20世紀(jì)90年代以來，隨著集成電路特征線寬的持續(xù)縮小以及芯片密度和工作頻率的相應(yīng)增加，降低功耗已經(jīng)成為亞微米和深亞微米超大規(guī)模集成電路設(shè)計中的一個主要考慮因素。功耗的增加會帶來一系列問題，例如電路參數(shù)漂移、可靠性下降、芯片封裝成本增加等。因此，系統(tǒng)的功耗在整個系統(tǒng)設(shè)計中，尤其是在采用電池供電的系統(tǒng)中顯得十分重要。

Microchip公司PIC系列的單片機(jī)為設(shè)計高性能、低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)提供了很好的解決方案。下面從低功耗設(shè)計方法及具體例子來介紹PIC單片機(jī)低功耗應(yīng)用。

1低功耗設(shè)計方法

為使系統(tǒng)工作在低功耗狀態(tài)，必須正確設(shè)置單片機(jī)的配置及工作方式。下面結(jié)合最常用的PIC12、PIC16等單片機(jī)介紹低功耗系統(tǒng)的設(shè)計方法。

1.1基本設(shè)計方法

有許多技術(shù)可以降低系統(tǒng)的功耗，最常用的是Sleep模式。程序執(zhí)行一條SLEEP指令，便進(jìn)入了休眠（Sleep）模式。要Sleep模式下，晶振停止振蕩，而此時單片機(jī)在3V電源條件下，只有1μA的電流。系統(tǒng)工作時，單片機(jī)可以采用看門狗或外部事件周期性地喚醒單片機(jī)，利用電子開關(guān)為系統(tǒng)提供電源，以減少系統(tǒng)待機(jī)功耗，延長電池使用時間。

摘要PIC單片機(jī)在國內(nèi)日益流行，本文介紹MicrochipPIC系列單片機(jī)開發(fā)過程中軟、硬件設(shè)計的一些經(jīng)驗(yàn)、技巧。

關(guān)鍵詞Microchip單片機(jī)功耗編程

由美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)，由于其超小型、低功耗、低成本、多品種等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、通信、家電、玩具等領(lǐng)域，本文總結(jié)了作者在PIC單片機(jī)開發(fā)過程中的一些經(jīng)驗(yàn)、技巧，供同行參考。

1怎樣進(jìn)一步降低功耗

功耗，在電池供電的儀器儀表中是一個重要的考慮因素。PIC16C××系列單片機(jī)本身的功耗較低（在5V，4MHz振蕩頻率時工作電流小于2mA）。為進(jìn)一步降低功耗，在保證滿足工作要求的前提下，可采用降低工作頻率的方法，工作頻率的下降可大大降低功耗（如PIC16C××在3V，32kHz下工作，其電流可減小到15μA），但較低的工作頻率可能導(dǎo)致部分子程序（如數(shù)學(xué)計算）需占用較多的時間。在這種情況下，當(dāng)單片機(jī)的振蕩方式采用RC電路形式時，可以采用中途提高工作頻率的辦法來解決。

具體做法是在閑置的一個I/O腳（如RB1）和OSC1管腳之間跨接一電阻（R1），如圖1所示。低速狀態(tài)置RB1=0。需進(jìn)行快速運(yùn)算時先置RB1=1，由于充電時，電容電壓上升得快，工作頻率增高，運(yùn)算時間減少，運(yùn)算結(jié)束又置RB1=0，進(jìn)入低速、低功耗狀態(tài)。工作頻率的變化量依R1的阻值而定（注意R1不能選得太小，以防振蕩電路不起振，一般選取大于5kΩ）。

摘要PIC單片機(jī)在國內(nèi)日益流行，本文介紹MicrochipPIC系列單片機(jī)開發(fā)過程中軟、硬件設(shè)計的一些經(jīng)驗(yàn)、技巧。

關(guān)鍵詞Microchip單片機(jī)功耗編程

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由美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)，由于其超小型、低功耗、低成本、多品種等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、通信、家電、玩具等領(lǐng)域，本文總結(jié)了作者在PIC單片機(jī)開發(fā)過程中的一些經(jīng)驗(yàn)、技巧，供同行參考。

