接口電路范文
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篇1
關(guān)鍵詞:中頻解調(diào); I2C總線(xiàn); 接口電路; 狀態(tài)機(jī); 控制邏輯
中圖分類(lèi)號(hào):TP336 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-373X(2010)12-0001-04
I2C Bus Interface Circuit Applied in IF-PLL Demodulation
HAN Hong-juan, LI Fu-hua, WANG Han-xiang, XIE Wei-guo
(School of Electronics and Information, Soochow University, Suzhou 215021, China)
Abstract:An interface circuit compatible with I2C communication protocol applied in IF-PLL demodulation was designed based on the I2C bus communication protocol, in order to simplify peripheral interface circuit of IF-PLL demodulation circuit, reduce its area, improve its universality and stability. There are four possible slave addresses available for avoiding conflicts in real application with other devices. The state-machine and control logic were devised and optimized chiefly. The results of simulation prove that the circuit has correct functions and high reliability. The interface circuit can be widely applied in TV, VTR, PC and STB applications.
Keywords:IF-PLL demodulation; I2C bus; interface circuit;state-machine; control logic
收稿日期:2010-02-11
基金項(xiàng)目: 2007姑蘇創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才項(xiàng)目(ZXG0719)
I2C總線(xiàn)(inter integrated circuit bus) 由飛利浦公司于 20世紀(jì) 80年代研究開(kāi)發(fā)。I2C總線(xiàn)接口電路其簡(jiǎn)單性和有效性而被廣泛用于連接微處理器及設(shè)備。在電視中頻解調(diào)電路中,二線(xiàn)制的I2C總線(xiàn)接口電路使得主控制器只需要2個(gè)引腳便可實(shí)現(xiàn)對(duì)解調(diào)電路所有功能的控制,且總線(xiàn)接口集成在器件中,各電路單元之間只需要最簡(jiǎn)單的連接,大大簡(jiǎn)化了電路板上的走線(xiàn),減少了電路板面積,提高了其可靠性,降低了成本。
在該中頻解調(diào)的接口電路中,基于I2C總線(xiàn)傳輸協(xié)議[1],通過(guò)對(duì)狀態(tài)機(jī)與控制邏輯的優(yōu)化設(shè)置,只需要1個(gè)3位的狀態(tài)機(jī)便可實(shí)現(xiàn)電路的使能、啟動(dòng)、終止、應(yīng)答、復(fù)位、選址等功能,電路得到了最優(yōu)化,且通過(guò)地址選擇位的增加,防止了芯片地址沖突,極大地改善了電路的可靠性及穩(wěn)定性。
1 I2C總線(xiàn)的特點(diǎn)及數(shù)據(jù)傳輸
1.1 總線(xiàn)特點(diǎn)
I2C總線(xiàn)是由數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA和時(shí)鐘線(xiàn)SCL構(gòu)成的雙向串行總線(xiàn),I2C總線(xiàn)上的所有節(jié)點(diǎn),如主控器、器件、接口模塊都連接到SDA,SCL上,在總線(xiàn)備用時(shí),SDA 和SCL都保持高電平,I2C不工作時(shí)SCL嵌位在低電平。為了使總線(xiàn)上所有電路的輸出都能實(shí)現(xiàn)“線(xiàn)與”功能,I2C總線(xiàn)接口電路的輸出端必須是漏極開(kāi)路結(jié)構(gòu),輸出端要接上拉電阻[2-3]。
1.2 總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸格式
I2C總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳送格式按圖1 進(jìn)行。首先由主控設(shè)備發(fā)出起始信號(hào)(S),即SDA 在SCL 高電平期間由高電平跳變?yōu)榈碗娖?然后主控器發(fā)送1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),首先傳送的是最高位(MSB)。在傳輸了每個(gè)字節(jié)之后,必須要有接收設(shè)備發(fā)出1位應(yīng)答信號(hào)。
圖1 I2C數(shù)據(jù)傳送格式
起始信號(hào)后的第1個(gè)字節(jié)是尋址字節(jié),尋址字節(jié)的高7位是接收設(shè)備的地址,第8位是方向位,“0”發(fā)送數(shù)據(jù)(寫(xiě)狀態(tài)),“1”接收數(shù)據(jù)(讀狀態(tài))。尋址字節(jié)后面可以有很多數(shù)據(jù)字節(jié),每個(gè)字節(jié)后都要有一位發(fā)自接收設(shè)備的應(yīng)答信號(hào)。在結(jié)束與該接收設(shè)備通信時(shí),主控設(shè)備必須發(fā)出終止信號(hào)(P) ,即在時(shí)鐘線(xiàn)SCL為高電平期間,SDA由低電平跳變?yōu)楦唠娖健?/p>
2 中頻解調(diào)電路I2C總線(xiàn)接口的實(shí)現(xiàn)
電視中頻解調(diào)電路中的I2C總線(xiàn)接口主要由輸入濾波器、地址寄存器、移位寄存器、控制寄存器、狀態(tài)機(jī)與控制邏輯、讀狀態(tài)寄存器、輸出模式寄存器等構(gòu)成,如┩2所示。其中,輸入濾波器具有I2C總線(xiàn)邏輯兼容電平,輸入時(shí)鐘與內(nèi)部時(shí)鐘同步,可濾除部分干擾信號(hào)[4]。控制邏輯作為控制核心控制著每一部分的狀態(tài)。地址寄存器存放著自己的7位地址,用來(lái)與接收到的地址比較。移位寄存器、輸出模式寄存器與讀狀態(tài)寄存器端口并行相接,各存儲(chǔ)著8位數(shù)據(jù)字節(jié)。
圖2 I2C串行總線(xiàn)結(jié)構(gòu)圖
(1) 起始信號(hào)與結(jié)束信號(hào)檢測(cè)。
起始信號(hào)與結(jié)束信號(hào)的檢測(cè)由2個(gè)下降沿D觸發(fā)器和1個(gè)反相器構(gòu)成,如圖3所示。D1在SDA從高電平跳變到低電平時(shí)觸發(fā),此時(shí)只有當(dāng)SCL保持高電平時(shí),Start才為1,即檢測(cè)到起始信號(hào)。同理,D2在SDA從低電平跳變到高電平時(shí)觸發(fā),此時(shí)只有當(dāng)SCL保持高電平時(shí),Stop才為 1,即檢測(cè)到結(jié)束信號(hào)。
(2) 地址檢測(cè)。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,I2C總線(xiàn)每次通信輸入 8位地址數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù),電路進(jìn)行地址比較以后,如果地址正確,則接收控制數(shù)據(jù)。為了防止地址沖突,增加了地址選擇位,具體實(shí)現(xiàn)如圖4所示。D7~D1為發(fā)送的數(shù)據(jù)地址,由于S1,S2是可設(shè)置端口,有4種組合,即總線(xiàn)接口有4個(gè)地址,分別為1000010,1000011,1001010,1001011,只有當(dāng)D7~D1為100S101S2時(shí),選址成功,即可以有效解決地址沖突。
(3) 數(shù)據(jù)串并與并串的轉(zhuǎn)換。
電路中,串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)、并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)主要由移位寄存器完成。它以并行方式與輸出模式寄存器和讀狀態(tài)寄存器相連;以串行方式與數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA相連。發(fā)送的數(shù)據(jù)由讀狀態(tài)寄存器裝載到數(shù)據(jù)寄存器中。發(fā)送后數(shù)據(jù)又從串行通道返回?cái)?shù)據(jù)寄存器中,接收數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)寄存器裝入SDA線(xiàn)上的數(shù)據(jù)[5]。
(4) 內(nèi)部總線(xiàn)狀態(tài)的檢測(cè)。
讀狀態(tài)寄存器連接著內(nèi)部總線(xiàn)的8位狀態(tài)位S0~S7,在讀狀態(tài)時(shí),該寄存器將內(nèi)部總線(xiàn)的狀態(tài)讀進(jìn)去,再以并行方式傳給移位寄存器,移位寄存器以串行的方式傳給數(shù)據(jù)線(xiàn),即內(nèi)部總線(xiàn)狀態(tài)被主控器讀取,如圖5所示。
圖5 寄存器組圖
(5) 并行端口的擴(kuò)展。
根據(jù)芯片功能的需要,設(shè)置了4組輸出模式寄存器,分別為調(diào)整模式寄存器、備用寄存器、開(kāi)關(guān)模式寄存器、數(shù)據(jù)模式寄存器。寄存器個(gè)數(shù)可根據(jù)芯片功能的需要進(jìn)行并行擴(kuò)展[4,6],由于┟懇蛔楠寄存器都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的子地址,所以每一組寄存器對(duì)應(yīng)相應(yīng)的時(shí)鐘CP1,CP2,CP3,CP4和控制端C1,C2,C3,C4。這些時(shí)鐘和控制端由1個(gè)帶控制端的2/4譯碼器輸出,所以每次只有1組寄存器工作,如┩5所示。
(6)狀態(tài)機(jī)與控制邏輯的設(shè)置與優(yōu)化。
狀態(tài)機(jī)與控制邏輯作為I2C接口的控制中心,主要用于控制I2C接口電路的使能、啟動(dòng)、終止。 圖5給出寄存器組圖的應(yīng)答、復(fù)位、選址及中斷請(qǐng)求等。通過(guò)對(duì)狀態(tài)機(jī)與控制邏輯的優(yōu)化設(shè)置,僅使用3位狀態(tài)作為狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)端,在滿(mǎn)足更多功能的基礎(chǔ)上,電路更易于實(shí)現(xiàn)[7-9]。如圖6所示,3個(gè)觸發(fā)器的輸出QI8,QI5,QI6為狀態(tài)機(jī)的狀態(tài),Qd0~Qd8為移位寄存器的輸出,HL91為移位寄存器的可控復(fù)位端,G111為地址檢測(cè)位,HL22為應(yīng)答位,C5,C6為移位寄存器與讀狀態(tài)寄存器的控制端。
圖6 狀態(tài)機(jī)與控制邏輯
上電后,狀態(tài)機(jī)的初始值被置位為全0。HL91作為移位寄存器輸入端的置位端將移位寄存器的輸入端置0。當(dāng)初始信號(hào)到來(lái)時(shí),start信號(hào)變?yōu)?,此時(shí)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)變?yōu)?00,開(kāi)始傳送尋址字節(jié);當(dāng)8位地址傳送完畢后,假設(shè)為寫(xiě)狀態(tài),此時(shí)Qd8變?yōu)楦唠娖?應(yīng)答位HL22由高電平變?yōu)榈忘c(diǎn)平,狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)變?yōu)?10。HL91變高將移位寄存器的輸入置0,響應(yīng)結(jié)束后,應(yīng)答位由低電平變?yōu)楦唠娖?狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)變?yōu)?10,此時(shí)開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)。
I2C總線(xiàn)開(kāi)始工作后,主控器便發(fā)送尋址字節(jié)給移位寄存器,在移位寄存器將7位串行地址并行移出,且與地址寄存器的從地址進(jìn)行比較,當(dāng)?shù)刂废嗤瑫r(shí),G111變?yōu)?,尋址成功,此時(shí)應(yīng)答信號(hào)HL22變?yōu)?,并告知主控制器。
在尋址成功后,如果為讀狀態(tài),則在傳完該字節(jié)之后,產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào),狀態(tài)機(jī)變?yōu)?00,移位寄存器控制端C5變?yōu)榈碗娖?讀狀態(tài)寄存器的控制端C6變?yōu)楦唠娖?讀狀態(tài)寄存器讀入內(nèi)部總線(xiàn)狀態(tài)。其中,QI20是與讀/寫(xiě)有關(guān)的控制端,響應(yīng)結(jié)束后,狀態(tài)機(jī)狀態(tài)變?yōu)?10,此時(shí),C5變?yōu)楦唠娖?C6變?yōu)榈碗娖?讀狀態(tài)寄存器將存儲(chǔ)的8位狀態(tài)位并行傳給移位寄存器;移位寄存器將狀態(tài)串行移出,發(fā)送給主控制器;主控制器接收到8位狀態(tài)位后,發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)給接收器,使它釋放數(shù)據(jù)線(xiàn);響應(yīng)結(jié)束后,主控制器產(chǎn)生結(jié)束信號(hào),結(jié)束數(shù)據(jù)傳送。
如果為寫(xiě)狀態(tài),在接收器產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)后,主控器將發(fā)送子地址給移位寄存器。根據(jù)輸出模式寄存器功能的不同,分別對(duì)應(yīng)3組不同的子地址。
在狀態(tài)機(jī)與控制邏輯的作用下,子地址具有自動(dòng)1功能,所以在讀寫(xiě)多字節(jié)時(shí),可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作,加上后面的2/4譯碼器,每次只選通1路輸出模式寄存器,如圖7所示。
圖7 地址自動(dòng)加一原理圖
在所有數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后,接收器發(fā)送應(yīng)答信號(hào)給主控制器,響應(yīng)結(jié)束后,主控制器發(fā)送停止信號(hào)(P),結(jié)束數(shù)據(jù)傳送。
3 仿真結(jié)果
通過(guò)VHDL的程序編寫(xiě)[10],對(duì)I2C模塊進(jìn)行了分析綜合,得到如圖8、圖9的仿真結(jié)果。
圖8 寫(xiě)狀態(tài)仿真結(jié)果
