时辰：2023-03-29 09:26:51
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中图分类号：TM44；TN722；TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）12-00-04
0 引 言
近几年，受害于集成电路工艺手艺与片上体系（System on Chip，SOC）的不时生长，射频辨认、微传感收集和情况感知等智能手艺取得了飞速生长。此中，对无线供能植入式芯片的能量办理、功耗等题目遭到了延续存眷与研讨。当能量收罗完成后，若何办理该能量是下一代主动与半主动植入式医疗装备的要点之一。
在低功耗植入式芯片中，如低噪声减少器、模数转换器等对使命电压及其纹波都有必然的请求，是以须经由进程无线能量办理单位（Wireless Power Management Unit，WPMU）将其电源机能优化。在主动式芯片中，电荷泵整流器（Charge Pump Rectifier，CPR）、带隙基准源（Bandgap Reference，BGR）、高压差线性稳压器（Low Dropout Regulator，LDO）是WPMU的首要构成单位[1]。芯片使命时，人体各类低频旌旗灯号（EEG、ECG）会经由进程呼应的耦合体例传输到电源通路上，从而产生低频噪声，是以必须接纳相干手艺取得高电源按捺比电源。论文起首经由进程电荷守恒定理对传统Dickson电路停止静态阐发及能量转换效力的改良；而后接纳电源按捺加强（Power Supply Rejection Boosting，PSRB）与前馈消弭（Feed-forword Cancellation，FWC）等手艺别离前进BGR、LDO在运放使命带宽内的电源按捺力（Power Supply Rejection，PSR），并在输入节点并联电容以滤除超高频纹波；最初为保障LDO在负载变更时的不变性，操纵零顶点追踪弥补来知足相位裕度的请求。
论文对高机能无线能量办理单位预设方针为：
（1）CPR在输入500 mV互换小旌旗灯号时能输入2 V电压并驱动200 A的电流。
（2）BGR输入电源按捺比在LDO的使命规模内尽能够或许或许大于60 dB，以减小对LDO的影响。
（3）LDO输入电源按捺比在生物旌旗灯号频次处（01 kHz）及CPR输入旌旗灯号处大于60 dB，从而供应负载电路高机能的使命电压。
（4）在知足以上机能的情况下，尽能够或许或许减小电路使命时的静态电流。
1 无线能量办理单位的根基道理
图1所示为论文接纳的无线供能能量办理单位拓扑计划。由图1可知，WPMU首要包罗CPR、BGR、LDO及掩护电路（PRO）等模块。芯片经由进程片外天线收罗到由基站发射的高频无线能量旌旗灯号，CPR将旌旗灯号整流后停止升压，产生纹波较大的电压，并将该能量贮存到Cs中。由BGR与LDO所构成的环路经由进程负反应输入纹波较小的VDD来驱动负载电路。此中BGR为LDO供应一个精准不变的参考电压，是以BGR的机能影响着LDO输入电压的机能。芯片中的掩护电路包罗过温掩护电路、过压掩护电路、限流电路，其首要方针在于不测情况下对电路关断，完成对电路的掩护。
设想能量办理单位时，在无线供能的情况下要注重相干机能的优化，而这又伴跟着别的机能的就义，上面将详细阐发论文接纳的CPR、BGR、LDO设想道理及电路计划。
3 幅员及后仿真功效
接纳SMIC 0.18 m CMOS工艺，在Cadence下对电路停止仿真考证，无线能量办理单位的幅员如图7所示，此中包罗了CPR、BGR、LDO及PRO等模块，芯片的尺寸巨细为277 m×656 m。
电路在使命时要避免反应环路产生震动，必须保障LDO环路的相位裕度，论文在tt、ff、ss三个工艺角下对其停止差别负载电流（0200 A）的仿真，仿真功效如表1所列。该功效标明在负载电流0200 A内，因为零顶点追踪弥补的感化，相位裕度均大于60度，按照奈奎斯特不变判据，LDO环路能在负载变更的规模内不变使命。
图8所示为BGR、LDO的PSR仿真波形，从图中能够或许或许看出，BGR接纳PSRB手艺后，PSR在低频降落了近25 dB。当LDO接纳FWC手艺时，电源按捺在低频段取得了明显晋升，电路空载时，在100 Hz内晋升了近20 dB，满载时晋升了近40 dB。
图912给出了WPMU中CPR与LDO的相干瞬态仿真功效，当输入频次为500 MHz、幅度为0.5 V的正弦波时，电路成立时辰约为13 s，CPR的纹波约为5 mV，而LDO的输入电压纹波减小至2.3 V，即高频处PSR约为-66 dB。是以论文接纳的LDO在生物旌旗灯号频次处（DC-10 kHz）与输入旌旗灯号频次处（100 MHz以上）具备较好的PSR。表2对相干文献与本文设想停止机能比拟，能够或许或许看出，该电源办理单位能输入机能更好的使命电压。
4 结 语
论文针对CPR、LDO、BGR停止研讨，设想了一种操纵于低功耗无线供能植入式医疗芯片的能量办理单位。接纳SMIC 0.18 m CMOS工艺供应的本征MOS管使CPR的效力取得晋升。操纵PSRB将BGR的PSR在低频处从-75 dB降落到-95 dB，这是优化LDO电源按捺才能的根基条件。经由进程FWC、零顶点追踪弥补改良LDO的PSR与不变度，在驱动0.2 mA的负载电流时，PSR为-85 dB@DC，而相位裕度在负载规模内均大于60度，该机能可合用于对电源机能请求较高的模块。
参考文献
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引 言
红外遥控器的特色是操纵便利、功耗低、抗搅扰才能强，是以它的操纵远景是不可估计。论文参考，I2C总线。市场上的各类家电的红外遥控体系手艺成熟、本钱昂贵，可是，为了避免差别品牌、差别型号的装备之间产生误操纵，人们在差别的装备中操纵差别的传输法则或辨认码，这就使得各个型号的遥控器都只合用于各自的遥控东西，轻易构成现实操纵中遥控器多而杂，常常搞混的功效。论文参考，I2C总线。本设想本着处置这一抵触的方针，提出了一种进修型红外遥控器的完成计划。
1 研讨内容及方针
本设想起首阐发了红外线遥控编解码道理，连系市场上出售的通用型遥控器停止比拟，操纵单片机对领遭到的红外旌旗灯号停止处置，把颠末解码后产生的凹凸电平以二进制旌旗灯号1和0的情势停止存储，随后颠末调制产生38KHz载波，复原并发射红外线旌旗灯号，从而到达节制多种家用电器的功效。文中给出了红外线领受发射，和存储的根基道理及设想思绪。
2 进修型红外遥控器硬件电路的设想
2.1体系全体设想