1怎樣進(jìn)一步降低功耗

功耗，在電池供電的儀器儀表中是一個重要的考慮因素。PIC16C××系列單片機(jī)本身的功耗較低（在5V，4MHz振蕩頻率時工作電流小于2mA）。為進(jìn)一步降低功耗，在保證滿足工作要求的前提下，可采用降低工作頻率的方法，工作頻率的下降可大大降低功耗（如PIC16C××在3V，32kHz下工作，其電流可減小到15μA），但較低的工作頻率可能導(dǎo)致部分子程序（如數(shù)學(xué)計算）需占用較多的時間。在這種情況下，當(dāng)單片機(jī)的振蕩方式采用RC電路形式時，可以采用中途提高工作頻率的辦法來解決。

黑龍江科技學(xué)院

計算機(jī)與信息工程學(xué)院生產(chǎn)實(shí)結(jié)

專業(yè)通信工程

姓名劉志強(qiáng)

指導(dǎo)教師

班級通信02-8班

摘要:本文介紹了一種用單片機(jī)控制的干電池充電器的設(shè)計過程。該充電器基于Microchip公司的PIC12F683單片機(jī)為控制核心，將PIC12F683特有的模擬電路模塊、高精度A/D轉(zhuǎn)換、以及高速PWM等功能運(yùn)用到充電控制中，詳細(xì)講述了其硬件和軟件的設(shè)計過程.

Abstract:Thistextintroducedthedesignprocessofadrybatterychargerforwithmachineofsinglechipmicrocomputercontrolling.Thatcharger''''scoreisbaseonMicrochipcompany''''ssinglechipmicrocomputerofPIC12F683,specialemulationelectriccircuitmoldofPIC12F683piece,highaccuracyA/Dconversion,andsuper-speedPWMetc.functionmakeuseofingrefreshinginthecontrol,detailedlyrelatingitshardwarewithsoftwareofsingleslice.

KeyWords:Alkalinedrybattery

前言

隨著便攜式設(shè)備不斷小型化、輕量化和高性能化，作為其電源的二次電池的使用率日益提高。

如今，廢舊電池的處理已日益成為環(huán)境保護(hù)部門的一項重要工作，眾所周知，廢電池會對我們的自然環(huán)境造成很大的污染，而可對堿性干電池充電的充電器的使用，會大大減少廢舊電池的產(chǎn)生量，因?yàn)槠胀姵厝绻|(zhì)量合格，可以用該充電器進(jìn)行反復(fù)充電，且充電時間少節(jié)省耗電量。

摘要：介紹了基于CEBus總線的鐵路燈塔控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用擴(kuò)頻電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對鐵路燈塔的自動控制。給出了系統(tǒng)的硬件、軟件實(shí)現(xiàn)方法，并介紹了可推廣應(yīng)用的場合。

關(guān)鍵詞：CEBus總線擴(kuò)頻電力線載波

1系統(tǒng)介紹

鐵路沿線的各站點(diǎn)都裝設(shè)有用于照明的大型燈塔。目前對燈塔的控制一般采用集中控制方式，在控制室中使用多個閘刀對燈塔進(jìn)行一對一控制。因燈塔和控制室常位于鐵路兩側(cè)，所以施工較困難，而且電纜的投資大，自動化水平也不高。采用電力線載波通信技術(shù)，在現(xiàn)成的電力線路上傳輸數(shù)據(jù)，無需裝設(shè)通信線路，也不占用無線通信頻道資源，可很好地解決這個問題。但由于電力線上存在高衰減、高噪聲、高變形等問題，它不是一個理想的通信媒介。因此要在電力線上實(shí)現(xiàn)可靠的載波通信，必須選用基于擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)的電力線載波專用Modem芯片來設(shè)計鐵路燈塔控制系統(tǒng)。

