MSP430F149单片机在基于现场总线的智能差压变送器设计中的应用

利用MSP430F149单片机和AD421电流环芯片,通过简单的压频转换（多谐振荡器）电路实现了基于电容式差压传感器的智能差压变送器设计.该设计的特点是利用压频转换电路取代了A/D模块,以极低的产品价格达到了较高的系统测量精度.采用软件与硬件相结合的信号处理技术,实现了基于HART协议现场总线技术的差压模拟量的测量,通过进一步采用CPLD器件的量化延时测频技术,将可以达到比传统A/D器件更高的压力测量精度.     

可调转速比的离心机转速测量系统

转速比可调节的转速测量系统适用于一种新型离心机的转速测量,其最大特点是不受安装位置限制,可以根据实际安装位置调节转速比。该系统可以同时测量和显示多个转速,根据设备显示要求,采用模拟表头显示。系统采用美国的频压转换芯片LM2907实现频压转换,结构简单实用,安装灵活,性能稳定,满足工业测量条件需求。     

基于CPLD的离子色谱仪的设计与实现

离子色谱仪是一个高精度的数据采集、处理系统.文中所述系统采用压频转换的方法,由CPLD控制压频转换器(AD652)完成20位的高精度模数转换;CPLD负责处理PC机扩展总线接口协议,利用硬件中断和DMA,并通过设备驱动程序把数据传送到Win32应用程序.实现了电路系统的小型化,提高稳定性,及其与操作系统的兼容性.     

利用设计历史实现异构CAD系统特征信息交换

为实现异构CAD之间基于特征层的数据交换和共享，提出了利用产品的设计历史或设计过程来实现不同系统间的数据转换。对一个系统中的特征模型，通过特征分解、转换，建立基于基本特征集合的特征建模过程，在另一个系统中自动重现该建模过程实现模型重建。讨论了几何元素定位、坐标系等几个关键问题。为证明方法的有效性，开发了InteSolid和SolidWorks之间的数据交换接口程序。     

PROFIBUS-DP智能转换接口的设计

工业控制现场设备与PROFIBUS-DP总线网络连接实现现场总线控制系统。离不开PROFIBUS-DP总线通信转换接口。概括叙述了PROFIBUS总线的特点、结构,以及PROFIBUS-DP智能转换接口开发的步骤。针对智能转换接口的软件设计和硬件设计进行了详细介绍。以SPC3和单片机为核心开发的智能转换接口能够很好的实现现场总线控制系统的通信任务。     

基于P87C591单片机的CAN-232转换接口

提出一种通过RS-232串口和CAN总线实现双向通信的方案.该方案以内嵌CAN控制器(SJA1000)的P87C591单片机作为主控制器,以82C250作为CAN总线接口驱动芯片,以MAX232作为RS-232电平转换芯片设计CAN-232转换接口,对其硬件电路和软件编程给出了详细分析,为以后一系列开发提供了良好的基础.在实际运用中,该转换接口运行稳定、可靠.     

一种LVDS-光纤接口转换器的设计与实现北大核心CSCD

针对目前多数基于SFP光纤接口的高速传感器存储测试设备无法与频谱分析仪直接通信的现状,设计了一种基于FPGA的LVDS-光纤接口转换器。通过FPGA编程实现LVDS接口数据包和光纤接口数据包编码转换,利用DDR3对数据进行乒乓操作达到高速缓存目的,实现了频谱分析仪与高速存储测试设备间双工通信。经长时间实际测试没有出现误码,表明该转换器设计合理高效。     

嵌入式系统中IRL技术的实现

介绍JTAG接口的基本原理,指出实现IRL的基本要素,在此基础上设计了能创建bit流配置文件的应用程序,通过该应用程序程序能实现SVF文件到bit流配置文件的转换,易于通过Internet下传到含有Internet接口和可配置功能的目标机.     