圖9 讀狀態(tài)仿真結(jié)果
在寫(xiě)狀態(tài)時(shí),尋址位后的讀/寫(xiě)位為0,C6一直為低電平,即讀狀態(tài)寄存器不工作,在開(kāi)始后的第8個(gè)時(shí)鐘,移位寄存器將SDA的數(shù)據(jù)并行移出,第9個(gè)時(shí)鐘時(shí),應(yīng)答位HL22變?yōu)榈碗娖健T谧x狀態(tài)時(shí),當(dāng)傳完7位尋址位和“1”方向位時(shí),C5變?yōu)榈碗娖?C6變?yōu)楦唠娖?讀狀態(tài)寄存器工作,可將內(nèi)部總線(xiàn)狀態(tài)讀進(jìn)來(lái)。
在讀/寫(xiě)2種狀態(tài)下,I2C控制模塊都能很好地實(shí)現(xiàn)I2C總線(xiàn)的開(kāi)始、停止、讀、寫(xiě)、響應(yīng)等功能,仿真結(jié)果正確,完全符合I2C總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和電路預(yù)期的要求。
4 結(jié) 語(yǔ)
目前,I2C總線(xiàn)已作為一種標(biāo)準(zhǔn)廣為人們接受,除了帶有I2C總線(xiàn)的單片機(jī)和一些常用的設(shè)備器件,在電信、電視、音像等產(chǎn)品中都有成套的I2C總線(xiàn)器件。隨著大量串行數(shù)據(jù)的傳輸,I2C總線(xiàn)的傳輸速率已提 升為高速模式,可達(dá)到3.4 Mb/s,尋址范圍也由原來(lái)的7位擴(kuò)展為10位,這樣被控器的地址數(shù)量約增加了10倍。
參 考 文 獻(xiàn)
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篇2
關(guān)鍵詞:輸出接口;擴(kuò)展;多路控制
0引言
在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到由于各種各樣的原因需要增加IC輸出接口,從而導(dǎo)致IC資源緊張或輸出接口不夠用。遇到此類(lèi)問(wèn)題時(shí),設(shè)計(jì)者通常會(huì)選擇更換資源更加豐富的IC或者將IC輸出接口中比較次要功能的輸出接口替換掉。而采用更換資源豐富的IC時(shí)常常由于剩余接口資源而造成浪費(fèi),而采用替換次要功能的輸出接口方案時(shí)常常會(huì)造成對(duì)電路系統(tǒng)或者該電路系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能造成影響。特別是對(duì)于在當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中,產(chǎn)品性能和質(zhì)量無(wú)疑是影響企業(yè)生存的重要因素。
1設(shè)計(jì)原理
通常IC的輸出接口信號(hào)有三種狀態(tài)[1]:高電平(H)、低電平(L)以及高阻態(tài)(Z),本文所設(shè)計(jì)的電路,其原理正是利用這三種信號(hào)作為模塊電路的輸入信號(hào),分別控制不同的三路輸出,其原理模塊示意圖如圖1所示。圖中輸入信號(hào)高電平對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)組K1,低電平對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)組K2,高阻態(tài)對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)組K3,且每個(gè)輸出信號(hào)組均由實(shí)際的三路輸出組成。
2硬件電路設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)原理示意圖,設(shè)計(jì)了如圖2所示的擴(kuò)展電路模塊電路圖。圖2中Input為輸入控制信號(hào),該信號(hào)為從IC輸出的控制信號(hào),Output1,Output2,Output3組成輸出信號(hào)組K1、K2、K3。其中二極管D4為低壓降二極管,其導(dǎo)通壓降要求低于三極管Q6發(fā)射極導(dǎo)通壓降,從而使得在Input輸入信號(hào)為低電平時(shí),三極管Q6處于截止?fàn)顟B(tài)[2]。1)Input輸入信號(hào)為高電平時(shí):二極管D4截止,三極管Q6導(dǎo)通。三極管Q6集電極為低電平,二極管D5截止,二極管D6導(dǎo)通,使Output3輸出高電平。同時(shí)三極管Q4導(dǎo)通,從而使三極管Q2、Q3截止,Output1輸出低電平。同時(shí)由于R1上的壓降大于三極管Q1之間的壓降,故Q1導(dǎo)通,Output2輸出高電平;2)Input輸入信號(hào)為低電平時(shí):二極管D6截止,二極管D4導(dǎo)通,由于二極管D4導(dǎo)通壓降低于三極管Q6發(fā)射極壓降,從而使三極管Q6截止,Q6集電極輸出高電平,二極管D5導(dǎo)通,Output3輸出高電平。
3實(shí)驗(yàn)
對(duì)本文所設(shè)計(jì)的電路將其應(yīng)用到美的烹飪機(jī)X1上控制兩路溫度采集和風(fēng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)。
4結(jié)論
本文介紹了一種輸出接口擴(kuò)展電路并對(duì)該電路進(jìn)行了邏輯分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)邏輯分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了該電路能夠通過(guò)單個(gè)輸出接口的高電平、低電平和高阻態(tài)三種信號(hào)狀態(tài)來(lái)分別控制三路輸出,實(shí)現(xiàn)了單輸出信號(hào)控制多路輸出信號(hào)。該電路很好的解決了在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中因增加負(fù)載而導(dǎo)致IC輸出資源不夠用的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
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篇3
關(guān)鍵詞:智能功率模塊;故障檢測(cè);三菱IPM
A design of periphery interface circuit based on
Mitsubishi IPM module
ZHANG Shu-min,ZHANG Cun-shan,WANG Sheng-bo,SUN Qi-shan
(Shan Dong University of Technology, Zibo 255091)
Abstract: Mitsubishi IPM basic work characteristics are introduced.The external interface circuit design of the IPM module which taking 5th generation Intelligent Power Module PS21563-P for example. To make the system safe and reliable operation,and take full advantage of the module fault detection and protection circuit on the basis of proposed over-voltage and under-voltage protection . Finally,the practical application shows that the interface circuit design has the advantages of simple structure,reliable operation.
Keywords: intelligent power module;fault detection;mitsubishi IPM
由于IPM模塊的高集成化、智能化、小型化、保護(hù)電路功能齊全、控制驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于伺服電機(jī)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的IPM使用了分立元器件,使的控制電路難以實(shí)現(xiàn)低成本小型化要求,而且控制電路的寄生電容或電感產(chǎn)生的噪音有時(shí)會(huì)使IGBT產(chǎn)生誤動(dòng)作[1]。隨著開(kāi)關(guān)頻率的不斷提高,加劇了寄生電容或電感對(duì)電路的影響。為了提高變頻系統(tǒng)的可靠性,實(shí)現(xiàn)小型化、降低系統(tǒng)成本,本文以三菱公司的第五代IPM模塊PS21563-P為例,介紹了IPM驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路的設(shè)計(jì),并提供了一種IPM過(guò)、欠壓保護(hù)功能硬件的設(shè)計(jì)方法。
1 IPM基本工作特性簡(jiǎn)介
1.1 IPM的結(jié)構(gòu)
IPM智能功率模塊將IGBT芯片、快速二極管,控制和驅(qū)動(dòng)電路,欠壓、過(guò)流、短路和過(guò)熱保護(hù)電路、自診斷電路等封裝在一起,從而使電力電子逆變器獲得了高頻化、小型化、高可靠性和易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),也使得整個(gè)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,成本降低。由于采用了兩種不同的封裝技術(shù),使得內(nèi)置柵極驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路能適用的電流范圍更寬。小功率器件采用多層環(huán)氧樹(shù)脂粘合絕緣技術(shù),而中大功率器件采用一種陶瓷絕緣技術(shù)[2]。IPM根據(jù)內(nèi)部功率電路配置的不同可以分為單管封裝H型、雙管封裝D型、六合一封裝C型和七合一封裝R型四種形式。以六合一封裝C型IPM為例,其內(nèi)部功能框圖如圖1所示。
1.2 IPM的保護(hù)功能
IPM內(nèi)置有控制電源的欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)和短路保護(hù),當(dāng)其中任一種保護(hù)功能動(dòng)作出現(xiàn)時(shí),IGBT驅(qū)動(dòng)單元就會(huì)封鎖門(mén)極,并輸出一個(gè)故障信號(hào)。
(1)短路保護(hù)(SC) IPM的N-side(下臂)具有短路(SC)保護(hù),并且可產(chǎn)生故障信號(hào)。若負(fù)載發(fā)生短路或控制系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致短路,通過(guò)旁路電阻和RC檢測(cè)到下橋臂直流母線(xiàn)電壓的線(xiàn)電流超過(guò)短路電流的參考電壓值,并且短路時(shí)間超過(guò)toff(SC)時(shí),則發(fā)生短路保護(hù),所有下橋臂IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)單元都將被封鎖,并輸出故障信號(hào)。
(2)控制電壓欠壓保護(hù)(UV) IPM的上、下橋臂都設(shè)有欠壓保護(hù)(UV)功能,當(dāng)控制電壓降低時(shí),會(huì)導(dǎo)致IGBT的Vce(sat)功耗增加,為了防止過(guò)熱而損壞元件,當(dāng)檢測(cè)到控制電壓低于12.5 V時(shí),發(fā)生欠壓保護(hù),IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)單元都將被封鎖,并輸出故障信號(hào)。
(3)過(guò)溫保護(hù)(OT) 七管封裝的R型IPM在靠近IGBT芯片的絕緣基板上安裝有溫度傳感器。IPM溫度傳感器可以直接檢測(cè)IGBT單元硅片的溫度,當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值(OT動(dòng)作電平)時(shí),IGBT封鎖門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路,并輸出故障信號(hào)。
(4)過(guò)流保護(hù)(OC) 有些六管封裝的C型IPM具有過(guò)流保護(hù)功能。當(dāng)流過(guò)IGBT的電流超過(guò)過(guò)流值時(shí),發(fā)生過(guò)流保護(hù),IGBT封鎖門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路,輸出故障信號(hào)。
當(dāng)IPM發(fā)生UV、OT、OC、SC任一故障時(shí),其故障輸出信號(hào)持續(xù)時(shí)間tOF為1.8 ms,在一般情況下SC持續(xù)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)一些。此時(shí)間內(nèi)IPM會(huì)封鎖門(mén)極信號(hào),關(guān)斷IPM。故障輸出信號(hào)結(jié)束后,IPM內(nèi)部自動(dòng)復(fù)位,門(mén)極驅(qū)動(dòng)通道開(kāi)放。由此可見(jiàn),器件自身產(chǎn)生的故障信號(hào)不能持續(xù),若tOF結(jié)束后故障仍沒(méi)有排除,IPM就會(huì)重復(fù)自動(dòng)保護(hù)過(guò)程,反復(fù)動(dòng)作。這種情況對(duì)系統(tǒng)是極其不利的。因此,只靠IPM內(nèi)部自身的保護(hù)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是不夠的,還需要輔助的保護(hù)電路。
篇4
關(guān)鍵詞:AT89C51;三線(xiàn)方式;串行接口;I2C
中圖分類(lèi)號(hào):TP36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1004373X(2008)0310902
Three―line Structure Design for Single Chip Series Periphery Interface Circuit
CAO Junxia1,YUAN Tonglu2
(1.Shaanxi Energy Professional and Technological Institute,Xianyang,712000,China;
2.College of Computer Science,Xi′an Shiyou University,Xi′an,710065,China)
Abstract:The paper introduces characteristics of SPI and I2C general bus protocol and its realization in MCS―51,researches scheme of single chip system,discusses its feasibility.The concrete way of realization is using Protel―99 SE to draw the schematic diagram,build the electric circuit in the experimental board with the assembly language compilation driver.To the process debugging,has realized minimum of that the system successfully.