进修型红外遥控器是由单片机（AT89S52）、一体化红外领受头、振荡器（74F132）、红外发射二极管、存储器及行列式键盘构成的。论文参考，I2C总线。论文参考，I2C总线。进修型遥控器分为进修和节制两种状况。在进修状况下，首要完成红外旌旗灯号的领受及存储功效。起首一体化红外领受头能够或许或许完成对别的遥控器收回的红外旌旗灯号的领受并对其停止解调、整形、减少，而后把旌旗灯号送入单片机AT89S52中，单片机按时收罗一体化红外领受头收回的红外线旌旗灯号，按照凹凸电平构成一系列0，1二进制码，并以8位为单位寄放到存储器AT24C16和指定键盘的数据区，从而完成对一个键的进修。若是再进修别的键的功效，体例不异。在节制状况下，单片机对存储器AT24C16和键盘停止寻址，顺次读出这些数据，而后单片机以位为按时单位输入给振荡器74F132，调制频次为38KHz，送入减少器，驱动红外发射二极管停止发射，以完成对装备某一功效的节制。体系构成方框图2.1所示。
图2.1体系构成框图
2.2各单位电路设想
2.2.1 红外领受单位
红外领受单位是由红外线领受器件、前置减少电路、解调电路、指令旌旗灯号检出电路、影象及驱动电路、履行电路构成。当红外领受器件收到遥控器发射二极管的红外光旌旗灯号时，它将红外光旌旗灯号变为电旌旗灯号并送入前置减少器停止减少，再经解调器后，由指令旌旗灯号检出电路将指令旌旗灯号检出，最初由影象和驱动电路驱动履行电路，完成各类操纵。
红外领受电路普通要做成一个自力的全体，称为红外领受头，这首若是因为它对外界搅扰很是敏感，为了保障靠得住的领受，必须对其严酷屏障，只留出一个领受红外光的小孔，以避免搅扰旌旗灯号进入。
2.2.2红外发射单位
本设想在发射电路中操纵了一片高速CMOS型四重二输入带施密特触发器的与非门74F132芯片。此中“与非”门U7A和U7B构成载波振荡器，振荡频次在38kHz摆布。
调制电路是由74F123的两个单稳态触发器U7A和U7B级联构成的可控振荡器。论文参考，I2C总线。当P1.4为高电日常平凡，U7A、U7B 处于稳态，74F132的1脚、4脚为低电平，不驱动红外发射管发射红外载波旌旗灯号。当P1.4跳变为低电日常平凡，触发U7A并使之进入暂稳态，1脚变为高电平；U7A暂稳态竣事时，1脚跳变为低电平，触发U7B进入暂稳态，4脚变为高电平；U7B 暂稳态竣事时，4脚跳变为低电平， 变为高电平并触发U7A的回升沿触发端1B，使U7A再次进入暂稳态，从而构成自激振荡，在6脚输入一系列的脉冲旌旗灯号，经Q1三极管大后送红外发射管，发送红外光旌旗灯号。
红外发送电路中接纳的红外发射器件是塑封的TSAL6200 红外发射二极管，它将周期的电旌旗灯号转变成必然频次的红外光旌旗灯号。它是一种高频红外脉冲旌旗灯号，但脉冲串时辰长度是恒定的，按照脉冲串之间的间隔巨细，表现传输的是数据“0”仍是“1”。红外发射二极管TSAL6200 向空间发射载频为38kHz 的指令码。
2.2.3键盘单位
本设想因为遥控按键较多的缘由，接纳行列式键盘。
键盘辨认接纳行扫描法（逐行扫描查问法），这是一种最经常操纵的按键辨认体例，其按键辨认进程以下：
将全数行线P0.2～P0.4置低电平，而后检测列线的状况。只需有一列的电平为低，则表现键盘中有键按下，并且闭合的键位于低电平线与3根行线订穿插的3个按键当中。若一切列线均为高电平，则无按键按下。在确认有键按下后，便可进入肯定详细闭合键的进程。其体例是：顺次将行线置为低电平后，而后逐行检测各列线的电平状况。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线穿插处的按键便是闭合的按键。
2.2.4存储单位
为了保障体系不测断电时数据不丧失，本体系接纳EEPROM将各类编码数据寄放起来。根基道理是操纵了单片机与存储器AT24C16的I2C通信进程。存储单位首要接纳了AT24C16芯片，该芯片是带有2K字节的加电可擦除，可编程的只读存储器，经由进程单片机的P0.0和P0.1与AT24C16的SDA和SCL相连，停止读写操纵。首要用来寄放8位的二进制红外线码。
3 竣事语
因为体系中所操纵的存储器（AT24C16）的存储空间无限，是以体系今朝只能对8个遥控按键停止进修与转发。论文参考，I2C总线。但只需改换一片存储容量更大的存储芯片，并且点窜相干读写法式就能够或许够或许完成对更多遥控按键的进修与转发，除此以外，体系的软、硬件都不必做太大的点窜。
在遥控器中，遥控旌旗灯号之以是要颠末调制后再发射进来，首若是为了减小发射功耗并增大发射间隔。是以改用加倍切确的载波和增大发射驱动电路能够或许或许增大该体系的遥控间隔。将单片机与计较机经由进程RS-485停止总线通信，则可经由进程互联网完成红外遥控对装备的长途节制。
参考文献:
[1]郝开国.家用电器遥控体系集成电路大全[M].北京：国民邮电出书社，1996
[2]王俊峰,薛鸿德.古代遥控手艺及操纵[M].北京：国民邮电出书社，2005:91-98
[3]严天峰.单片机操纵体系设想与仿真调试[M].北京:北京航空航天大学出书社,2005.10-36
LED显现屏是近几年环球敏捷生长起来的新型信息显现媒体，它操纵发光二极管构成的点阵模块或像素构成大面积显现屏幕，以靠得住性高、操纵寿命长、情况顺应才能强、价钱机能比高、操纵本钱高档特色，在短短的十来年中，敏捷生长为平板显现的支流产物，在信息显现范畴取得了普遍的操纵 本论文以ARM9高机能单片机来设想电子点阵显现屏的硬件体系。
一、电子点阵显现屏的硬件体系框图如图1所示
图1 电子点阵显现屏硬件体系框图
二、接纳16个LED8*8显现屏，构成16行*64列点阵显现
点阵显现屏由16个8×8点阵LED显现模块。16片8×8点阵LED显现模块操纵总线形构成一个16×64的LED点阵，用于同时显现4个16×16点阵汉字或8个16×8点阵的字母p字符或数字。单位显现屏能够或许或许领受来自节制器（主节制电路板）或上一级显现单位模块传输上去的数据信息和号令信息，并可将这些数据信息和号令信息不经任何变更地再通报到下一级显现模块单位中，是以显现板可扩大至更多的显现单位，用于显现更多的显现内容。
三、显现驱动电路
接纳74HC138三-八译码器和74HC164移位寄放器。将从ARM里出来的列旌旗灯号经由进程8个164级联而成的64位的旌旗灯号输入端毗连到16*64的点阵LED的输入端，作为点阵的行驱动旌旗灯号。经由进程164移位这64位的旌旗灯号，来节制显现内容的变更。再从ARM输入三个旌旗灯号别离输入到2个级联的74HC138译码器，而后输入16位行旌旗灯号，颠末16个1K的电阻，再输入到16个PNP（8550）三极管的B极来停止对行旌旗灯号的减少，此中一切的三极管的E极相毗连+5V的电源，一切的C极接16个470欧姆的电阻，取得的旌旗灯号作为点阵LED 的行输入旌旗灯号。经由进程对138的三个输入旌旗灯号停止节制，转变行旌旗灯号。由138和164的旌旗灯号，节制二极管的亮、灭来显现出所请求的字符、汉字。