鐵路燈塔控制系統(tǒng)由一個主站和若干個子站構(gòu)成，主站和子站掛接在單相或三上低壓電力線上。主站安裝于控制室內(nèi)，子站安裝于各燈塔底座的控制箱內(nèi)。主站和子站以擴(kuò)頻電力線載波通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

系統(tǒng)中站和子站的載波通信網(wǎng)絡(luò)接口控制器選用美國Intellon公司的SSCP300芯片。該芯片是一個高度集成的電力線收發(fā)器和信道存取接口，提供了CEBus（用戶電子總線）總線標(biāo)準(zhǔn)。CEBus是EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會）制定并頒布的一種通信標(biāo)準(zhǔn)，目前為EIA-600。CEBus標(biāo)準(zhǔn)是一種應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的開放式通信協(xié)議，采用節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通信方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為10kbps。CEBbus協(xié)議采用ISO/OSI協(xié)議中的四層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。一個CEBus信息由報頭和數(shù)據(jù)包組成，如圖1所示。報頭是載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CDCR）協(xié)議的一部分，發(fā)送方用監(jiān)聽傳輸介質(zhì)中是否有其它發(fā)送方占用信道，以獲取對傳輸通道的控制權(quán)。CEBus采用擴(kuò)頻載波（SSC）技術(shù)，形成“Chirp”掃頻信號，對報頭采用ASK調(diào)制，數(shù)據(jù)包采用PRK調(diào)制，頻率范圍為100kHz～400kHz。

摘要：從HART協(xié)議智能變磅器的功能和協(xié)議要求出發(fā)，在詳細(xì)討論、分析HART協(xié)議智能變送器的設(shè)計重點(diǎn)、難點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵的基礎(chǔ)上，設(shè)計完整的HART協(xié)議智能壓力/差壓變送器的實(shí)用電路。它可以實(shí)現(xiàn)HART協(xié)議智能變送器的基本功能。

關(guān)鍵詞：HART協(xié)議智能變送器現(xiàn)場總線數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信

概述

現(xiàn)場總線技術(shù)是當(dāng)前自動檢測技術(shù)的熱點(diǎn)之一。從現(xiàn)場總線技術(shù)形成來看，它是控制、計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果；而智能儀表則為現(xiàn)場總線的出現(xiàn)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。自1983年Honeywell推出智能儀表--Smar變送器之后，世界各廠家都相繼推出各有特色的智能儀表。為解決開放性資源的共享問題，從用戶到廠商都強(qiáng)烈要求形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)現(xiàn)場總線技術(shù)的形成。目前，幾種有影響的現(xiàn)場總線技術(shù)有：基金會現(xiàn)場總線、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART，除HART外，均為全數(shù)字化現(xiàn)場總線協(xié)議。

全數(shù)字化意味著將取消傳統(tǒng)的模擬信號的傳送方式，而要求每一個現(xiàn)場設(shè)備都具有智能及數(shù)字通信能力，使得操作人員或其他設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器等）向現(xiàn)場發(fā)送指令（如設(shè)定值、量程、報警值等），同時也能實(shí)時地得到現(xiàn)場設(shè)備各方面的情況（如測量值、環(huán)境參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行情況及設(shè)備校準(zhǔn)、自診斷情況、報警信息、故障數(shù)據(jù)等）。此外，原來由主控制器完成的控制運(yùn)算也分散到了各個現(xiàn)場設(shè)備上，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。現(xiàn)場總線技術(shù)關(guān)鍵之處在于系統(tǒng)的開放性，強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與遵從，打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)廠家各自獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)的局面，保證了來自不同廠家的產(chǎn)品可以集成到同一個現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，并且可以通過網(wǎng)關(guān)與其他系統(tǒng)共享資源。