Keywords:AT89C51;three―line control method;serial interface; I2C
SPI總線(xiàn)接口芯片為完成單片機(jī)的常規(guī)電路擴(kuò)展設(shè)計(jì)帶來(lái)了機(jī)遇,可擴(kuò)展的電路包括A/D與D/A轉(zhuǎn)換器、顯示、時(shí)鐘、存儲(chǔ)器、監(jiān)視復(fù)位、I/O、顯示等。本文利用國(guó)內(nèi)目前較為流行的I2C,SPI串行通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)單片機(jī)電路的A/D轉(zhuǎn)換、 D/A轉(zhuǎn)換、時(shí)鐘、I/O擴(kuò)展、E2PROM以及LED驅(qū)動(dòng)器件的擴(kuò)展功能,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)系統(tǒng)功能模塊化,電路集成化的目的。
1 SPI集成接口芯片功能及應(yīng)用
1.1 A/D轉(zhuǎn)換器
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中典型的應(yīng)用模式是通過(guò)傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)的微弱信號(hào)參數(shù),經(jīng)過(guò)濾波放大處理后再通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換送至單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)調(diào)節(jié)和控制,在此過(guò)程中A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)尤其重要。早期的A/D轉(zhuǎn)換器與CPU接口一般采用并行總線(xiàn)方式,新型A/D轉(zhuǎn)換器采用I2C,SPI總線(xiàn)方式可節(jié)省CPU的I/O資源,使產(chǎn)品小型化。本文中選用的A/D轉(zhuǎn)換器為SPI串行總線(xiàn)接口的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1549。
1.2 D/A轉(zhuǎn)換器
D/A轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)繁多,從接口形式而言,有串口和并口之分。目前新型的D/A轉(zhuǎn)換器大都采用了串行總線(xiàn)協(xié)議。D/A芯片的輸出形式有電流型和電壓型兩種,由于電流輸出形式在實(shí)際電路中必須將輸出轉(zhuǎn)換成電壓輸出。為了簡(jiǎn)化電路和提高可靠性,本文選用電壓型的SPI串行總線(xiàn)接口TLC5615 D/A轉(zhuǎn)換器。
1.3 驅(qū)動(dòng)顯示器接口芯片
目前廣泛使用的顯示器件主要有LED(二極管顯示管)、LCD(液晶顯示器)和VFD(真空熒光管)等。LCD和VFD顯示器顯示成本較高,而LED顯示器造價(jià)低廉,與單片機(jī)接口方便靈活,技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn),通常用于顯示阿拉伯?dāng)?shù)字和少數(shù)字符。本文選用LED作為顯示器件。串行總線(xiàn)方式的LED顯示器接口芯片與并行方式相比,僅占有CPU的少數(shù)幾根I/O口線(xiàn)便可實(shí)現(xiàn)LED功能,因此本設(shè)計(jì)中采用了SPI串行接口顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219。
1.4 看門(mén)狗芯片X5045
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)(或產(chǎn)品)在運(yùn)行中會(huì)受到各種各樣的干擾,導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯(cuò)或嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行。因此,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)要考慮系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。“看門(mén)狗”是系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。所謂“看門(mén)狗”是指在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中采用的一種程序監(jiān)視技術(shù),當(dāng)單片機(jī)受到干擾失控導(dǎo)致程序跑飛或陷入死循環(huán)時(shí),通過(guò)采取一定的軟硬件措施使程序脫離死循環(huán)或重新運(yùn)行。本文中選用多功能芯片X5045。
1.5 I/O擴(kuò)展芯片PCF8574
目前,在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的串行擴(kuò)展接口器件中,除了上述SPI總線(xiàn)以外,還有I2C總線(xiàn)。I2C總線(xiàn)提供了較完善的總線(xiàn)協(xié)議和最簡(jiǎn)單的串行連接方式,并提供了總線(xiàn)操作的狀態(tài)處理軟件包。本文在設(shè)計(jì)中加入常用的I2C總線(xiàn)的I/O擴(kuò)展片PCF8574,用他來(lái)增加單片機(jī)的I/O口,提高單片機(jī)的外掛器件的能力。PCF8574具有低的電流損耗并有輸出鎖存功能,能輸出大電流,可直接驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光管。
2 硬件設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)所有的接口芯片均采用串行方式,串行方式通信有單線(xiàn)、兩線(xiàn)、三線(xiàn)等多種方式,其中以?xún)删€(xiàn)、三線(xiàn)最為流行。在本次設(shè)計(jì)中,主要采用三線(xiàn)方式,即SPI(Serial Peripheral Interface,串行接口)。設(shè)計(jì)中所用的接口器件包括A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、存儲(chǔ)器、看門(mén)狗、I/O、LED顯示器。在本次設(shè)計(jì)中采用的是51系列的單片機(jī)作為主CPU,而他不具有SPI接口系統(tǒng),故不可直接與各個(gè)廠(chǎng)家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)的SPI器件直接接口。為了解決這一難題,在本設(shè)計(jì)中使用軟件來(lái)模擬SPI系統(tǒng)中的4條線(xiàn):串行時(shí)鐘總線(xiàn)SCK、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)MOSO、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線(xiàn)MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線(xiàn)/CS。用P2.1模擬CPU的數(shù)據(jù)輸出端(MOSI),P2.0模擬CPU的數(shù)據(jù)輸入端(MOSO),P2.2 模擬CPU的SCK輸出端。接口芯片公用這三條控制線(xiàn),但在這種方式下,每次只能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行一片芯片。鑒于SPI與I2C總線(xiàn)電路設(shè)計(jì)、時(shí)序和程序設(shè)計(jì)的不同,又在本次設(shè)計(jì)中加入了一片I2C總線(xiàn)接口的I/O擴(kuò)展芯片,用P1.0來(lái)模擬SDA,用P1.1來(lái)模擬SCL,以便了解兩者的截然不同之處。硬件框圖如圖1所示。
圖1 硬件框圖
3 軟件設(shè)計(jì)
用PCF8574來(lái)擴(kuò)展I/O端口,低四位為燈,高四位為
小開(kāi)關(guān),通過(guò)中斷的方法讀入I/O的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)取高四位,打到低四位,以點(diǎn)亮或熄滅相應(yīng)的指示燈。整個(gè)系統(tǒng)在工作中,只要按下任意一個(gè)鍵都將使PCF8574產(chǎn)生中斷申請(qǐng)信號(hào),使CPU響應(yīng)中斷,執(zhí)行中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中,CPU根據(jù)按鍵的狀態(tài)控制程序轉(zhuǎn)移。按下鍵1,調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序;按下鍵2,調(diào)用顯示子程序;按下鍵3,調(diào)用D/A轉(zhuǎn)換子程序,用示波器觀察其輸出波形;按下鍵4,調(diào)用看門(mén)狗芯片X5045的工作子程序,進(jìn)行單字節(jié)的寫(xiě)、讀。軟件總體流程框圖見(jiàn)圖2。
圖2 軟件總體流程圖
4 結(jié) 語(yǔ)
目前,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的擴(kuò)展已從并行方式為主過(guò)渡到以串行方式為主的時(shí)代。許多新型器件都帶有UART的移位寄存器方式,MOTOROLA公司的SPI、NS公司的Microwire、Dallas公司的1―wire和Philips公司的I2C總線(xiàn)等,他們都提供了較完善的總線(xiàn)協(xié)議,連接方式簡(jiǎn)單,在擴(kuò)展器件設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。本文通過(guò)在設(shè)計(jì)中使用MCS―51的I/O口來(lái)模擬總線(xiàn)接口,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與串行總線(xiàn)接口器件的數(shù)據(jù)傳輸,該方案已通過(guò)調(diào)試,整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行良好。試驗(yàn)表明MCS―51的I/O口來(lái)模擬總線(xiàn)接口的方法在設(shè)計(jì)中可行有效。
參考文獻(xiàn)
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篇5
Begin
If reset='0' then
DM
Else if PCLK'event and PCLK='1' then
DM
End if;
End process;
Process (DM, Data_R) -- 讀取圖像數(shù)據(jù)
Begin
If Data_R='0' then
DO
Else
DO
End if;
End process; 進(jìn)一步設(shè)數(shù)據(jù)有效狀態(tài)為Dstatus, 狀態(tài)讀寫(xiě)信號(hào)為Status_R (低點(diǎn)平時(shí)有效),則狀態(tài)鎖存器的VHDL描述為: Process (reset, PCLK,Data_R) -- 數(shù)據(jù)有效狀態(tài)控制
Begin