行驱动电路：每一个LED管亮须要7mA的电流，那末64个同时亮就须要448mA的电流，以是咱们要对列停止驱动，咱们接纳晶体管8550对列旌旗灯号停止减少。驱动电路如图2所示：
图2 点阵显现屏驱动电路
列驱动电路：此电路是由集成电路74HC164构成的，它具备一个8位串入并出的移位寄放器，能够或许或许完成在显现本行各列数据的同时，通报下一行的列数据。如图3所示：
图3 列驱动电路
四、总结
本论文完成了LED点阵电子显现屏的首要电路的设想。在体系设想中操纵SD卡的扩大，是存储容量大大的增大，完成了海量存储，并具备掉电掩护功效。经由进程和PC机的通信，使显现的信息能及时的更新。也完成了显现屏的多字体显现。全数体系简练，靠得住性高，机能不变。
参考文献：
EDA手艺是以数字电子手艺课程常识为根本，具备较强现实性、工程性的专业课程。将数字电路设想从简略位器件单位电路设想，EWB软件仿真提到了更高一级的可编程操纵平台上，进一步稳固和前进先生电子电路综合设想才能。可是，传统的讲授情势是将两门课程分隔，先上数字电路，后上EDA手艺，分两学期讲课。如许的讲授情势存在弊病，削弱了课程之间的接洽，降落了先生对数字电路现实的熟习水平。经由进程对EDA手艺课程的讲授鼎新，以实训的体例接纳名目讲授法，使先生在较短的时辰内把握EDA手艺根本及其尝试体系，从数字体系的单位电路，如译码器、计数器等动手，加深对数字电路根本现实的熟习，逐步完成数字体系设想。
1. EDA手艺及其在讲授中的操纵
1.1 EDA手艺
EDA手艺即电子设想主动化(Electronic DesignAutomation)是以计较机为使命平台，融会了操纵电子手艺、计较机手艺、信息处置及智能化手艺的最新功效而构成的一门新手艺毕业论文格局，是一种能够或许或许设想和仿真电子电路或体系的软件东西。接纳”自顶向下”的条理化设想，对全数体系停止计划设想和功效别离，体系的关头电路用一片或几片公用集成电路（ASIC）完成，而后接纳硬件描写说话（HDL）完成体系行动级设想，最初经由进程综合器和适配器天生终究的方针器件。图1为一个典范的EDA设想流程。
图1 EDA设想流程图
1.2 EDA手艺在讲授中的操纵
在讲授进程中，EDA手艺操纵计较机体系壮大的数据处置才能，和配有输入输入器件(开关、按键、数码管、发光二极管等)、标准并口、RS232串口、DAC和ADC电路、多功效扩大接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件开辟平台，使得在电子设想的各个阶段、各个条理能够或许或许停止摹拟考证，保障设想进程的切确性。从而使数字体系设想起来加倍轻易，让先生从传统的电路团圆元件的装配、焊接、调试使命中束缚出来，将精神集合在电路的设想上。同时，接纳EDA手艺完成数字电路设想，岂但前进了体系的不变性，也加强了体系的矫捷性，便利先生对电路停止点窜、进级，让尝试不在枯燥的规模于几个安稳的内容，使讲授更上一个台阶，先生的开辟立异才能进一步取得前进。
2.课程讲授鼎新实行
2.1课程鼎新思绪
课程鼎新本着表现稳固数字电路根本，把握古代电子设想主动化手艺的准绳来处置和支配EDA手艺讲授内容。冲破传统的从EDA手艺概述、VHDL说话特色、VHDL语句等动手的墨守成规的讲授体例，以设想操纵为根基请求，开辟基于使命进程的名目化课程，以使命使命为中心构造课程内容，让先生在完成详细项方针进程中来构建相干现实常识。将EDA手艺分为四个方面的内容，即：可编程逻辑器件、硬件描写说话、软件开辟东西、尝试开辟体系，此中，可编程逻辑器件是操纵EDA手艺停止电子体系设想的载体，硬件描写说话是操纵EDA手艺停止电子体系设想的首要抒发手腕，软件开辟东西是操纵EDA手艺停止电子体系设想的智能化的主动设想东西,尝试开辟体系则是操纵EDA手艺停止电子体系设想的下载东西及硬件考证东西。接纳名目化讲授体例，以实训的体例睁开，让先生在“学中做，做中学”。
2.2课程鼎新办法
以电子线路设想为基点，从实例的先容中引出VHDL语句语法内容。在典范示例的申明中，天然地给出完全的VHDL描写，同时给出其综合后的表现该电路体系功效的时序波形图及硬件仿真成果。经由进程一些简略、直观、典范的实例毕业论文格局，将VHDL中最焦点、最根基的内容诠释清晰，使先生在很短的时辰内就能够或许有用地把握VHDL的骨干内容，并付诸设想现实。这类讲授体例冲破传统的VHDL说话讲授情势和流程，将说话与EDA工程手艺无机连系，以完成杰出的讲授成果，同时大大延长了讲课时数。表1为课程详细内容及实训学时辰配。
才能
方针
进修情境
名目载体
课时
QuartusⅡ开辟东西操纵才能
QuartusⅡ开辟情况、尝试体系
二选一音频产生器设想
6
VHDL说话编程才能
VHDL说话根基计划
计数器电路设想
6
VHDL说话并行语句
8位加法器设想
8
VHDL说话挨次语句
7段数码显现译码器设想
8
VHDL说话综合操纵
数控分频器的设想
8
条理化挪用体例
4位加减法器的设想
4
综合开辟调试才能
8位16进制频次计设想；
十字路通灯设想；
数字钟设想；
波形旌旗灯号产生器设想，等。
(任选一题)
20
合计
1.弁言
加法运算是一种最根基的运算情势，乘法、除法乃至开方等运算都能够或许或许分解为根基的加法运算，前进加法器的运转速度能够或许或许有用地前进运算单位的速度，今朝，超前进位加法器能够或许或许有用地前进加法器的运算速度，可是对很高位数的加法运算，超前进位加法器对运算速度的前进无限[1-4]。对高位的加法器接纳流水线计划是一种很好的挑选，论文以一种接纳三级流水线完成的12位加法器为例，论述了流水线加法器的设想思惟，并终究对加法器停止硬件综合和计划布线。
2.流水线加法器计划
三级流水线加法器架构如图1，输入的12位数字先经由进程寄放器暂存，低4位经由进程加法器先停止计较，输入的进位与乞降旌旗灯号经由进程寄放器暂存，高8位也暂存在第一级流水线寄放器中。在第二级流水线中，将两个操纵数的中4位和低4位加法的进位输入一路做加法运算，并且将乞降功效和进位输入暂存到第二级流水线寄放器，在第一级流水线完成的低4位相加的乞降功效持续暂存在第二级流水线寄放器中。第三级流水线完成类似的操纵，直到输入运算功效（见图1）。
3.电路仿真与综合