目前，一方面現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)正處在完善和發(fā)展階段，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的基于4～20mA的模擬設(shè)備還在廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制信各個領(lǐng)域。因此，馬上全數(shù)字化是不現(xiàn)實(shí)的。為滿足從模擬到全數(shù)字的過渡，HART協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生。HART采用頻移鍵控（FSK）技術(shù)。它基于Bell202通信標(biāo)準(zhǔn)，在4～20mA模擬信號上疊加不同的頻率信號（2200Hz表示"0"，1200Hz表示"1"）來傳送數(shù)字信號（見圖3）。HART協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps（位/秒）。HART現(xiàn)場總線（簡稱HF）系統(tǒng)采用主從工作方式：主機(jī)為1臺IBM-PC機(jī)；從機(jī)為1臺或多臺遵守HART協(xié)議的HF智能變送器。當(dāng)從機(jī)只有1臺HF智能變送器，即智能變送器工作在點(diǎn)-點(diǎn)方式下時，可繼續(xù)使用傳統(tǒng)的4～20mA信號進(jìn)行模擬傳輸，而測量、調(diào)整和測試數(shù)據(jù)用數(shù)字方式傳輸；當(dāng)從機(jī)為多臺HF智能變送器時，即智能變送器工作在多站方式下時，4～20mA信號作廢，每臺變送器工作電流為4mA左右。所有測量，調(diào)整和測試數(shù)據(jù)均用數(shù)字方式傳輸。由于每臺HF變送器有惟一的編號，所以主機(jī)能對每一臺變送器進(jìn)行操作。HART提供設(shè)備描述語言（DDL），以確保互操作性。應(yīng)該指出，HART被認(rèn)為是事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但它本身并不算現(xiàn)場總線（模擬和數(shù)字的混合），只能說是現(xiàn)場總線的雛形，是一種過渡協(xié)議。由于4～20mA模擬信號標(biāo)準(zhǔn)將在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)存在，所以研究HART協(xié)議仍具有重要意義。

摘要：介紹了一種用于RobocupF-180小型組足球機(jī)器人比賽的無線通信系統(tǒng)的設(shè)計。包括發(fā)送端和接收端系統(tǒng)的硬件設(shè)計和實(shí)現(xiàn)及其軟件設(shè)計。給出了一種適應(yīng)于這套系統(tǒng)的通信協(xié)議，包括物理層的編碼設(shè)計、糾錯編碼設(shè)計和幀結(jié)構(gòu)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：串行通信無線通信機(jī)器人

足球機(jī)器人是一個極富挑戰(zhàn)性的高技術(shù)密集密集型項目，融小車機(jī)械、機(jī)器人學(xué)、機(jī)電一體化、單片機(jī)、數(shù)據(jù)融合、精密儀器、實(shí)時數(shù)字信號處理、圖像處理與圖像識別、知識工程與專家系統(tǒng)、決策、軌跡規(guī)劃、自組織與自學(xué)習(xí)理論、多智能體協(xié)調(diào)以及無線通信等理論和技術(shù)于一體，既是一個典型的智能機(jī)器人系統(tǒng)，又為研究發(fā)展多智能體系統(tǒng)、多機(jī)器人之間的合作與對抗提供了生動的研究模型。它通過提供一個標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)，使研究人員利用各種技術(shù)獲得更好的解決方案，從而有效促進(jìn)各個領(lǐng)域的發(fā)展。其聽理論與技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、自動化流水線、救援、教育等實(shí)踐領(lǐng)域，從而有效推動國家科技經(jīng)濟(jì)等方面的發(fā)展。機(jī)器人足球從一個側(cè)面反映了一個國家信息與自動化領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和高技術(shù)發(fā)展水平。

目前，國際上有機(jī)器人足球比賽分為兩大系列——FIRA和Robocup。本文所要論述的系統(tǒng)所應(yīng)用的F-180小型足球機(jī)器人比賽就是RoboCup系列中應(yīng)用較廣泛的一種。

F-180小型足球機(jī)器人足球比賽的示意圖如圖1所示，比賽雙方各有5名機(jī)器人小車在場上。足球機(jī)器人系統(tǒng)在硬件設(shè)備方面包括機(jī)器人小車、攝像裝置、計算機(jī)主機(jī)和無線發(fā)射裝置；從功能上分，它包括機(jī)器人小車、視覺、決策和無線通信四個子系統(tǒng)。