If reset='0' or Data_R='0' then
Dstatus
Else if PCLK'enent and PCLK='1' then
Dstatus
End if;
End process;
Process (Dstatus, Status_R) --讀取狀態(tài)和同步信號(hào)
Begin
If Status_R='0' then
DO0
DO1
DO2
DO3
Else
DO
End if;
End process;
四、內(nèi)存直接寫(xiě)入接口設(shè)計(jì) 在處理器速度較慢且圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率不能降低的情況下,采用上述I/O接口方法不能得到完整的圖像。另外,有些應(yīng)用中要求能夠?qū)崟r(shí)采集圖像。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)了高速數(shù)據(jù)圖像采集方法―內(nèi)存直接寫(xiě)入法。由于SRAM訪(fǎng)問(wèn)控制簡(jiǎn)單,電路設(shè)計(jì)方便,被大量嵌入式系統(tǒng)采用,本文以SRAM作為存儲(chǔ)器。 1、電路原理和結(jié)構(gòu) 內(nèi)存直接寫(xiě)入方法通過(guò)設(shè)計(jì)的圖像采集控制器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)控制器)不需處理器參與,直接將圖像數(shù)據(jù)寫(xiě)入系統(tǒng)中的內(nèi)存中,實(shí)現(xiàn)高速圖像采集。 圖5是接口結(jié)構(gòu)圖,當(dāng)需要采集圖像時(shí),處理器向控制器發(fā)出采集請(qǐng)求,請(qǐng)求信號(hào)capture_r從高到低。控制器接到請(qǐng)求脈沖后,發(fā)出處理器掛起請(qǐng)求信號(hào)HOLD,使處理器的外總線(xiàn)處于高阻狀態(tài),釋放出總線(xiàn)。控制器收到處理器應(yīng)答HOLDA后管理總線(xiàn),同時(shí)檢測(cè)圖像同步信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到圖像開(kāi)始位置時(shí),控制器自動(dòng)產(chǎn)生地址和讀寫(xiě)控制信號(hào)將圖像數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入內(nèi)存中。圖像采集完成后,控制器自動(dòng)將總線(xiàn)控制權(quán)交還處理器,處理器繼續(xù)運(yùn)行,控制器中與采集相關(guān)的狀態(tài)復(fù)位。控制器可以根據(jù)同步信號(hào)或設(shè)定的采集圖像大小確定采集是否完成。 在圖5中,控制器包括同步信號(hào)檢測(cè)、地址發(fā)生器、SRAM寫(xiě)控制器、總線(xiàn)控制器和處理器握手電路等主要部分。同步信號(hào)檢測(cè)確定每一場(chǎng)(幀)和每一行的起始位置;地址發(fā)生器產(chǎn)生寫(xiě)SRAM所需的地址;SRAM寫(xiě)控制器產(chǎn)生寫(xiě)入時(shí)序;總線(xiàn)控制器在采集圖像時(shí)管理總線(xiàn),采集完成后自動(dòng)釋放;處理器握手電路接受處理器命令、發(fā)總線(xiàn)管理請(qǐng)求和應(yīng)答處理器。 2、SRAM寫(xiě)控制時(shí)序 采集圖像過(guò)程中,控制器自動(dòng)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到硬件設(shè)定的內(nèi)存中。寫(xiě)內(nèi)存時(shí),控制器產(chǎn)生RAM地址(A)、片選信號(hào)(/CS)、讀信號(hào)(/RD)和寫(xiě)信號(hào)(/WD),同時(shí)鎖存?zhèn)鞲衅鬏敵龅臄?shù)據(jù)并送到數(shù)據(jù)總線(xiàn)(D)上。每寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)后,地址(A)自動(dòng)增1。采集時(shí)/CS保持有效(‘0’)狀態(tài)而/RD處于無(wú)效狀態(tài)(‘1’)。地址A的變化必須與/WD和數(shù)據(jù)鎖存器協(xié)調(diào)好才能保證圖像數(shù)據(jù)的有效性。 圖6是控制器產(chǎn)生的SRAM信號(hào)時(shí)序圖。用PCLK作為地址發(fā)生器的輸入時(shí)鐘,且在其上升沿更新地址值。同樣,在PCLK的上沿鎖存數(shù)據(jù)并輸出到總線(xiàn)上。將PCLK反相,作為/WD信號(hào),使得在/WD的上升沿地址和數(shù)據(jù)穩(wěn)定,確保寫(xiě)入數(shù)據(jù)的有效性。 3、控制器主要功能的VHDL描述 描述控制器中全部功能的VHDL代碼較長(zhǎng),而且有些部分是常用的(如計(jì)數(shù)器等)。圖像采集狀態(tài)產(chǎn)生和同步信號(hào)的檢測(cè)是其中重要的部分。下面介紹這兩部分的VHDL描述。 圖像采集狀態(tài) capture_s: 處理器的采集請(qǐng)求信號(hào)capture_r使capture_s從‘0’到‘1’,場(chǎng)地址發(fā)生器(計(jì)數(shù)器)的溢出位vcount_o,清除capture_s。
process (capture_r, reset, vcount_o)
begin
if reset='0' or vcount_o='1' then
capture_s
else if capture_r'event and capture_r='0' then
capture_s
end if;
end process; 同步信號(hào)檢測(cè): 只有在采集狀態(tài)capture_s有效時(shí)(‘1’)才檢測(cè)場(chǎng)同步信號(hào),場(chǎng)同步信號(hào)下降沿置場(chǎng)有效狀態(tài)(vsync_s),場(chǎng)地址發(fā)生器溢出位vcount_o清除場(chǎng)有效狀態(tài)。只有在vsync_s有效情況下才檢測(cè)行同步信號(hào),行同步信號(hào)下降沿置行有效狀態(tài)(hsync_s),行計(jì)數(shù)器溢出信號(hào)hcount_o清除行狀態(tài)。只有在行狀態(tài)有效的情況下計(jì)數(shù)器才工作,且將數(shù)據(jù)寫(xiě)入RAM。 Process (capture_s,reset,vcount_o, vsync)
Begin
If reset='0' or vcount_o='1' or capture_s='0' then
Vsync_s
Else if vsync'event and vsync='0' then
Vsync_s
End if;
End process;
Process (vsync_s, reset, hcount_o, hsync)
Begin
If vsync_s='0' or reset='0' or hcount_o='1' then
Hsync_s
Else if hsync'event and hsync='0' then
Hsync_s
篇6
隨著半超超導(dǎo)體技藝的飛速發(fā)展,存正正在圖像功能的嵌入式運(yùn)用愈來(lái)愈多。從單位膠片、可視電話(huà)、多功能移動(dòng)電話(huà)等耗費(fèi)產(chǎn)品到門(mén)禁、數(shù)字視頻監(jiān)視等輕輕工業(yè)主宰及安防產(chǎn)品,圖像網(wǎng)羅和處理已變遷次要的組成全體之一。圖像網(wǎng)羅需要中止同步信號(hào)的處理,比正常的A/D數(shù)據(jù)網(wǎng)羅歷程容易,電路的設(shè)計(jì)也較為困難。傳統(tǒng)PC上的圖像網(wǎng)羅卡都是正正在Philips、Brooktree等半超超導(dǎo)體公司需求的接口芯片基礎(chǔ)上,由專(zhuān)業(yè)公司開(kāi)辟消耗。正正在嵌入式系統(tǒng)中沒(méi)有同的處理器和圖像傳感器的信號(hào)定義及接菱方式?jīng)]有同,沒(méi)有通用的接口芯片。于是,使用系統(tǒng)中的現(xiàn)有資源設(shè)計(jì)圖像網(wǎng)羅電路,可以減少機(jī)件部門(mén)、縮小產(chǎn)品體積和降低系統(tǒng)成本。由于,正常嵌入式系統(tǒng)中要求自行設(shè)計(jì)圖像網(wǎng)羅接口電路。朱文對(duì)于準(zhǔn)于沒(méi)有同網(wǎng)羅速度的要求,提出了兩種圖像網(wǎng)羅接口電路的設(shè)計(jì)方法。
長(zhǎng)遠(yuǎn)市場(chǎng)上主流的圖像傳感器有CCD、CMOS兩種機(jī)件,過(guò)程CMOS機(jī)件上世紀(jì)90時(shí)期發(fā)作,近年來(lái)得到了迅速發(fā)展。傳感器的輸出有模擬和數(shù)字兩種。由于CMOS機(jī)件功耗小、使用方便,存正正在直接數(shù)字圖像輸出功能,90正正在設(shè)計(jì)時(shí)選用了CMOS數(shù)字輸出圖像傳感機(jī)件。其他方式機(jī)件的接口設(shè)計(jì)與該類(lèi)似,將正正在談?wù)撝姓f(shuō)明。
朱文方式做如下安排:第二整體簡(jiǎn)述圖像信號(hào)的特點(diǎn);第三、四整體區(qū)分介紹I/O和內(nèi)存直接寫(xiě)入兩種接口設(shè)計(jì)方法;最后整體是談?wù)摗?/p>
二、圖像信號(hào)介紹
圖1給出了采樣時(shí)鐘(PCLK)和輸出數(shù)據(jù)(D)之間的時(shí)序聯(lián)絡(luò)。正正在讀取圖像數(shù)據(jù)時(shí)用PCLK鎖存輸出數(shù)據(jù)。除采樣時(shí)鐘(PCLK)和數(shù)據(jù)輸出(D)外,還有水平地位的行同步信號(hào)(HSYNC))和垂直地位的場(chǎng)同步信號(hào)(VSYNC)。對(duì)于于隔行掃描機(jī)件,還有幀同步信號(hào)(FRAME)。如圖2,一幀包括兩場(chǎng)。圖2中窄的矩形條是同步脈沖,同步脈沖時(shí)代數(shù)據(jù)端口輸出的數(shù)據(jù)無(wú)效。
PLCK存正在時(shí),圖像數(shù)據(jù)端口連續(xù)沒(méi)有斷地輸出數(shù)據(jù)。由于行之間以及場(chǎng)之間輸出數(shù)據(jù)無(wú)效,正正在網(wǎng)羅圖像數(shù)據(jù)必須考慮同步信號(hào),讀取有效數(shù)據(jù)威力保證圖像的完整性。
三、I/O接口設(shè)計(jì)
對(duì)于于MCU、DSP處理器,I/O是最方便的訪(fǎng)問(wèn)方式之一。以I/O方式讀取圖像數(shù)據(jù)沒(méi)有只可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì),況且次第也很簡(jiǎn)單。但由于讀取每一個(gè)像素都要檢測(cè)狀態(tài),正正在處理器速度低的情況下,讀取圖像慢。正正在處理器速度快或者許圖像網(wǎng)羅速度要求沒(méi)有高的運(yùn)用中,I/O接菱方式是一個(gè)較好的選擇。
1、電路原理和結(jié)構(gòu)