操纵上述架构，操纵Verilog-HDL对电路停止描写，在ModelSim东西下对体系停止仿真，取得的三级流水线加法器的仿真功效如图2，从图中能够或许或许看出，三级流水线加法器功效切确。在Candence使命情况下，基于CSMC0.5μm工艺，操纵DC综合东西对三级流水线加法器停止综合，取得的电路如图3所示，经由进程硬件综合，申明设想的可完成性。
图2 三级流水线加法器仿真
4.计划布线
在Candence使命情况下，接纳Mentor公司的Encounter东西，对三级流水线加法器停止计划布线：成立并进入使命目次，输入号令encounter启动Encounter界面，挪用DC天生的，sdc文件和工艺库文件等。而后对电源环，时钟树等停止计划，最初经由进程DRC，LVS查抄，终究对电路停止寄生参数提取。全体电路幅员计划如图4所示。
5.论断
论文对三级流水线加法器停止设想，并停止硬件说话描写，终究对电路停止综合和计划布线，经由进程研讨标明，本流水线加法器设想计划公道，具备可完成性。
参考文献
一、弁言
无刷直流电机的特色是计划简略、运转靠得住、掩护便利。它又有传统直流电机节制简略、调速机能好、功率密度高、输入转矩大等特色。是以，无刷直流电机在产业机械人节制、数控装备、纺织、化工等产业节制范畴取得了普遍的操纵。以是，对无刷直流电机及其节制体例停止体系、深切的研讨有很是首要的意思。
二、无刷直流电机体系的硬件设想
1.硬件体系整体设想。体系的硬件局部首要由主电路、节制电路和赞助电路等构成，其主电路局部包罗整流、滤波、逆变电路等。逆变电路是由功率开关管构成的三相桥式计划。逆变电路对整流、滤波后的直流电压停止斩波，构成电压、频次可调的三订互换电，供应无刷直流电机，如许无刷直流电机就起头运转起来。节制电路以美国TI公司的TMS320F2407A芯片为焦点，构成全数字化节制体系，对体系的节制与掩护等担任，体系的节制参数和毛病信息等保管在TMS320F2407A的存储器中。赞助电路由电源电路、驱动电路、检测与掩护电路等构成。无刷直流无刷电机节制体系首要由以下局部构成：（1）逆变主电路;（2）TMS320F2407A节制单位;（3）驱动电路;（4）检测电路;（5）掩护电路 。
2.TMS320F2407A节制单位
（1）节制器的挑选。节制器是无刷直流电机节制器的焦点，选用节制器须要斟酌的是节制器要靠得住，易于掩护，可移植性强，效力高。有以下几种：1）公用芯片;2）单片机;3）数字旌旗灯号处置器，此中数字旌旗灯号处置器（DSP）接纳了差别的内部计划。传统的通用微处置器大多接纳的是冯・诺依曼计划（Von Neumann Architecture），它片内的法式空间与数据空间共用一个大众的存储空间。为了前进速度，古代DSP芯片内部普通接纳的是哈佛计划（Harvard Architecture）或改良的哈佛计划。而哈佛计划最大特色是计较机具备自力的数据和法式存储空间。如许许可CPU能够或许或许同时履行取指令和取数据，前进了数据吞吐率，进而晋升了体系的运算速度。流水线手艺也能够或许或许赞助体系前进效力。硬件乘法器能够或许或许使得DSP在单周期内就能够或许够或许完成取操纵数，相乘并把功效放在累加器中。除此以外，出格的DSP指令也会大大前进体系的机能，DSP有着很是丰硕的片表里设。操纵DSP来停止电机节制，能够或许或许减小体系的本钱，别的，DSP另有以下的上风：1）速度快; 2）存储容量大;3）软件编程矫捷;是以可知，数字旌旗灯号处置器比拟合适作为电机节制的中心节制单位。基于以上阐发，本设想中接纳TI公司用于电机节制的2000系列CPU，其型号为TMS320F2407A。
（2）节制板设想。由前面阐发可知，体系接纳的节制器是TI公司的TMS320F2407A DSP芯片。上面先容DSP及其最小体系的接口电路。DSP节制板首要由DSP芯片、外扩存储器、JTAG仿真调试接口和CPLD译码电路构成。上面先容下外扩存储器电路，JTAG仿真调试接口和CPLD译码电路构成。TMS320F2407A内部存储容量无限，同时斟酌到调试进程中能够或许或许将法式下载到片外高速SRAM中，体系停止了内部RAM的扩大，体系选用两片IS61LV6416，用于存储数据。在DSP存储器的扩大中，须要注重的是存储芯片的数据读写速度，因为DSP的指令周期都很短，对速度很慢的存储器须要拔出良多期待周期，以避免DSP对它的读写产生毛病。
3.驱动电路设想。由前面的逆变主电路可知，全数体系的焦点便是DSP产生6路PWM波，并且节制每一个PWM的脉冲宽度和导通时辰，PWM旌旗灯号颠末驱动电路来节制MOSFET，MOSFET是IR公司的IRF3205，这是一款电压型节制器件，其守旧电压为12-15V，但DSP输入的电压高电平为3.3V，不能知足驱动IRF3205的请求。则须要设想一个电平转换电路来把DSP的3.3V旌旗灯号，转化为15V旌旗灯号，此时就斟酌到用一个光电器件。因为PWM频次为10K，则就须要挑选一个高速的光耦，普通高速光耦有HCPL4504、PC817和东芝系列的TLP250。咱们挑选了日本东芝公司的TLP250，光耦TLP250是一种可间接驱动小功率MOSFET和IGBT的功率型光耦，由日本东芝公司出产，其最大驱动才能达1.5A。选用TLP250光耦既保障了功率驱动电路与PWM脉宽调制电路的靠得住断绝，又具备了间接驱动MOSFET的才能，使驱动电路出格简略。
图1 下桥臂的MOSFET驱动电路
三相逆变主电路中有六个MOSFET须要节制，能够或许或许分为三对开关管。V1与V2为一对管。V1与V2两个不能同时导通，不然会呈现电源与地纵贯情况。六个MOSFET都须要节制。此中下桥臂的三个MOSFET能够或许或许共地。接纳典范的TLP250操纵电路来完成MOSFET的驱动。电路图如图1所示：
4.掩护电路设想。体系的掩护电路分为欠压、过流掩护。欠压掩护便是检测输入端直流电压 ，若是体系产生短路，当采样电压低于设定的门限值时，DSP将PWM输入引脚置为高阻态，封锁PWM的旌旗灯号的输入，到达掩护电路电机本体和功率管的方针。
过流掩护电路是为了避免电机在过载、起动和运转很是时因为电流过大而对功率开关管和电机本体产生侵害而设想的。出格是当电机堵转的时辰，此时电流很是大，DSP必然得做出呼应的举措来掩护全数体系。
三、结语
无刷直流电机凭其自身的特色使其取得了愈来愈普遍的操纵，出格是在电机驱动、机械人等范畴。无刷直流电机接纳电子换向，与传统的直流电机比拟，它前进了体系的靠得住性和掩护性，同时又坚持了直流电机的杰出的调速节制机能。并且跟着电力电子手艺、计较机节制手艺和DSP手艺的飞速生长，使得无刷直流电机节制体系有了很高品质的硬件平台。本文先容了无刷直流电机节制体系的硬件完成。起起首容了全数体系硬件构架。而后详细先容了体系的主电路，节制电路，功率驱动电路、检测与掩护电路。对电路的计划挑选和参数计较做了详细的论述，对DSP节制单位及并且设想了节制板的电路，该设想连系算法能够或许或许使无刷直流电机节制体系取得更快的呼应速度，更高的稳态精度，更好的抗搅扰机能。