其中無線通信系統(tǒng)是銜接主機(jī)和底層機(jī)器人不可缺少的一環(huán)，它必須保證從主機(jī)端到機(jī)器人底層之間的數(shù)據(jù)傳送是可靠的，從而使得機(jī)器人比較能夠順利流暢進(jìn)行。由于比賽雙方都有多個機(jī)器人同時在場地上跑動，要求無線通信有一定的抗干擾性。無線通信系統(tǒng)的性能相當(dāng)程度上直接影響著機(jī)器人的場上表現(xiàn)。

隨著"信息時代"的到來，作為獲取信息的手段--傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。

由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺沟萌藗兛梢岳糜嬎銠C(jī)實(shí)現(xiàn)自動測量、信息處理和自動控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過對傳感器應(yīng)用實(shí)例的原理和智能傳感器實(shí)例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。另一方面，傳感器的被測信號來自于各個應(yīng)用領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力、提高工效和時效，各自都在開發(fā)研制適合應(yīng)用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。

為了提高對傳感器的認(rèn)識和了解，尤其是對溫度傳感器的深入研究以及其用法與用途，基于實(shí)用、廣泛和典型的原則而設(shè)計了本系統(tǒng)。本文利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計了這一溫度監(jiān)控系統(tǒng)。文中傳感器理論單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，詳細(xì)地講述了利用熱敏電阻作為熱敏傳感器探測環(huán)境溫度的過程，以及實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。

本設(shè)計應(yīng)用性比較強(qiáng)，設(shè)計系統(tǒng)可以作為生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系統(tǒng)，如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。課題主要任務(wù)是完成環(huán)境溫度檢測，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)并通過計算機(jī)實(shí)施溫度監(jiān)控。設(shè)計后的系統(tǒng)具有操作方便，控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。

本設(shè)計系統(tǒng)包括溫度傳感器，A/D轉(zhuǎn)換模塊，輸出控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，溫度顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動電路六個部分。文中對每個部分功能、實(shí)現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。整個系統(tǒng)的核心是進(jìn)行溫度監(jiān)控，完成了課題所有要求。

設(shè)計要求

摘要：分析了由MCU和雙向晶閘管開關(guān)來控制通用電動機(jī)轉(zhuǎn)速的原理，提出了一種提高電動機(jī)效率的設(shè)計方案，給出了該實(shí)現(xiàn)方案的硬件電路和軟件程序框圖，同時給出了實(shí)驗(yàn)仿真的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：微控制器；晶閘管開關(guān)；電路板

1引言

在日常生產(chǎn)與生活中，大量電動機(jī)都以規(guī)定的速度和功率去拖動各種機(jī)械。而在軍事上，很多應(yīng)用往往要求旋轉(zhuǎn)天線在各種條件下都要保持勻速轉(zhuǎn)動,這就要求在不同的情況下，電動機(jī)能相應(yīng)調(diào)整工作速度，以保持恒定的速度。要實(shí)現(xiàn)這一功能，最常用的方法是對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。改變直流電動機(jī)的電樞或交流電動機(jī)的定子電壓，都可以在一定的范圍里改變轉(zhuǎn)速；也可用雙向晶閘管交流開關(guān)或直接選用模擬控制的通用電動機(jī)驅(qū)動器來取代笨重的電動機(jī)、發(fā)電機(jī)組以及飽和電抗器。本文介紹一個直接由110／240V電源供電的通用電動機(jī)驅(qū)動電路和一個MCU以及一個雙向晶閘管開關(guān)來實(shí)現(xiàn)控速的設(shè)計方法。其中單片機(jī)選用Microchip公司的PIC12F675。與用戶接口的方式有三種一個是接觸傳感器；一個是按鈕；一個是電位器。筆者在該仿真實(shí)驗(yàn)中采用的是電位器。輔助電源從電源電壓中變壓整流獲得。

2設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)

2．1電路結(jié)構(gòu)