正正在圖像傳感器和處理器之間,使用兩個(gè)鎖存器區(qū)分鎖存狀態(tài)和圖像數(shù)據(jù),處理器通過(guò)兩個(gè)I/O端口區(qū)分讀取。圖3中,正正在采樣時(shí)鐘的降落沿?cái)?shù)據(jù)鎖存器保存?zhèn)鞲衅鬏敵龅膱D像數(shù)據(jù),當(dāng)處理器通過(guò)I/O口讀取圖像時(shí),數(shù)據(jù)鎖存器輸出數(shù)據(jù)。其它情況下,鎖存器輸出正在于高阻狀態(tài)。處理器通過(guò)狀態(tài)鎖存器讀取同步信號(hào)和圖像就緒(Ready)指示信號(hào)。正正在數(shù)據(jù)鎖存器保存圖像數(shù)據(jù)的同時(shí),狀態(tài)鎖存器發(fā)作Ready信號(hào)(從‘0’到‘1’)。處理器讀取圖像數(shù)據(jù)時(shí),Ready信號(hào)自動(dòng)消除(從‘1’到‘0’)。處理器讀取狀態(tài)時(shí)鎖存器驅(qū)動(dòng)總線(xiàn),其他情況下輸出正在于高阻狀態(tài)。
2、圖像讀取清流線(xiàn)
要保證圖像的完整性就必須從一場(chǎng)圖像的第一行末尾讀取,對(duì)于于隔行掃描輸出的圖像則必須從一幀的第一行末尾讀取。讀取每行圖像數(shù)據(jù)時(shí),則從該行的第一個(gè)像素末尾。因此,正正在讀取圖像數(shù)據(jù)前應(yīng)先判斷場(chǎng)和行的起始位置。圖4是通過(guò)I/O接菱方式讀取圖像數(shù)據(jù)的清流線(xiàn)。讀取每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)前先查詢(xún)數(shù)據(jù)狀態(tài),如果數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好則讀取數(shù)據(jù)。
3、同步信號(hào)檢測(cè)
為了簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì),用途理器直接讀取同步信號(hào),然后找出場(chǎng)和行的起始位置。
? 從圖2可以看出,處理器讀取同步信號(hào)時(shí),信號(hào)可以處正正在同步脈沖狀態(tài)(‘1’)或者許正常狀態(tài)(‘0‘)。對(duì)于于那些同步信號(hào)反向的機(jī)件,則區(qū)分為‘0’和‘1’。如果信號(hào)正在于同步脈沖狀態(tài),第一次檢測(cè)到的正常狀態(tài)就起始位置。如果信號(hào)正在于正常狀態(tài),則首先檢測(cè)到脈沖狀態(tài),然后用異常的方法確定起始位置。
通過(guò)上述方法可以檢測(cè)出場(chǎng)的起始位置和行起始位置。
4、用VHDL設(shè)計(jì)鎖存器
正正在運(yùn)用中,以上兩個(gè)鎖存器的功能和其他邏輯解散正正在一起,用可編程邏輯機(jī)件實(shí)現(xiàn)。下面區(qū)分為它們的VHDL表示。
設(shè)DO(0-7)是鎖存器輸出端,DI(0-7)是鎖存器輸入端,DM(0-7)是中間狀態(tài),Data_R是數(shù)據(jù)讀信號(hào)(低電尋常有效),則數(shù)據(jù)鎖存器的VHDL描述為:
四、內(nèi)存直接寫(xiě)入接口設(shè)計(jì)
正正在處理器速度較慢且圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率沒(méi)有能降低的情況下,采用上述I/O接口方法沒(méi)有能得到完整的圖像。于是,有些運(yùn)用中要求能夠?qū)崟r(shí)網(wǎng)羅圖像。為此,90們?cè)O(shè)計(jì)了高速數(shù)據(jù)圖像網(wǎng)羅方法―內(nèi)存直接寫(xiě)入法。由于SRAM訪(fǎng)問(wèn)主宰簡(jiǎn)單,電路設(shè)計(jì)方便,被大批嵌入式系統(tǒng)采用,朱文以SRAM作為存儲(chǔ)器。
1、電路原理和結(jié)構(gòu)
內(nèi)存直接寫(xiě)入方法通過(guò)設(shè)計(jì)的圖像網(wǎng)羅主宰器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)主宰器)沒(méi)有需處理器加入,直接將圖像數(shù)據(jù)寫(xiě)入系統(tǒng)中的內(nèi)存中,實(shí)現(xiàn)高速圖像網(wǎng)羅。
圖5是接口結(jié)構(gòu)圖,當(dāng)需要網(wǎng)羅圖像時(shí),處理器向主宰器發(fā)出網(wǎng)羅請(qǐng)求,請(qǐng)求信號(hào)capture_r從高到低。主宰器接到請(qǐng)求脈沖后,發(fā)出處理器掛起請(qǐng)求信號(hào)HOLD,使處理器的外總線(xiàn)正在于高阻狀態(tài),釋放出總線(xiàn)。主宰器收到處理器應(yīng)答于HOLDA后管理總線(xiàn),同時(shí)檢測(cè)圖像同步信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到圖像末尾位置時(shí),主宰器自動(dòng)發(fā)作地方和讀寫(xiě)主宰信號(hào)將圖像數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入內(nèi)存中。圖像網(wǎng)羅完成后,主宰器自動(dòng)將總線(xiàn)主宰權(quán)交還處理器,處理器繼續(xù)運(yùn)行,主宰器中與網(wǎng)羅相關(guān)的狀態(tài)復(fù)位。主宰器可以根據(jù)同步信號(hào)或者許設(shè)定的網(wǎng)羅圖像大小確定網(wǎng)羅是否完成。
正正在圖5中,主宰器包括同步信號(hào)檢測(cè)、地方發(fā)生器、SRAM寫(xiě)主宰器、總線(xiàn)主宰器和處理器握手電路名主要整體。同步信號(hào)檢測(cè)確定每一場(chǎng)(幀)和每一行的起始位置;地方發(fā)生器發(fā)作寫(xiě)SRAM所需的地方;SRAM寫(xiě)主宰器發(fā)作寫(xiě)入時(shí)序;總線(xiàn)主宰器正正在網(wǎng)羅圖像時(shí)管理總線(xiàn),網(wǎng)羅完成后自動(dòng)釋放;處理器握手電路接受處理器告訴、發(fā)
總線(xiàn)管理請(qǐng)求和應(yīng)答于處理器。 2、SRAM寫(xiě)主宰時(shí)序
網(wǎng)羅圖像歷程中,主宰器自動(dòng)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到硬件設(shè)定的內(nèi)存中。寫(xiě)內(nèi)存時(shí),主宰器發(fā)作RAM地方(A)、片選信號(hào)(/CS)、讀信號(hào)(/RD)和寫(xiě)信號(hào)(/WD),同時(shí)鎖存?zhèn)鞲衅鬏敵龅臄?shù)據(jù)并送到數(shù)據(jù)總線(xiàn)(D)上。每寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)后,地方(A)自動(dòng)增1。網(wǎng)羅時(shí)/CS保持有效(‘0’)狀態(tài)而/RD正在于無(wú)效狀態(tài)(‘1’)。地方A的變化必須與/WD和數(shù)據(jù)鎖存器和諧好威力保證圖像數(shù)據(jù)的有效性。
圖6是主宰器發(fā)作的SRAM信號(hào)時(shí)序圖。用PCLK作為地方發(fā)生器的輸入時(shí)鐘,且正正在其降落沿復(fù)古地方值。異常,正正在PCLK的上沿鎖存數(shù)據(jù)并輸出到總線(xiàn)上。將PCLK反相,作為/WD信號(hào),使得正正在/WD的降落沿地方和數(shù)據(jù)穩(wěn)定,確保寫(xiě)入數(shù)據(jù)的有效性。
3、主宰器主要功能的VHDL描述
描述主宰器中全部功能的VHDL代碼較長(zhǎng),況且有些整體是常用的(如驗(yàn)電料等)。圖像網(wǎng)羅狀態(tài)發(fā)作和同步信號(hào)的檢測(cè)是過(guò)程次要的整體。下面介紹這兩整體的VHDL描述。
同步信號(hào)檢測(cè):
只需正正在網(wǎng)羅狀態(tài)capture_s有效時(shí)(‘1’)才檢測(cè)場(chǎng)同步信號(hào),場(chǎng)同步信號(hào)下降沿置場(chǎng)有效狀態(tài)(vsync_s),場(chǎng)地方發(fā)生器溢出位vcount_o消除場(chǎng)有效狀態(tài)。只需正正在vsync_s有效情況下才檢測(cè)行同步信號(hào),行同步信號(hào)下降沿置行有效狀態(tài)(hsync_s),行驗(yàn)電料溢出信號(hào)hcount_o消除行述態(tài)。只需正在行狀態(tài)有效的情況下驗(yàn)電料才使命,且將數(shù)據(jù)寫(xiě)入RAM。
五、談?wù)?/p>
90們正正在基于TI公司的TMS320C3X系列DSP開(kāi)辟的嵌入式指紋圖像處理模塊中區(qū)分用上述兩種方法成功實(shí)現(xiàn)了指紋圖像的網(wǎng)羅。
采用I/O接菱方式最關(guān)鍵的是要求處理器的頻率遠(yuǎn)高于圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率。類(lèi)似,如果處理的指令周期為20ns,讀取每個(gè)數(shù)據(jù)需要10個(gè)指令周期,則數(shù)據(jù)的輸出頻率沒(méi)有能逾越5MHz,它低于畸形的CMOS圖像傳感機(jī)件最快的數(shù)據(jù)輸出頻率。類(lèi)似國(guó)內(nèi)使用較多的OV7610和OV7620,其正常輸出數(shù)據(jù)頻率為13.5MHz。正正在運(yùn)用歷程中,正常改變傳感器中寄存器的裝置值,降低其數(shù)據(jù)輸出頻率。
白文選用的是CMOS數(shù)字輸出圖像傳感器。對(duì)于于模擬視頻信號(hào),正正在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加同步聯(lián)合和A/D轉(zhuǎn)換電路。圖像網(wǎng)羅的數(shù)字接口和邏輯主宰與朱文相同。
篇7
摘要:討論如何利用軟件控制LM3033B-0BR3液晶顯示模塊時(shí)序,采用C51語(yǔ)言編程,驅(qū)動(dòng)液晶模塊實(shí)現(xiàn)并行傳輸方式的字符、漢字以及圖形顯示。具體闡述了LM3033B-0BR3液晶顯示模塊與單片機(jī)AT89S52的并行接口電路和軟件編程方法。
關(guān)鍵詞:LM3033B-0BR3液晶顯示模塊;ST7920控制器;AT89S52單片機(jī);C51編程
中圖分類(lèi)號(hào):TN40文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Parallel Interface Technique between Chinese Graphic 12864 Dot Matrix LCD Module and 51 Singlechip and C51 Programming
LI Zhi-guang1,2,LI Xiao-quan3,HUAI Jun-xia1,2
(1.Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China;2.Shenzhen Topway Technology CO.,LTD., Shenzhen 518057, China; 3.Tianjin Light Industry Design Institute,TianJin 300193,China)
Abstract: How to control the time sequence of LM3033B-0BR3 LCD module by C51 programming was discussed in this paper. In this way the LCD module was driven by parallel communication and the characters and graphics could be displayed well. The parallel interface circuit and the soft design between LM3033B-0BR3 LCD module and AT89S52 were narrated in detail.