参考文献：
因为数控机床具备前进前辈性、庞杂性和高智能化的特色，出格是近几年数控体系不时更新换代，数控机床被普遍操纵于机械制作业，给传统制作业带来庞大的变更，使制作业成为产业化的领头军。数控机床是一种典范而庞杂的电机一体化产物，品种单一，情势多样，凡是是集机械、电气、液压、气动即是一体的加工装备，此中任何一局部呈现毛病，都能够或许或许使机床停机，从而构成出产搁浅，给企业的普通出产带来较大的影响。是以，前进数控机床维修职员的实质和才能，就显得很是首要。本文先容了数控机床毛病诊断与维修的一些准绳和经常操纵体例。
一、毛病诊断的普通准绳
数控机床首要由主机CNC装配、PMC可编程节制器、主轴驱动单位、进给伺服驱动单位、显现装配、操纵面板、赞助节制装配、通信装配等构成。毛病缘由不外乎是操纵毛病、参数毛病、外界情况及电源构成的毛病、线路毛病、器件粉碎等。凡是的毛病诊断准绳有：（1）先静后动。先在机床断电的运动状况下，经由进程察看丈量，阐发肯定为非粉碎性毛病后，方可给机床送电。论文参考网。在使命状况下，停止静态的的察看、查验和测试，查找毛病点。而对粉碎性毛病，必须先解除风险后，方可送电。（2）先机后电。普通来讲，机械毛病较易发觉，而数控体系毛病的诊断难度较大，先解除机械性毛病，常常能够或许或许到达事半功倍的成果。（3）先外后内。按照机床毛病缘由查问拜访统计，80％以上来自于内部缘由，只需不到20％是内部缘由引发的。是以维修职员应由内向内停止排查，尽能够避免随便启封、装配，不然能够或许或许会扩大毛病，使机床精度削弱，降落机能。（4）先简后繁。当呈现多种毛病互订交叉袒护，临时无从动手时，应先处置轻易的题目，后处置难度较大的题目。若是是功效性的毛病，就应先从履行元件动手，看看气缸、电磁阀、电机、打仗器等，是不是存在卡滞等机能降落景象；而后是传感器、路程开关等输入旌旗灯号元件；再次是电气讨论、插件、勾当的电线电缆等部位。这些内部元件受情况身分影响较大，比方磕碰、侵蚀、积尘等。另有元件自身的不良和机械磨损等缘由，都决议了它们常是毛病的本源。凡是，简略题目处置后，难度大的题目也就变得轻易了。
二、毛病诊断与完美体例
2.1惯例检测法是经由进程察看或借助简略的东西肯定机床毛病的体例。这类体例应先弄清晰毛病的病症，有何特色及陪同情况，将毛病规模减少到一个模块或一块印刷电路板。它能够或许或许简略地归结为4个字：“问，看，嗅，摸”。问，便是查问拜访情况，在诊断毛病前，补缀职员扣问操纵手毛病产生前的机床运转情况，产生在哪道法式及时辰，操纵体例是不是恰当等；看，便是察看，细心查抄有不保险丝烧断，元器件有不烧焦或开裂等情况；嗅，便是从机床散收回的某些出格气息来判定，如某些元件烧焦的气息；摸，便是用手触试能够或许或许产生毛病的温度、振动情况，和元器件有不松动等。
2.2丈量比拟诊断法数控机床的出产厂家为了调剂、维修机床的便利，在印刷电路板上常常设想了多个检测用的端子。用户也可操纵这些端子，将思疑有毛病的印刷电路板同普通电路板停止比拟。经由进程丈量这些端子的电压与波形，能够或许或许阐发毛病的详细部位与缘由。维修职员若是能在机床普通状况时，留意记实这些印刷电路板的丈量端子，或一些关头部位的电压值和波形，在机床呈现毛病时，查找毛病部位及缘由将会加倍便利。
2.3自诊断法古代数控体系具备很强的自诊断才能，当数控体系一旦呈现毛病，借助体系的诊断功效，能够或许或许敏捷、切确地查明缘由，并肯定毛病部位。
三、举例申明罕见非机械毛病和解除体例
3.1北京第一机床厂出产的XK5040数控立铣，数控体系为FANUC-3MA1.毛病景象驱动Z轴时就产生31号报警。2.查抄阐发查维修手册，31号报警为偏差寄放器的内容大于划定值。论文参考网。按照31号报警唆使，将31号机床参数的内容由2000改成5000，与X、Y轴的机床参数不异，而后用手轮驱动Z轴，31号报警消弭，但又产生了32号报警为：Z轴偏差寄放器的内容跨越±32767式数模互换器的号令值超越了-8192～+8191的规模。将参数改成3333后，32号报警消弭，31号报警又呈现。频频点窜机床参数，毛病均不能解除。为诊断Z轴地位节制单位是不是呈现了毛病，将800，801，802诊断号调出，完成800在-1与-2之间变更，801在+1与-1之间变更，802却为0，不任何变更，这申明Z轴、Y轴的地位旌旗灯号节制停止互换，即用Y轴节制旌旗灯号去节制Z轴，用Z轴去节制Y轴，Y轴就产生31号报警（现实是Z轴报警）。论文参考网。同时，诊断号8012为“0”，802有了变更。经由进程如许互换，再次申明Z轴地位节制单位有题目，如许就将毛病定位在Z轴伺服电念头上。翻开Z轴伺服电念头，发明地位编码器与电念头之间的十字联系块零落，导致电念头在使命中无反应旌旗灯号而产生上述毛病报警。3.毛病处置将十字联系块与伺服电念头地位编码器从头毗连好，毛病解除。
3.2一台加工中心配量FANUC-6M1.毛病景象机床在主动体例中呈现416号报警。2.毛病阐发按下列挨次查抄：脉冲编码器未呈现不良；各毗连器均安稳毗连；X轴卯制线路板未呈现很是；用万用表丈量电念头毗连线，也未发明题目。在从头启念头床，回零以后，用主动体例运转，机床普通但1H后又呈现416号报警，再次按上述挨次复查一遍，发明反应旌旗灯号有一根已断，换按备用线后，机床普通，报警不再呈现。
四、论断
是以，对维修职员来讲，熟习体系的自诊断功效是很是首要。包罗开机自诊断和运转自诊断。开机自诊断，便是数控体系通电后，体系自诊断软件会对体系最关头的硬件和节制软件查抄，如CPU、RAM、ROM等芯片，I／O口及监控软件。若是普通，将进人普通操纵界面，如检测不经由进程，即在液晶上显现报警信息或报警号，指出哪一个局部产生了毛病，将毛病缘由定位在必然的规模内，而后经由进程维修手册找出构成毛病的真正缘由，按照书上的申明停止解除；运转自诊断，
参考文献：
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本设想接纳CAN总线作为数据收罗与体系节制的通信体例，以ATMEL公司出产的AT91SAM9263 ARM芯片为主控单位，连系A/D转换手艺、毛病诊断专家体系完成某型火箭炮随动体系的毛病检测。整体设想框图如图1所示。