一种LVDS-光纤接口转换器的设计与实现

针对目前多数基于SFP光纤接口的高速传感器存储测试设备无法与频谱分析仪直接通信的现状,设计了一种基于FPGA的LVDS-光纤接口转换器。通过FPGA编程实现LVDS接口数据包和光纤接口数据包编码转换,利用DDR3对数据进行乒乓操作达到高速缓存目的,实现了频谱分析仪与高速存储测试设备间双工通信。经长时间实际测试没有出现误码,表明该转换器设计合理高效。     

基于单片机和CPLD的无刷直流电机系统

基于高速单片机和复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计了一种具有霍尔位置传感器接口电路、电流采样电路以及编码器接口电路的无刷直流电机伺服控制器.该控制器可以实现无刷直流电机的有位置传感器控制和无位置传感器控制.以霍尔位置传感器的位置信号作为电机的换向信号并对该信号进行六倍频处理作为速度反馈,从而实现对电机的转速控制,给出了该控制系统的硬件结构设计和软件流程设计.试验结果表明:该无刷直流电机控制系统能够较好地实现电机的转速控制,为电机控制系统的设计提供了新思路.     

时分复用数字闭环电容式微加速度计接口电路

为实现电容式微加速度计的数字输出闭环,设计了一种数字输出闭环ASIC(Application Specific Integrated Circuit)接口电路,以降低电路输出噪声并提高测量量程。对已有的电容式微加速度计ASIC电路进行了改进,分时段在中间极板上加载差分电容读出信号和由脉宽调变(PWM)波控制的反馈信号,然后由控制器实现闭环,利用Sigma Delta调制器实现模数转换。通过分析差分电容读出电路和Sigma Delta调制器的原理和特性,建立了该数字输出闭环电容式微加速度计的模型,进行了系统的设计与仿真。实验结果表明,该数字输出闭环电容式微加速度计的噪声水平为9.6μg/√Hz,量程为±3g。这些结果验证了时分复用方案的可行性和本文所提出模型的正确性。     

PCI目标接口芯片的总体设计

介绍PCI目标接口芯片的总体设计。为PCI接口芯片的大规模ASIC设计奠定了基础。     

新型运载火箭中电容式液位传感器接口专用集成电路

为了提高新型航天运载火箭中电容式液位传感器系统的电容检测性能,设计了一款适用于航天运载火箭中电容式液位传感器的接口专用集成电路(Application Specitic Integrated Circuit,ASIC)芯片。首先,完成了整体电路的系统级设计,实现了对电容式液位传感器输出电容的线性检测,将传感器输出电容量转化为与之呈线性关系的电压量输出。然后,对接口ASIC芯片的线性度、噪声特性和温度环境适应性进行了理论分析与研究。最后,采用0.5μm CMOS工艺完成接口ASIC的流片,并进行了芯片的性能测试。实际测试结果显示,芯片电容检测非线性为0.005%,输出噪声密度3.7aF/Hz~(1/2)(待测电容40pF),电容测量稳定性7.4×10-5 pF(参考电容40pF,待测电容40pF,1σ,1h),输出零位温度系数4.5μV/℃。测试结果证明,该接口ASIC的电容检测性能已经达到国外最高性能的电容式液位传感器液位测量芯片的水准,可以广泛应用到多种电容式检测传感器中。     

直线电机精密定位平台轨迹跟踪控制器设计

为了实现直线电机精密定位平台的位置和速度的轨迹跟踪控制,本文基于内模控制（IMC）的基本原理,在直线电机精密定位平台参数辨识的基础上,设计了定位平台速度环的模型状态反馈（MSF）控制器和基于位置环PID和速度环MSF的级联控制器。将PID/MSF级联控制器与速度/加速度前馈控制（VFC/AFC）相结合,构成了PID/MSF+VFC/AFC的复合轨迹跟踪控制器。该复合轨迹跟踪控制器通过整定速度前馈的增益来改善位置环偏差控制的跟踪滞后现象和动态响应,增加控制系统的稳定性和伺服精度;通过整定加速度前馈的增益在不减小级联控制器位置环增益的前提下,减小速度前馈带来的超调量,提高轨迹跟踪精度。基于MATLAB/dSPACE实时仿真控制平台,实现了某直线电机平台的轨迹跟踪控制。仿真和实验结果表明,该轨迹跟踪控制器的轨迹跟踪精度为±0.028 mm,定位精度为±4 μm,满足直线电机精密定位平台轨迹跟踪控制的要求。     

Bluetooth技术在数据采集无线网络系统中的应用研究

Bluetooth技术可实现短距离、低功耗的无线通信和构成无线网络(Piconet and Scatternet)，采用Bluetooth技术构建的数据采集无线网络系统(Data Acquisition Wireless Network System based on Bluetooth：DAWNS-B)便于进行集中测量和控制。介绍Bluetooth ASIC的结构特性以及DAWNS-B的结构原理、硬件电路接口和软件系统。DAWNS-B由前、后端单元构成，Bluetooth ASIC的HCI与PC计算机(或单片机)接口，Bluetooth协议软件栈控制Bluetooth ASIC对主机的HCI命令以及前、后端无线通信和网络通信，应用程序实现数据采集、处理DAWNS-B实现测控系统移动数据交换和无线网络功能．扩大和增强了数据采集系统的功能和应用场合。     