Keywords:LM3033B-OBR3 LCD module;ST7920 controller;AT89S52 single chip micyoco; C51 programming
引言
顯示器是人類(lèi)與應(yīng)用設(shè)備溝通的重要界面,近年來(lái),隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,液晶顯示技術(shù)在實(shí)際生活中得到了廣泛應(yīng)用。液晶顯示模塊以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、模塊化以及接口電路簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)在科研、生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用 [1-2]。LM3033B系列液晶顯示模塊是深圳TOPWAY公司生產(chǎn)的中文顯示模塊中的一員。采用了臺(tái)灣的ST7920控制芯片,并提供了中文字庫(kù),為中文顯示開(kāi)發(fā)方面帶來(lái)了更多的方便。本文以L(fǎng)M3033B-0BR3為例介紹了12864點(diǎn)陣液晶顯示模塊的引腳、結(jié)構(gòu)、功能,詳述了與AT89S52單片機(jī)的硬件接口電路及有關(guān)軟件編程方法。
1 LM3033B-0BR3特點(diǎn)及操作
1.1字符顯示
每屏可顯示4行8列共32個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字,每個(gè)顯示RAM可顯示1個(gè)中文字符或2個(gè)16×8點(diǎn)陣全高ASCII碼字符,即每屏最多可實(shí)現(xiàn)32個(gè)中文字符或64個(gè)ASCII碼字符的顯示。內(nèi)部提供128×2字節(jié)的字符顯示RAM緩沖區(qū)(DDRAM)。字符顯示是通過(guò)將字符顯示編碼寫(xiě)入該字符顯示RAM實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)寫(xiě)入內(nèi)容的不同,可分別在液晶屏上顯示CGROM(中文字庫(kù))、HCGROM(ASCII碼字庫(kù))及CGRAM(自定義字形)的內(nèi)容。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為:顯示自定義字型其代碼分別是0000H、0002H、0004H和0006H共4個(gè),顯示半寬ASCII碼字符為02H~7FH,A1A0H~F7FFH顯示8192種GB2312中文字庫(kù)字形。字符顯示RAM在液晶模塊中的地址80H~9FH。字符顯示的RAM的地址與32個(gè)字符顯示區(qū)域有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示[3]。
1.2圖形顯示
繪圖顯示RAM提供64x32個(gè)位元組的記憶空間(由擴(kuò)充指令設(shè)定繪圖RAM位址),在更改繪圖RAM時(shí),由擴(kuò)充指令設(shè)定GDRAM位址先設(shè)置垂直位址,再設(shè)置水平位址(連續(xù)寫(xiě)入兩個(gè)位元組的資料來(lái)完成垂直與水平的坐標(biāo)位址),再寫(xiě)入兩個(gè)8位的資料到繪圖RAM,而位址計(jì)數(shù)器(AC)會(huì)自動(dòng)加一,整個(gè)寫(xiě)入繪圖RAM的步驟如下:
a.關(guān)閉繪圖顯示功能(在寫(xiě)入繪圖RAM期間,繪圖顯示必須關(guān)閉)[4];
b.先將垂直的位元組(Y)寫(xiě)入繪圖RAM位址;
c.再將水平的位元組(X)寫(xiě)入繪圖RAM位址;
d.將D15~D8寫(xiě)入到RAM中;
e.將D7~D0寫(xiě)入到RAM中。
圖1 繪圖RAM與屏幕顯示區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系
1.3 LM3033B-0BR3的操作指令
LM3033B-0BR3提供兩套控制命令:基本指令集和擴(kuò)充指令集。基本指令集包括了對(duì)液晶LM3033B-0BR3的基本操作,如判斷控制器忙標(biāo)志、清除顯示、設(shè)定顯示的地址、寫(xiě)數(shù)據(jù)和讀數(shù)據(jù)等。而擴(kuò)充指令集則包括設(shè)置睡眠模式,設(shè)置圖形顯示、設(shè)置反白、設(shè)置滾動(dòng)等功能,可以進(jìn)一步滿(mǎn)足低功耗的需求,使顯示效果更豐富,為使用者提供更方便的環(huán)境。
單片機(jī)對(duì)LM3033B-0BR3的操作過(guò)程為:?jiǎn)纹瑱C(jī)先確認(rèn)ST7920內(nèi)部處于非"忙"狀態(tài)。即讀取BF位,當(dāng)BF為0時(shí),LM3033B-0BR3才可接收新的指令或數(shù)據(jù)。在操作時(shí),LM3033B-0BR3在單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的控制下,數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)傳送給LM3033B-0BR3,當(dāng)LM3033B-0BR3成功接收到數(shù)據(jù)后,轉(zhuǎn)入內(nèi)部時(shí)鐘控制,封鎖I/O口緩沖器,置"忙"標(biāo)志。ST7920根據(jù)接收數(shù)據(jù)中的RW和RS位判斷所接收到的是數(shù)據(jù)還是指令,并進(jìn)行相應(yīng)的處理。處理完成后,撤消I/O口緩沖器的封鎖,"忙"標(biāo)志清零。
2 單片機(jī)與LM3033B-0BR3的接口電路
一般液晶顯示模塊與單片機(jī)的接口分為直接訪(fǎng)問(wèn)方式和間接控制方式,間接控制方式還分為一位串行、4位并行以及8位并行。本文采用的AT89S52和液晶LM3033B-0BR3模塊的接口電路如圖2所示。由于LM3033B-0BR3采用并口通信,外接電路簡(jiǎn)單,與單片機(jī)連接采用間接連接的方法,即用I/O口直接與LCD數(shù)據(jù)線(xiàn)和控制線(xiàn)相連,其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、直觀、操作方便。在此電路中,采用軟件模擬液晶的時(shí)序,達(dá)到正確顯示的目的。
圖2 AT89S52和液晶LM3033B-0BR3模塊的接口電路及LM3033B-0BR3引腳功能
3 液晶顯示C51程序設(shè)計(jì)
對(duì)LM3033B-0BR3的軟件編程采用Medwin 語(yǔ)言開(kāi)發(fā),主要包括兩部分,一部分是給液晶寫(xiě)指令,另一部分是給液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)。有了這2個(gè)基本的子程序,就可以構(gòu)造出各種實(shí)用的顯示子程序。由于液晶內(nèi)部自帶漢字模塊,只需發(fā)送漢字對(duì)應(yīng)的代碼就可以實(shí)現(xiàn)漢字的顯示,其代碼可以在ST7920模塊的資料中查找。對(duì)于圖形和曲線(xiàn)顯示的原理類(lèi)似,只需要設(shè)置好相應(yīng)的水平地址和垂直地址,并把相應(yīng)的圖形編碼寫(xiě)入液晶模塊,就可顯示出所要顯示的內(nèi)容[5]。
寫(xiě)命令到LCD:
void WRCMD(uchar cmdcode)
{
chk_busy();
RS=0;
RW=0;
E=1;
lcd_bus=cmdcode;
E=0;
}
寫(xiě)數(shù)據(jù)到LCD:
void WRData(uchar Dispdata)
{
chk_busy();
RS=1;
RW=0;
E=1;
lcd_bus=Dispdata;
E=0;
}
初始化程序:
void Init()
{
RES=1;
RES=0;
delay(1);
RES=1;
delay(1);
WRCMD(0x30); //選擇8位并行
WRCMD(0x30); //選擇8位并行
WRCMD(0x0c); //開(kāi)顯示(無(wú)游標(biāo)、不反白)
WRCMD(0x01); //清除顯示
WRCMD(0x04); ///shift=0,AC加1
}
4 結(jié)論
在單片機(jī)與液晶的接口中,關(guān)鍵是要滿(mǎn)足液晶的時(shí)序要求;在軟件編程中,關(guān)鍵是要進(jìn)行正確的初始化、操作及寫(xiě)入顯示內(nèi)容的代碼。以上接口電路和相應(yīng)的程序已經(jīng)通過(guò)調(diào)試,并在實(shí)際中得到應(yīng)用。由ST7920構(gòu)成的LM3033B-0BR3液晶顯示模塊與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比,不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多。因此,LM3033B-0BR3液晶顯示模塊將得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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篇8
[關(guān)鍵詞]三點(diǎn)定位法;弧線(xiàn)形截骨;下頜角肥大;口內(nèi)入路
[中圖分類(lèi)號(hào)]R782.2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-6455(2008)07-1005-03
Transoral Approach Three Point Localization Curve Shape osteotomy for the treatment of Mandibular Angle Hypertrophy
LAN Zhen-xing,GAO Lan-xiang,JIANG Yang,TANG Kai-sen,HE Bin
(Department of Dosmetology of Henan Electric Power Hospital,Zhengzhou 450002,Henan,China)
Abstract: ObjectiveTo introduce a new approach for treatment of mandibular angle hypertrophy-transoral approach three point localization curve shape osteotomy.Methods68 patients with mandibular angle hypertrophy were choosed to be operated by transoral approach. Tissues around mandibular angle was dissociated extensively. Set the intersection of mandibular angle ascending branch anterior border decurrent extension line and the inferior border of mandible as point A, the intersection of parallel lines of biteplane andthe posteromarginal of mandibular angle ascending branch as point B, the original mandibular angle as point C, the new mandibular angle as point D, to set a perpendicular which goes through point C on the line AB, then to set point D on the perpendicular above point C about 1 or 2 cm, and finally to cut the bone following the curve which goes through point A,D,B.ResultsNo complications such as injury of facial nerve, oral lips numbness, bone fracture and facial asymmetry. 97% of patients were satisfied.ConclusionTo compare with other methods, the new method of the three point localization curve osteotomy has much more advantages, it's safer and more effective and it's worthy of widely spreading.