数据收罗单位由旌旗灯号调度模块和A/D转换模块构成，此中旌旗灯号调度模块用于摹拟旌旗灯号的减少、滤波和前进电路负载才能，A/D转换器完成摹拟旌旗灯号向数字旌旗灯号的转换，ARM主控单位完成体系节制与毛病诊断，数据收罗单位与ARM体系节制与毛病诊断模块之间以CAN 总线的体例停止通信，使命职员经由进程操纵触摸屏显现界面完成毛病检测。
2 体系硬件设想
2.1 数据收罗单位
数据收罗单位由旌旗灯号调度电路和A/D转换模块构成，用于收罗某型号火箭炮随动体系液压泵、高平机等被测部件的液压或气压的状况旌旗灯号，其计划图如图2所示。
旌旗灯号调度电路如图3所示，接纳OP27运算减少器停止设想，它的感化是把传感器输入的旌旗灯号停止减少，同时操纵其输入阻抗高、输入阻抗小的特色以知足A/D转换芯片对驱动源阻抗的请求。
A/D转换电路将颠末旌旗灯号调度模块调度后的摹拟旌旗灯号转换为数字旌旗灯号，文中选用TLC2543CN和STC89C52别离作为A/D采样芯片和微节制器[3]，其设想如图4所示。TLC2543CN是TI公司出产的12位串行模/数转换器，操纵电容开关逐次迫近手艺，12位分辩率，10 μs的转换时辰，11路摹拟输入，输入数据长度可经由进程编程调剂[4]。A/D转换模块与51单片机之间以I2C总线的体例停止通信，只须要一条串行数据线SDA（DATA_OUT）和一条串行时钟线SCL（CLOCK），具备接口线少，节制体例简略，器件封装情势小，通信速度较高档长处。 经旌旗灯号调度后的11路摹拟量数据别离经由进程端口NO0?NO10进入TLC2543CN停止A/D转换，TLC2543CN经由进程[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK这5个引脚与STC89C52单片机停止通信。为了减小外界情况及器件自身引入的噪声和扰动，前进体系的不变性，在这5个旌旗灯号与单片机之间停止光电耦合断绝处置。因为光旌旗灯号的通报不须要共地，以是可将光耦器件两侧的地加以断绝，到达前进体系信噪比的感化，光耦断绝器件选用Avago Technologies 出产的6N137，电路如图5所示。须要注重的是，电路板中6N137两头的电源不能共用，不然起不到断绝的感化。
2.2 CAN总线通信模块
数据收罗单位和ARM体系节制与毛病诊断模块之间以CAN总线的体例停止数据通信和节制。CAN总线具备靠得住性高、及时性强、较强的抗电磁搅扰才能、传输间隔远等特色，特别合用于随动体系传感器多、各检测点信息互换频仍和搅扰源庞杂的情况。CAN总线通信模块的完成有2种处置计划[5]：一类是接纳带有片上CAN的微处置器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另外一类是接纳自力的CAN节制器，如Philips的SJA1000。斟酌到操纵的矫捷性，本文接纳自力的CAN节制器SJA1000。CAN总线通信模块计划框图如图6所示，选用STC89C52单片机作为CAN总线通信模块的微节制器，CAN总线节制器和收发器别离选用Philips公司出产的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN总线标准接纳三层计划模子，STC89C52单片机用以完成操纵层的功效，SJA1000和PCA82C250则别离对应于数据链路层和物理层。为了加强CAN总线通信模块的抗搅扰才能，在CAN节制器与CAN收发器之间停止光电耦合断绝处置，与数据收罗单位一样，本文也选用6N137停止处置。
CAN总线通信模块接口电路首要由4局部构成：微节制器STC89C52、自力CAN节制器SJA1000、光电断绝器件6N137和CAN总线收发器PCA82C250。微节制器STC89C52用于数据处置、完成对SJA1000的初始化、经由进程对SJA1000的节制完成数据领受和发送等通信使命；自力CAN节制器SJA1000和收发器PCA82C250颠末简略总线毗连可完成数据链路层和物理层的全数功效。STC89C52经由进程DATA_INPUT向TLC2543CN发送必然格局的指令，在DATA_OUT引脚可获取得A/D转换的数据；因为SJA1000的数据线与地点线是共用的，以是将STC89C52的P0口与AD0?AD7间接毗连的同时，还要将地点锁存旌旗灯号线ALE停止毗连，以便辨别在同临时辰AD线上通报的是地点仍是数据；SJA1000的间断管脚INT毗连单片机的内部间断INT0；MODE管脚与高电平VCC毗连以挑选Intel情势；为了保障上电复位的靠得住，复位电路接纳IMP708芯片停止智能节制，IMP708芯片集看门狗按时器、掉电检测电路、电源监控电路即是一体，保障SJA1000芯片的靠得住运转；RX0和TX0是数据的收发管脚，经光电耦合器件6N137后毗连到CAN收发器上，用以电气断绝；PCA82C250有3种使命情势：高速、斜率节制和待机，本文挑选斜率节制情势，经由进程在Rs引脚与地之间接一个100 kΩ的电阻来完成；为了消弭在通信电缆中的旌旗灯号反射，前进收集节点的拓扑才能，须要在CAN总线两头接入两个120 Ω的终端电阻[5]。
2.3 体系节制与毛病诊断模块
数据处置与体系节制模块接纳ATMEL公司出产的AT91SAM9263 ARM芯片作为主控单位，以触摸屏作为人机交互体例完成体系节制和毛病诊断。AT91SAM9263主频 200 MHz；内置CAN总线节制器，周全撑持CAN2.0A和CAN2.0B和谈；内置TFT/STN LCD节制器，撑持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辩率可达2 048×2 048。斟酌到体系的可扩大性，本文将体系节制与毛病诊断模块零丁成板。手艺保障职员能够或许或许经由进程操纵触摸屏上显现的人机交互界面完成对随动体系的毛病检测。
3 体系软件设想
体系软件设想首要分为A/D转换模块、数据 处置模块、CAN总线通信模块和体系节制与毛病诊断模块4局部。支流程图如图7所示，起首对STC89C52单片机停止初始化，包罗CAN总线使命体例的挑选、验收滤波体例的设置、验收屏障寄放器和验收代码寄放器的设置、波特率参数设置、间断许可寄放器的设置和A/D转换模块的初始化等；当单片机领遭到毛病检测号令时，停止A/D采样，而后由单片机对收罗到的数据停止处置，经由进程量值转换取得现实的工况数据；最初由CAN总线通信模块将数据传输到体系节制与毛病诊断模块停止毛病检测，诊断功效由触摸屏显现以指点维修职员停止现场维修。
3.1 A/D转换模块软件设想
A/D转换模块法式设想流程图如图8所示。
3.2 数据处置模块软件设想