Continuous accurate pH measurements of human GI tract using a digital pH-ISFET sensor inside a wireless capsule

This paper describes the design and implementation of a reliable, low-power pH-ISFET sensor inside a wireless diagnostic capsule for monitoring the pH of the human gastrointestinal (GI) tract. The sensitive element of the pH sensing device was an ion-sensitive FET (ISFET) with a threshold voltage that varies by concentration of hydrogen ions. An Ag/AgCl reference electrode that was surrounded by gel (mixed KCl) was applied in this pH-sensing device. An application-specific integrated circuit (ASIC) that is designed by a very large scale integration (VLSI) architecture was used as the interface between the pH sensing device and a wireless transceiver. Experimental results demonstrated that the pH sensitivity and operating range of the pH sensing device was 44.94 mV/pH and 1–11 pH; the device is linear. With the 18-bit Analog/Digital converter (ADC) module in the ASIC, the resolution could achieve 11,780 bits/pH. Moreover, the power dissipation of the pH-sensing device was only 0.048 mW while working in intermittent mode (duty cycle = 20%). Results from human experiments showed that this pH sensing device can work reliably for 136 h, and the pH data of sampled from the human GI tract can be received by a portable data recorder outside the human body in real time.     

Assessing mould costs analysing manufacturing processes of cavities

Pressure die casting mould manufacturing companies have difficulties assessing manufacturing costs for bid generation. In particular, manufacturing effort of mould cavities could hardly be predicted accurately. Due to varying complexity of casting part geometry, processing time of manufacturing cavities appears to be a rather unpredictable factor influencing costs calculation of moulds. This article introduces a novel method for generating and analysing computer-aided design (CAD) models of mould cavities to compute the tool accessibility. Using geometrical information of cavities, working areas for different milling head geometries are determined, and processing times are calculated. Thereupon, a three-step accessibility analysis (AA) has been conducted. Beside the AA method, a CAD-based application of the calculation tool ??visual form calculator?? (VFC), developed at IFW, is presented. Using the VFC, companies are now able to generate a virtual model of the contour element in order to assess mould costs accurately when analysing manufacturing processes of cavities.     

The Time Resolution of a Vacuum Fission Chamber

The process of the formation of a signal by a vacuum fission chamber (VFC) under the irradiation by a short-duration pulsed neutron flux is considered for the first time. It is shown that the collection time of charge carriers in the VFC with plane–parallel electrodes does not exceed 0.4 ns at a supply voltage of >100 V and that the square of the VFC pulse width is inversely proportional to the supply voltage. The minimum detectable flux densities for fast and thermal neutrons are estimated at 5 × 10¹⁰ and 10⁸ cm^–2 s^–1, respectively, at a noise current of 10^–3 A for the electronic equipment.     

磁通门传感器接口ASIC设计(英文)

基于磁通门传感器的二次谐波选择法原理,采用0.6 μm,N-well标准模拟CMOS工艺,设计并实现了磁通门传感器专用集成电路接口(ASIC).这种集成磁通门接口电路能够减小传统分立元件接口电路的体积,降低系统能耗,满足航天、军事等领域的微型化、低功耗需求.在分析磁通门传感器结构和特点的基础上,完成了激励电路及检测电路的设计,芯片面积为2.0 mm×2.0 mm,并采用HSPICE对电路各部分功能及其指标进行验证.对与微型磁通门探头集成的电路系统进行了测试,结果表明,当测量范围为±90 μT时,灵敏度可达16.5 mV/μT;在5V电源电压下,其功耗为35 mW.     

Improvement in microscope photometry by voltage to frequency conversion: analogue measurement and digital processing

A system for digital measurement of microscope photometric signals, based on Voltage to Frequency Conversion (VFC) and suitable for automatic data processing, has been devised. Advantages and disadvantages are illustrated with special emphasis on the comparison between photocurrent measuring and photon counting techniques. A statistical analysis of the results allows the calibration of VFC net counts versus detected photons. A biological application is reported; this shows the suitability of the system even to low light levels.