Key words:three point localization method; mandibular angle hypertrophy; transoral approach
下頜角肥大臨床較為常見(jiàn),中國(guó)人下頜角肥大的發(fā)生率較高。隨著生活水平的提高,人們要求通過(guò)整形手術(shù)來(lái)改變臉型的人也日益增多。下頜角肥大矯治術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)美容外科的時(shí)尚手術(shù)之一。矯治下頜角肥大的手術(shù)方法眾多,但各有優(yōu)缺點(diǎn)。筆者在近幾年的臨床工作中,用過(guò)不少手術(shù)方法矯治下頜角肥大,但感覺(jué)實(shí)施的68例,經(jīng)口內(nèi)入路三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨的方法,矯治下頜角肥大效果更好。該方法在截骨前就已確定了新下頜角點(diǎn)的位置和要截除下頜角的兩端點(diǎn)及截骨線(xiàn),避免了兩側(cè)截骨過(guò)量或不足,不對(duì)稱(chēng)等。安全性大,效果好,值得推廣。現(xiàn)將其手術(shù)方法及優(yōu)點(diǎn)介紹如下。
1資料和方法
1.1臨床資料:2001年4月~2007年4月,經(jīng)口內(nèi)入路治療下頜角肥大共68例。其中男3例,女65例,年齡最小19歲,最大44歲,先天性不對(duì)稱(chēng)2例。
1.2術(shù)前檢查:①測(cè)量上、中、下面部的寬度及頭面的長(zhǎng)度,有利于設(shè)計(jì)頭面部長(zhǎng)、寬的比例,面中寬與下頜寬的比例;確定截去下頜角的寬度;②檢查下頜角的角度、厚度及外翻程度,咬肌發(fā)達(dá)程度;③檢查下頜角處皮下脂肪厚度及豐滿(mǎn)程度;④拍頭顱正、斜、側(cè)位片,或利用CT三維成像技術(shù),了解下頜角的肥大程度。
1.3 術(shù)前設(shè)計(jì):根據(jù)求美者的臉型及要求與其進(jìn)行充分的溝通,參照下頜骨正、側(cè)位片確定需切除下頜角的長(zhǎng)度及寬度以及是否去除咬肌及頰脂墊等。一般設(shè)計(jì)出術(shù)后面中部寬與下頜寬的比例為1.33左右。雙側(cè)下頜角的距離符合中國(guó)人男性?xún)上骂M角間寬為(108.67±0.26)mm,女性?xún)上骂M角間寬為(103.76±0.27)mm。柳大烈教授報(bào)道的下頜角的角度為105~115°,較為理想。
1.4 麻醉:氣管內(nèi)插管麻醉或下齒槽神經(jīng)阻滯+局部浸潤(rùn)麻醉。
1.5 手術(shù)方法
1.5.1切口:切口在下齒齦槽外側(cè)(下頜骨升支下前緣外側(cè)至第一前磨牙),距牙齦至少1cm。用11號(hào)刀片切開(kāi)粘膜、骨膜,長(zhǎng)約4cm,用光導(dǎo)拉鉤拉開(kāi)切口,用骨膜剝離器從骨膜下剝離直達(dá)下頜角處,此時(shí)操作注意勿損傷頦神經(jīng)血管束、腮腺導(dǎo)管。剝離至下頜角時(shí)用下頜角分離器將下頜角內(nèi)側(cè)骨膜及附著的翼內(nèi)肌適度剝離,使下頜角后部軟組織充分游離。
1.5.2 截骨:應(yīng)用三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨。操作要點(diǎn):確定截骨線(xiàn):把下頜骨升支前緣向下的延長(zhǎng)線(xiàn)與下頜骨下緣的交點(diǎn)處設(shè)為A點(diǎn);把咬合平面的平行線(xiàn)與下頜骨升支后緣的交點(diǎn)處設(shè)為B點(diǎn)。A、B兩交點(diǎn)之間的連線(xiàn)即為確定的安全截骨線(xiàn)。把原下頜角設(shè)為C點(diǎn)。擬確定新的下頜角設(shè)為D點(diǎn)。怎樣才能確定新的下頜角點(diǎn)的位置呢?這就是三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨方法的特點(diǎn)。在原下頜角C點(diǎn)至安全截骨線(xiàn)(A、B兩點(diǎn)的連線(xiàn))設(shè)置一條垂線(xiàn),在垂線(xiàn)上距原下頜角C點(diǎn)約1~2cm處,確定一點(diǎn)為新的下頜角點(diǎn),即D點(diǎn)。用小圓鉆頭分別在A、B、D三點(diǎn)處各鉆一小孔作為固定標(biāo)志(如圖1)。設(shè)置鋸片與手柄的角度為120°,與截骨線(xiàn)成45°。分別從安全線(xiàn)兩端A點(diǎn)和B點(diǎn)用擺動(dòng)鋸弧形向新下頜角D點(diǎn)處截骨即可。截骨的寬度視下頜角肥大程度而定,一般應(yīng)控制在1~2cm之間。少于1cm沒(méi)多大意義,不如直接磨削;大于2cm易損傷下牙槽神經(jīng)。截骨后為了使下頜體及下頜角處曲線(xiàn)更加光滑流暢,用柱狀旋轉(zhuǎn)銼磨削截骨面及兩端。力求使下頜體光滑流暢,術(shù)后外觀才自然,具有美感。截骨或磨骨時(shí),助手用20ml注射器吸生理鹽水在截骨面上邊沖邊吸,使骨渣徹底吸出。
1.5.3對(duì)側(cè)同法施術(shù)。仔細(xì)檢查確保兩側(cè)對(duì)稱(chēng)一致。
1.5.4創(chuàng)面沖洗縫合:沖洗創(chuàng)面后,檢查無(wú)活動(dòng)性出血時(shí)放置負(fù)壓引流管,用1號(hào)絲線(xiàn)縫合骨膜及粘膜。根據(jù)引流量的情況決定什么時(shí)間拔出引流管,一般引流管的拔出時(shí)間為24~48h。
1.5.5 包扎:兩下頜角及周?chē)采w棉墊,彈力繃帶加壓包扎2天。松緊適度,太緊易導(dǎo)致皮膚壞死,太松起不到壓迫止血作用。1.5.6術(shù)后應(yīng)用消炎、止血藥3~5天。
2結(jié)果
68例手術(shù)。術(shù)后感染1例,經(jīng)切開(kāi)沖洗引流,2周后愈合。無(wú)面神經(jīng)損傷、口唇麻木、骨折、不對(duì)稱(chēng)等。滿(mǎn)意率占97%。無(wú)一例嚴(yán)重手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生。典型病例治療情況如圖3~5。
3討論
3.1 病因:下頜角肥大多為先天性遺傳或后天不良習(xí)慣所致。
3.2 發(fā)病率:下頜角肥大臨床較為常見(jiàn),中國(guó)人下頜角肥大的發(fā)生率較高,需要整形手術(shù)者也多。
3.3 下頜角肥大常表現(xiàn)為顏面呈方形或向下突出的外觀,面部輪廓顯示呈“國(guó)”字形態(tài)或上小下大的“由”字形態(tài)。一般以骨性肥大為主。伴或不伴有咬肌肥大和頰部豐滿(mǎn)等。
3.4 手術(shù)入路:下頜角肥大矯正手術(shù)一般有以下三種手術(shù)入路方式:口外入路、口內(nèi)外聯(lián)合入路和口內(nèi)入路。目前口外入路很少采用,大多采用口內(nèi)入路。口內(nèi)入路去除下頜角常用的方法有:下頜角直線(xiàn)形截骨、雙直線(xiàn)形截骨、弧線(xiàn)形截骨、三角塊截骨、下頜角外板矢狀劈開(kāi)術(shù)、磨骨去下頜角及去除部分咬肌等。
3.5 口外入路:優(yōu)點(diǎn):手術(shù)野暴露好,易操作。缺點(diǎn):需切開(kāi)皮膚、肌肉,皮膚表面留有瘢痕。切口離面神經(jīng)下頜緣支近,易損傷下頜緣支及血管。去除咬肌難度大,更難以去除頰脂墊。
3.6 口內(nèi)入路:優(yōu)點(diǎn):最大優(yōu)點(diǎn)是因切口在口內(nèi),皮膚表面無(wú)瘢痕。操作是在骨膜下進(jìn)行,不切開(kāi)肌肉,所以很難損傷到面神經(jīng)下頜緣支及大的血管,術(shù)中出血少。去除部分咬肌、頰脂墊方便,對(duì)下頜體厚者易磨削。缺點(diǎn):手術(shù)視野空間小,操作困難,需有熟練的手術(shù)技巧。切口易污染,引起切口感染。
3.7 口內(nèi)入路下頜角直線(xiàn)形截骨、雙直線(xiàn)形截骨、三角塊截骨、磨骨去下頜角的優(yōu)缺點(diǎn):①直線(xiàn)截骨、三角塊截骨,優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是因?yàn)榻毓蔷€(xiàn)呈直線(xiàn),截骨后截骨線(xiàn)兩端殘留有一定的角度(如圖2中的角AEF),形成新的突起(即第二下頜角)明顯;要想去除新形成的突起,需磨去大量的骨質(zhì),易造成下頜體骨折。截骨寬度也不易掌握,易造成截骨過(guò)量,下頜角處凹陷;沒(méi)有下頜角,也就沒(méi)有曲線(xiàn),將來(lái)影響美觀;②雙直線(xiàn)截骨效果雖好,但操作技術(shù)難度大,需有相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生操作,且操作不當(dāng)易造成截骨后兩側(cè)形態(tài)不良;③單純磨下頜角,優(yōu)點(diǎn)是操作更簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是只能磨去骨外板,殘留內(nèi)板較薄,有棱,手感差。
3.8 口內(nèi)入路三點(diǎn)定位法弧線(xiàn)形截骨矯治下頜角肥大的優(yōu)點(diǎn):①截骨前就先把A、D、B三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)確定,再依A、D、B三點(diǎn)設(shè)計(jì)并確定了截骨線(xiàn);操作時(shí)分別從安全線(xiàn)兩端A點(diǎn)和B點(diǎn)用擺動(dòng)鋸弧形向新下頜角D點(diǎn)處截骨;所形成的AD、BD截骨線(xiàn)是兩個(gè)小的弧形截骨線(xiàn),AD、BD兩個(gè)小的弧形截骨線(xiàn)連在一起就形成ADB大的弧形截骨線(xiàn);因?yàn)榻毓蔷€(xiàn)呈弧形,截骨后截骨線(xiàn)兩端殘留角度不明顯(如圖1的A點(diǎn)處),截骨線(xiàn)兩端留下的而是弧度;所以截骨后新形成的下頜角自然成弧形,符合下頜角處自然弧形的規(guī)律;②因?yàn)槭腔【€(xiàn)形截骨,截骨后截骨線(xiàn)兩端殘留角度不明顯,所以新形成的突起(第二下頜角)也不明顯,不需磨去過(guò)多下頜體,就使曲線(xiàn)自然流暢;③避免了直線(xiàn)截骨、三角塊截骨后,截骨線(xiàn)兩端殘留有一定的角度,新形成的突起(即第二下頜角)明顯;要想使新的下頜體曲線(xiàn)流暢,需要磨削大量的骨質(zhì),這樣易造成下頜體骨折;用三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨法,不需要磨削大量的骨質(zhì),就使下頜體曲線(xiàn)流暢,避免了下頜體骨折的發(fā)生;④用三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨法,在截骨前就已確定了新下頜角的位置和要截除下頜角的兩端點(diǎn)及截骨線(xiàn),避免了兩側(cè)截骨過(guò)量或不足,不對(duì)稱(chēng)等;克服了用其它截骨方法截骨寬度不易掌握等缺點(diǎn);⑤因是在安全區(qū)以外弧形截骨,截骨線(xiàn)遠(yuǎn)離下牙槽神經(jīng),避免了損傷下牙槽神經(jīng);⑥對(duì)于低角型下頜角肥大者,行單純下頜角截骨術(shù),側(cè)面觀形態(tài)雖改變,但正面觀形態(tài)改變不大;要想使正面觀形態(tài)好,需行下頜角外板矢狀劈開(kāi)術(shù)效果更佳。這樣相當(dāng)于兩個(gè)手術(shù),操作難度大,手術(shù)時(shí)間長(zhǎng);用三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨法可一次完成;截骨后不需磨削太多的骨質(zhì),即可使下頜角處光滑、曲線(xiàn)流暢(如圖3~5);⑦單純磨下頜角,雖然操作更簡(jiǎn)單,但是只能磨去骨外板,殘留內(nèi)板較薄,手感差。對(duì)下頜角極度肥厚及外翻者效果不佳。而用三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨法矯治下頜角肥大,比其它方法治療下頜角極度肥厚及外翻者效果更佳。