数据收罗进程中不免遭到噪声的影响，为了保障采到数据的切确性，能够或许或许对其停止必然的算法处置。本文在毛病检测时，对统一采样点停止5次采样，而后用疾速排序算法对这5个数据停止排序，取中值作为毛病检测的有用数据，以减小偏差带来的影响。收罗到的数据与现实值之间成严酷的线性干系，将收罗到的数据值乘以系数K便可取得现实的工况数据，其流程图如图9所示。
3.3 CAN总线通信模块软件设想
CAN总线通信模块的法式设想首要分为初始化、数据发送和数据领受3个局部：
（1） 初始化。CAN总线初始化首若是对通信参数停止设置，经由进程对时钟分频寄放器、验收码寄放器、验收屏障寄放器、总线按时寄放器和输入节制寄放器的设置装备摆设完成对CAN总线使命情势、领受报文的验收码、验收屏障码、波特率和输入情势的设置装备摆设和界说[7]。值得注重的是，这些寄放器的设置装备摆设须要在复位情势下停止，是以在初始化前应确保体系已进入复位状况。 （2） 数据发送。本文接纳查问体例，停止CAN总线的数据发送，起首应将CAN总线的发送间断禁能。发送数据前，主节制器轮询SJA1000状况寄放器的发送缓冲器状况位TBS以查抄发送缓冲器是不是被锁定，若发送缓冲器被锁定，则CPU期待，直到发送缓冲器被开释，而后将从现场收罗到的数据发送到发送缓冲区并置位号令寄放器的发送请求位TR，此时SJA1000将向总线发送数据。数据发送流程图如图10所示。
（3） 数据领受。同数据发送一样，本文接纳查问体例停止数据的领受，也应将CAN总线的发送间断禁能。主节制器轮询SJA1000状况寄放器领受缓冲状况标记RBS以查抄领受缓冲器是不是已满，若未满则主节制器持续以后的使命直到查抄到领受缓冲器已满，读出缓冲区中的报文，而后经由进程置位号令寄放器的RRB位开释领受缓冲器内存空间。数据领受流程图如图11所示。
3.4 体系节制与毛病诊断模块软件设想
体系节制与毛病诊断模块是在Linux平台下操纵Qt SDK开辟完成的，数据库接纳嵌入式体系中普遍接纳干系型数据库SQLite[8]。软件接纳模块化设想思惟，包罗显现界面、体系节制、检测数据库和毛病诊断等4局部。体系界面基于QT/GUI开辟，用于毛病检测功效显现、调取数据库赞助野生诊断等人机交互；体系节制模块用于体系启动与封锁、初始化及多线程处置；检测数据库用于对专家体系中经历常识、毛病诊断法则集停止构造、检索和掩护，及用于存储体系收罗的工况参数；毛病诊断模块是该检测装配焦点，本文操纵毛病诊断专家体系对随动体系停止毛病诊断，给出诊断功效。斟酌到毛病诊断的及时性请求，法式接纳多线程编程来完成。
图10 CAN总线数据发送法式设想流程图
图11 CAN总线数据领受法式设想流程图
4 结 语
为了测试随动体系毛病检测装配在各类情况下的毛病检测才能， 本文经由进程报酬制作毛病的体例对该体系停止了大批尝试。在频频的尝试中，该体系均能正肯定位毛病，充实考证体系的靠得住性和不变性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片为焦点基于CAN总线随动体系毛病检测装配，可完成对随动体系液压、气压、电压等工况参数的丈量，经毛病诊断专家体系的推理，完成以主动毛病诊断为主、野生诊断为辅的毛病检测。文中接纳的CAN总线通信体例使全数体系简练松散、具备较强的抗搅扰才能和及时性，这类CAN总线通信计划岂但可用于随动体系毛病检测装配的研发，还可推行至其余摹拟量旌旗灯号的电机装备毛病检测，特别是多机组的散布式状况监测与毛病诊断中，具备很是适用的操纵远景。
参考文献 本文由wWW. DyLw.NeT供应，第一 论 文 网专业写作教导讲授论文和毕业论文和办事，接待惠临DyLW.neT
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关头词：电气论文,逻辑设想法,真值表 1 逻辑干系
（3）真值表
用逻辑变量的真正取值反应逻辑干系的表格成为真值表。
用继电器接点完成逻辑代数的根基事变。
①逻辑1和继电器的常开触头闭合绝对应。
②逻辑0和继电器的常开触头断开绝对应。
③逻辑“非”的完成能够或许或许操纵常闭接点。
（4）由三种根基运算得出的逻辑代数正义（根基运算法则）
0+0=0 0·0=0 0+1=1 0·1=0
1+0=1 1·0=0 1+1=1 1·1=1
2 操纵实例
（1）请求：按下SB1，唆使灯HL1点亮；按下SB2，唆使灯HL1和HL2点亮；按下SB1和SB2后唆使灯HL2点亮。
（2）操纵器件：按钮开关2个，电磁式中心继电器2个，唆使灯2个。
（3）设想步骤
①列出节制元件与履行元件的举措状况真值表（表4）
②写出逻辑抒发式（与或抒发式）
③化简（操纵公式法、卡诺图法或电路图法）
（a）公式法：
（b）卡诺图法，如图1所示：HL2=KA2
（c）电路图法：（按上面挨次停止化简，如图2所示）
④画电路图，如图3所示。
Abstract
This system is composed of fore-channel, Backward-channel, single-chip microcomputer system and the periphery circuit, up-bit machine and down-bit machine soft. The fore-channel will make the signal amplify, filter and A/D transform, then store the signal to the RAM by single-chip microcomputer. The step-channel will amplify ,filter, and D/A transform the data from the RAM, then impel the louDSPeaker. This article uses the single-chip microcomputer as core and extends the RAM of 512k. It applies the keyboard to control and LCD to display. At the same time, the article uses RS232 to communicate with up-bit machine and realizes the data transmission.
Up-bit machine program uses VC++ as the developing platform , Down-bit machine based on C51 language designs the software and the hardware to collaborate.
