一台电脑的核心部分,它是中央处理器、内存、各种控制芯片、输入输出控制和各种扩展槽卡的基本依托。主板性能直接影响主板上其它部件性能的发挥,不同的中央处理器应该配备相应的主板才能正常工作。
主板上面有许多大规模集成电路、超大规模集成电路器件和电子线路、其中包括芯片组、中央处理器插座、内存插槽、总线扩展槽、外设端口和BIOS芯片。许多主板带有电源管理功能,在规定时间内,无键盘、鼠标和磁盘操作时,系统自动切断磁盘驱动器和显示器的电源,使屏幕变黑,系统只给中央处理器供电。总线是用一串插接器组成一组导线,所有的插接器与每条线相连。当一块总线适配卡插入到某个扩展槽中,就与总线的公共导线接上了,它能接收到微机内部传来的公共信号和信息。ISA扩展槽的颜色一般是黑的,是主板中最长的扩展槽,是早期主板必备的插槽之一。PCI扩展槽长度短,颜色一般为白色,位宽一般为32位或64位。目前只有显示卡才有AGP总线。
并行通信端口,即LPT1,俗称打印口,因为它常接打印机,它是同时传送八路信号,一次并行传送完整的一个字节信息。
串行通信端口,即COM1、COM2,一般接鼠标,外置Modem或其他串口设备。它在一个方向上只能传送一路信号,一次只能传送一个二进制位,传送一个字节信息时,只能一位一位地依次传送。
USB端口,可用于U盘、数码相机、手机、还可以用于打印机。现在的打印机可以通过USB端口直接连接电脑,安装相应的打印机驱动程序即可使用。
电源接口。许多主板上有两个电源接口,即AT和ATX电源接口,根据所选电源的不同,我们只使用其中的一个就可以了。ß键盘接口。键盘是通过键盘接口与主机相连的。
IDE接口。用来接IDE设备,如硬盘、光盘驱动器等。
在主板上,一般都有ROM-BIOS,是固化在只读存储器中的系统引导程序。它保存着电脑最重要的基本输入输出的程序,系统设置信息,开机上电自检程序和系统启动自举程序。只读存储器平时是只读不写的。ß控制芯片是中央处理器的全权代表,是主板的灵魂。中央处理器通过控制芯片组对主板上的各个部件进行控制。控制芯片组的性能不同,主板的性能就不同,所以,控制芯片组是区分主板的一个重要标志。
希望我能帮助你解疑释惑。
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