綜合上述口內(nèi)外入路去除下頜角各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較,我們認(rèn)為應(yīng)用口內(nèi)入路三點(diǎn)定位弧線(xiàn)形截骨法矯治下頜角肥大,優(yōu)點(diǎn)多,安全性大,效果好,易被求美者接受,值得推廣。
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篇9
1、vivoiQOONeo855plus充電器接口是TOP-C橢圓形接口。
2、iQOO Neo 855版采用6.38英寸AMOLED水滴屏,支持類(lèi)DC調(diào)光、HDR10以及低亮度防屏閃技術(shù)。
3、配置方面,iQOO Neo 855版搭載驍龍855處理器,采用UFS 3.0閃存,內(nèi)置4500mAh大電池,支持vivo 33W Flashcharge 2.0閃充技術(shù)。
4、相機(jī)方面,iQOO Neo 855版前置1600萬(wàn)像素?cái)z像頭,后置超廣角AI三攝,采用雙核1200萬(wàn)像素主攝像頭,搭配800萬(wàn)超廣角攝像頭和一顆景深攝像頭。
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篇10
【關(guān)鍵詞】嵌入式電路;熱插拔;接口設(shè)計(jì)
熱插拔的概念來(lái)源于我們的桌面PC,其一般定義為將設(shè)備板卡或模塊等帶電接入或移出正在工作的電腦[1]。嵌入式系統(tǒng)中的熱插拔是指對(duì)正在運(yùn)行的嵌入式電路板,在不關(guān)閉電源情況下對(duì)某些部件進(jìn)行插入(連接)或拔出(斷開(kāi))操作。下面要談的正是在一個(gè)嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)中對(duì)其擴(kuò)展部件或板卡的硬件熱插拔技術(shù),將根據(jù)接口上的信號(hào)類(lèi)型等探討熱插拔的危害產(chǎn)生原因及防止危害發(fā)生的一般性措施。本文以下部分將把要插拔的兩塊電路板分別稱(chēng)為主電路板(正在運(yùn)行的嵌入式主電路板)和擴(kuò)展板。
一、熱插拔設(shè)計(jì)的重要性
對(duì)正在工作的電路板進(jìn)行熱插拔通常都是不被許可的,但在有些時(shí)候卻是難于避免的,比如使用者疏忽或特殊功能要求等。對(duì)未采取任何保護(hù)措施的嵌入式電路板進(jìn)行熱插拔操作,其將帶來(lái)的損害通常是很?chē)?yán)重的,包括電源電路損壞,單片機(jī)IO口燒壞,單片機(jī)復(fù)位或死機(jī),或者與接口相連的IC出現(xiàn)部分或全部管腳燒壞等。這些故障將導(dǎo)致嵌入式電路板產(chǎn)生永久性損害,或在重新上電之前系統(tǒng)無(wú)法再正常工作。因此,在嵌入式系統(tǒng)的擴(kuò)展接口設(shè)計(jì)中加入一定的熱插拔保護(hù)措施是十分必要的。熱插拔操作對(duì)嵌入式電路板的危害通常表現(xiàn)在三方面:過(guò)電流沖擊、瞬態(tài)過(guò)電壓、靜電釋放[1]。進(jìn)行熱插拔設(shè)計(jì)的目標(biāo)應(yīng)是在不增加太多硬件成本的前提下,使設(shè)計(jì)出的電路板不因熱插拔操作造成系統(tǒng)復(fù)位、死機(jī)或?qū)υ骷a(chǎn)生永久性損害。
二、電源與地接口的防過(guò)電流沖擊熱插拔設(shè)計(jì)
當(dāng)把擴(kuò)展板插入正在工作的嵌入式主電路板中時(shí),擴(kuò)展板上的各類(lèi)電容和IC需要瞬間從主電路板的電源處上吸走大量電荷,給電源造成一個(gè)短暫的低阻抗路徑,造成一次浪涌電流[1]。此浪涌電流可以把系統(tǒng)電壓拉低到系統(tǒng)重置閾值以下,造成單片機(jī)復(fù)位,甚至燒毀電源電路。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)通常采取如下措施進(jìn)行應(yīng)對(duì):
1.在擴(kuò)展接口的電源網(wǎng)絡(luò)上使用大容量電容(可以用并聯(lián)方式獲得)減輕擴(kuò)展板上電過(guò)程中對(duì)主電路板電源電壓的影響。主電路板電源電路中的電容量最好要比擴(kuò)展板的蓄能電容量之和稍大。
2.在擴(kuò)展接口的電源網(wǎng)絡(luò)上串入電源專(zhuān)用的磁珠以減少上電瞬間的電流尖峰,并阻斷高頻噪聲信號(hào)的干擾。
3.如果浪涌電流特別大并且系統(tǒng)允許復(fù)位,為保護(hù)主電路板上的電源電路可以考慮在電源入口處加自恢復(fù)保險(xiǎn)絲讓電源在過(guò)流瞬間自動(dòng)切斷。如果系統(tǒng)對(duì)熱插拔時(shí)的穩(wěn)定性要求更高可以使用目前市面上的專(zhuān)用熱插拔控制器LM5069等,這些器件具有功率和電流限制的能力[2]。
在熱插拔操作時(shí)為提高設(shè)備的熱插拔壽命,熱插拔動(dòng)作應(yīng)避免來(lái)回抖動(dòng),并且兩次熱插拔之間的時(shí)間間隔不要太短;如果擴(kuò)展板的負(fù)荷可以先行卸除,最好不要帶負(fù)荷進(jìn)行熱插拔。
三、電源與地接口的防過(guò)電壓沖擊熱插拔設(shè)計(jì)
進(jìn)行熱插拔操作前不同設(shè)備的接口之間可能存在一定的電位差,尤其是使用了隔離電源或共模電感的“浮地”系統(tǒng)。雖然這類(lèi)電位差是瞬間的且沒(méi)有多大的電流能力,但此電位差通常會(huì)超出各類(lèi)IC的最高工作耐壓而損壞IC。如果在熱插拔同時(shí)還伴隨著靜電釋放,在接口接觸瞬間產(chǎn)生的過(guò)電壓和過(guò)電流沖擊會(huì)更加厲害,可以瞬間燒毀電路板中脆弱環(huán)節(jié)上的IC。應(yīng)對(duì)此類(lèi)危害的唯一辦法是快速鉗位電壓,即在接口附近的電源與地之間以及比較脆弱的信號(hào)與地之間使用具有浪涌能量吸收能力和內(nèi)部散熱能力的壓敏電阻或TVS管之類(lèi)的浪涌電壓抑制器等保護(hù)措施。
四、電源與地接口在結(jié)構(gòu)上的熱插拔設(shè)計(jì)
現(xiàn)在CMOS器件已經(jīng)在各種電路上廣泛使用,CMOS器件的一個(gè)缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生閂鎖效應(yīng)而燒毀。在熱插拔過(guò)程中VCC和GND的突然變化或者芯片I/O口電壓超出VDD-GND的范圍時(shí)很容易發(fā)生閂鎖效應(yīng)。如果接口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成在熱插拔過(guò)程中I/O口信號(hào)已經(jīng)連接上而GND或VCC還沒(méi)有連接上,這時(shí)極易發(fā)生閂鎖效應(yīng)而燒毀芯片。因此,在接口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須保證接口在帶電插入過(guò)程中要先讓GND和VCC連接上再連接I/O口;反之在帶電拔出過(guò)程中則需要先拔出I/O口再斷開(kāi)VCC和GND。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以采取如下措施:把GND和VCC放在接口兩端、并在接口上多放幾個(gè)GND信號(hào),或者把GND和VCC的插針做得比其它信號(hào)插針稍微長(zhǎng)些等。圖一是按一般熱插拔要求設(shè)計(jì)的一款主電路板電源與地的接口實(shí)例。
五、常見(jiàn)信號(hào)接口的熱插拔設(shè)計(jì)
對(duì)嵌入式電路板上單片機(jī)的片上外設(shè)(on-chip peripheral)類(lèi)信號(hào)口(比如SPI輸出口),通常其耐電壓和電流沖擊能力并不是很強(qiáng),如果需要把這些信號(hào)接口在電路板上擴(kuò)展出去最好先把這些信號(hào)經(jīng)過(guò)外部邏輯門(mén)電路處理后(比如兩次反相)再接到擴(kuò)展接口上。
對(duì)耐電壓和電流沖擊能力較強(qiáng)的單片機(jī)GPIO信號(hào)接口可使用阻容電路進(jìn)行簡(jiǎn)單保護(hù)。其中的電阻能起到限流作用,電阻值可根據(jù)信號(hào)辨識(shí)的需求選在幾歐到幾百歐之間;而對(duì)地的小濾波電容則能起到濾除瞬間電壓尖峰的作用,電容值可根據(jù)信號(hào)線(xiàn)上傳遞的信號(hào)頻率特性選在幾百pF到幾nF之間。
對(duì)比較脆弱而又關(guān)鍵的重要信號(hào)接口(比如SPI輸入口、并行總線(xiàn)接口等)可以在信號(hào)端口與電源和地之間使用雙向二極管對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行精準(zhǔn)鉗位。這樣可確保此類(lèi)接口上的電壓不會(huì)超出芯片的工作電壓范圍,能起到非常好的保護(hù)作用。圖二是一款常見(jiàn)信號(hào)接口的熱插拔設(shè)計(jì)實(shí)例(電源和地部分參見(jiàn)圖一)。
嵌入式系統(tǒng)電路的接口熱插拔設(shè)計(jì)通常是一個(gè)反復(fù)和復(fù)雜的過(guò)程。在設(shè)計(jì)時(shí)通常需要通過(guò)熱插拔實(shí)驗(yàn)把接口電路中的脆弱環(huán)節(jié)找出來(lái),然后采取針對(duì)性的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì),要做到既不增加太多硬件成本又能滿(mǎn)足一般的熱插拔需要。熱插拔問(wèn)題是各類(lèi)電子設(shè)備中都會(huì)面臨到的一個(gè)問(wèn)題,本文探討的熱插拔設(shè)計(jì)技術(shù)在電路設(shè)計(jì)中具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
[1]凌有慧,張胡.熱插拔的硬道理[J].微型計(jì)算機(jī),2003(23):107-111.
[2]National Semiconductor Corporation.LM5069 Positive High Voltage Hot Swap/Inrush Current Controller with Power Limiting data sheet,2008.
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