目次
摘 要 I
Abstract II
第一章 媒介 1
1.2语音旌旗灯号处置的生长与远景 2
1.3整体设想思绪 2
第二章 数字语音存储与回放的通道设想 4
2.1零件计划框图和电路图 4
2.2 前向通道 8
2.2.1前向通道的构成框图 8
2.2.2前向通道各个单位的先容 8
2.2.3前向通道的单位电路设想 12
2.3后向通道 19
2.3.1 后向通道的构成框图 19
2.3.2后向通道各个单位先容 20
2.3.3后向通道的电路设想 20
第三章 体系别的局部电路设想 24
3.1单片电机路设想 24
3.2 LCD显现器设想 27
3.3数据存储电路设想 30
第四章 法式设想先容 33
4.1下位机法式先容 33
4.2 上位机法式先容 34
第五章 用V[，！]C ++完成上位机的编程 36
5.1 VC++简介 36
5.2 ActiveX控件简介 36
5.3通信控件MSComm先容 37
5.4法式设想总方框图 39
5.5通信控件串口编程的申明 40
5.5.1 初始化并翻开串口 40
5.5.2捉拿串口事务 41
5.5.3串口读写 41
5.6串行通信和谈法式 41
5.6.1主窗口 41
5.6.2运转窗口 43
5.6.3毛病窗口 44
1 、弁言
跟着科技的生长和社会文明奇迹的前进，电视机可供观众挑选的频道数目日趋增加。可是传统的电视遥控体例须要观众影象每一个电视台对应的频道序号，不然就没法快速地将频道切换到所需地位。这明显给用户带来了很大的不便利。本文操纵凌阳科技无限公司特地为语音处置而设想研制出的16位单片机SPCE061A设想了一个彩电智能声控选台体系。该体系无需对电视机做任何点窜。在保留原有遥控功效的根本上，完成语音节制选台，较好地处置了影象频道这个坚苦。
2 、体系整体计划设想
体系整体计划如图1所示。
图1 体系整体计划
3、各功效模块设想
3.1 语音号令提取单位
语音号令提取单位（如图2所示）在电视话音和别的乐音背景下，完成提取出操纵者语音号令功效，其表示图如图3所示。
图2 语音号令提取单位
MIC选用驻极体送话器， 它具备计划简略、分量、体积小、频次呼应宽、保真度好等长处，但活络度低， 必须再加减少器才行。因为输入阻抗可高达 10
数目级，以是必须停止阻抗变更后才能与减少共同操纵。减少器接纳差分减少电路，一个驻极体话器面临送话者， 其输入接减少器正向输入端；另个驻极体送话器背对送话者，其输入接减少器负向入端。因为两个送话器绝对电视机和别的噪声源地位根基一样远，能够或许或许类似以为经由进程二者输入的干是一样的。但斟酌到送话用具备方向性，前者送入的操纵者语音号令远弘远于后者，恰当挑选各电阻值能够或许或许对消掉各类搅扰。论文参考网。
3.2 语音号令辨认单位
语音号令辨认单位接纳凌阳公司的SPCE061A单片机，这是一种语音辨认体系级芯片，现实上是一个DSP+MCU，并将A/D、D/A、RAM、ROM和预放、功放等电路集成在一个芯片上的体系，具备壮大的语音数据处置才能并具备杰出的接口功效。
语音辨认节制体系计划图3所示
图3 语音辨认节制体系计划图
3.3 语音辨认算法
花费类电子产物中的语音辨认首要为伶仃词辨认，它有两种完成计划：一种是基于隐含马尔科夫统计模子（HMM）框架的非特定人辨认；另外一种是基于静态计划（DP）道理的特定人辨认。它们在操纵上各有优错误谬误。DP特定人辨认的长处是体例简略，对硬件资本请求较低；另外，这一体例中的练习进程也很简略，不需事后收罗过量的样本，不只降落了后期本钱，并且能够或许或许按照用户习气，由用户肆意界说节制项方针详细号令语句，是以合适大大都家电遥控器的操纵。
3.3.1 端点检测体例
影响伶仃词辨认机能的一个首要身分是端点检测切确性。在10个英语数字的辨认测试中，60毫秒的端点偏差就使辨认率降落2%。对面向花费类操纵的语音辨认芯片体系，各类搅扰身分加倍庞杂，使切确检测端点题目加倍坚苦。为此，李虎生等在参考文献5中提出了称为FRED(Frame-based Real-time EndpointDetection)算法的两级端点检测计划，前进端点检测的精度。第一级对输入语音旌旗灯号，按照其能量和过零率的变更，停止一次简略的及时端点检测，以便去掉静音取得输入语音的时域规模，并且在此根本上停止频谱特色提取使命。第二级按照输入语音频谱的FFT阐发功效，别离计较出高频、中频和低频段的能量散布特点，用来辨别轻子音、浊子音和元音；在肯定了元音、清音段后，再向前后两头扩大搜刮包罗语音端点的帧。FRED端点检测算法按照语音的实质特色停止端点检测，能够或许或许更好地顺应情况的搅扰和变更，前进端点检测的精度。
3.3.2 模板婚配算法
DTW是典范的DP特定人算法， 为了降服天然语速的差别，用静态时辰规全体例将模板特色序列和语音特色序列停止婚配，比拟二者之间的失真，得出辨认讯断的按照。
为了前进DTW辨认算法的辨认机能和模板的妥当性，接纳了双模板战略，第一次输入的练习词条存储为第一个模板，第二次输入的不异练习词条存储为第二个模板，但愿每一个词条经由进程两个较妥当的模板来坚持较高的辨认机能。
综上所述，本语音辨认体系接纳了改良端点检测机能的FRED算法，12阶Mel频标倒谱参数（MFCC）作为特色参数，操纵双模板练习辨认战略。经由进程一系列测试，证实该体系对特定人的辨认到达了很好的辨认成果。
3.4 节制面板
为了能输入字段号， 以便成立语音样本，SPCE061A单片机扩大了一个行列矩阵式非编码键盘。键盘共有12个按键， 此中十个界说为：0～9 数字键，一个界说为：语音样本成立键（TRN），一个界说为：语音样本断根键（CLR ）。因为节制面板只在成立语音样本时操纵，为避免误操纵，应将这12个按键用塑料外壳封锁起来。论文参考网。
3.5 操纵唆使电路
接纳两片数码管和译码驱动电路CC4558构成操纵唆使电路。在本体系中，操纵唆使电路的感化是：成立语音号令样本时，用于显现存入的字段号；语音号令辨认时用于显现辨认功效及芯片辨认功效的处置报告。
3.6 逻辑节制电路
全数逻辑节制电路如图4 所示。SPCE061A单片机经由进程并行接口输入辨认功效，颠末逻辑节制电路停止须要的译码后，用来节制前面的红外发射装配。
图4 逻辑节制电路如图4
3.7 遥控发射电路
红外遥控发射器首要由三大局部构成：一是键盘矩阵，二是发射公用集成电路，三是减少驱动和红外线发射局部。该电路与电视机的特定型号有关，能够或许或许按照电视机品牌选用恰当的公用红外发射电路。论文参考网。须要申明的是：因为差别品牌电视机的红外发射、领受电路各不不异，是以它只对兼容电视有用。
4、竣事语
该体系错误彩电做任何点窜。在保留原有遥控功效的根本上，完成语音节制选台，首要功效有：
开关电视：电视接通电源处于待命状况，操纵者收回“开机”号令，则翻开电视机；操纵者收回“关机”号令，则关掉电视机。
选台功效：操纵者想看某某电视台的节目，只需收回“某某台”的号令，电视机就主动跳转到该台。
辨认仆人功效：为避免误操纵，该体系只对事前录入号令样本的操纵者语音敏感，其余人收回的号令包罗电视伴音均有效。
别的功效：具备电视音量、画面亮度调理等合适语音节制的功效。
因为接纳了高性价比的SPCE061A这类语音辨认体系级芯片，并设想了迷信的算法，本体系靠得住性高，价钱昂贵，操纵便利，具备较好的市场远景。
参考文献
[1] 赵力．语音旌旗灯号处置[M] ．北京: 机械产业出书社，2003
[2] 李晶皎．嵌入式语音手艺及凌阳l6位单片机操纵[M]．北京：北京航空航天大学出书社，2003
[3] 李虎生等. 高机能汉语数码语音辨认算法[J] ．北京：清华大学学报（ 天然迷信版），2000；40：( 1)
[4] 孙景琪. 遥控黑色电视机集成电路及操纵[M]．北京：国民邮电出书社，1995
[5] 胡延同等. 电视机智能声控选台体系设想与完成[J] ．通信与电视，2001( 1)
