紅外通訊系統(tǒng)的設(shè)計

1、 西西 京京 學(xué)學(xué) 院院畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計 （論（論 文）文）成績成績題題 目目: :單片機紅外通訊設(shè)計與分析單片機紅外通訊設(shè)計與分析姓姓 名名: : 俞俞 燁燁 系（院）系（院）: : 機機 電電 工工 程程 系系 專專 業(yè)業(yè): : 機機 電電 一一 體體 化化 班班 級級: : 09030903 學(xué)學(xué) 號號: : 09110803260911080326 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師: : 張張 永永 超超 日日 期期: : 20112011 年年 1010 月月 3131 日日 教務(wù)處制 摘要摘要隨著科技的不斷發(fā)展，各系統(tǒng)間的聯(lián)系越來越緊密，對各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞的要求也越來越高。而隨著電腦的普及

2、，形成了以電腦為主加上一些外部設(shè)備的系統(tǒng)。但是外部設(shè)備越多，連接用的線也越多。我的這個紅外通訊系統(tǒng)能解決這個問題。紅外通訊系統(tǒng)是通過紅外設(shè)備將單片機與外部設(shè)備聯(lián)系起來進行通訊，實現(xiàn)系統(tǒng)間的無線通訊。然后把數(shù)據(jù)存入 IC 卡中，用 IC 卡來實現(xiàn)計算機與外部系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。而且還可以做到一卡多系統(tǒng)，這樣就能解決一大堆線帶來的煩惱。還有，由于 IC 卡的加密特性，可以對數(shù)據(jù)進行有效的保密。本論文首先介紹了紅外設(shè)備及紅外通訊的一些知識，第二章介紹了整個系統(tǒng)的硬件開發(fā)，第三章介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)，最后是一點感想。關(guān)鍵詞：紅外通訊， 紅外系統(tǒng)， 單片機。 第一章第一章 緒論緒論1 11 1 紅外技術(shù)的

3、背景及其發(fā)展紅外技術(shù)的背景及其發(fā)展 自從 1800 年英國天文學(xué)家 FW赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射至今，紅外技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了將近兩個世紀。從那時開始，紅外輻射和紅外元件、部件的科學(xué)研究逐步發(fā)展，但發(fā)展比較緩慢，直到 1940 年前后才真正出現(xiàn)現(xiàn)代的紅外技術(shù)。當(dāng)時，德國研制成硫化鉛和幾種紅外透射材料，利用這些元、部件制成一些軍用紅外系統(tǒng)，如高射炮用導(dǎo)向儀、海岸用船舶偵察儀、船舶探測和跟蹤系統(tǒng)，機載轟炸機探測儀和火控系統(tǒng)等等。其中有些達到實驗室試驗階段，有些已小批量生產(chǎn)，但都未來得及實際使用。此后，美國、英國、前蘇聯(lián)等國競相發(fā)展。特別是美國，大力研究紅外技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用。目前，美國將紅外技術(shù)應(yīng)用于單兵

4、裝備、裝甲車輛、航空和航天的偵察監(jiān)視、預(yù)警、跟蹤以及武器制導(dǎo)等各個領(lǐng)域。 紅外技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)是紅外探測器的發(fā)展。1800 年，F(xiàn)W赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射時使用的是水銀溫度計，這是最原始的熱敏型紅外探測器。1830 年以后，相繼研制出溫差電偶的熱敏探測器、測輻射熱計等。在 1940 年以前，研制成的紅外探測器主要是熱敏型探測器。19 世紀，科學(xué)家們使用熱敏型紅外探測器，認識了紅外輻射的特性及其規(guī)律，證明了紅外線與可見光具有相同的物理性質(zhì)，遵守相同的規(guī)律。它們都是電磁波之一，具有波動性，其傳播速度都是光速、波長是它們的特征參數(shù)并可以測量。20 世紀初開始，測量了大量的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的吸收、發(fā)射和反

5、射光譜，證明了紅外技術(shù)在物質(zhì)分析中的價值。30 年代，首次出現(xiàn)紅外光譜代，以后，它發(fā)展成在物質(zhì)分析中不可缺少的儀器。40 年代初，光電型紅外探測器問世，以硫化鉛紅外探測器為代表的這類探測器，其性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)牢靠。50 年代，半導(dǎo)體物理學(xué)的迅速發(fā)展，使光電型紅外探測器得到新的推動。到 60 年初期，對于 13、35 和 813 微米三個重要的大氣窗口都有了性能優(yōu)良的紅外探測器。在同一時期內(nèi)，固體物理、光學(xué)、電子學(xué)、精密機械和微型致冷器等方面的發(fā)展，使紅外技術(shù)在軍、民兩用方面都得到了廣泛的應(yīng)用。在紅外技術(shù)的發(fā)展中，需要特別指出的是：60 年代激光的出現(xiàn)極大地影響了紅外技術(shù)的發(fā)展，很多重要的激光器件

6、都在紅外波段，其相干性便于移用電子技術(shù)中的外差接收技術(shù)，使雷達和通信都可以在紅外波段實現(xiàn)，并可獲得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前，紅外技術(shù)僅僅能探測非相干紅外輻射，外差接收技術(shù)用于紅外探測，使探測性能比功率探測高好幾個數(shù)量級。另外，由于這類應(yīng)用的需要，促使出現(xiàn)新的探測器件和新的輻射傳輸方式，推動紅外技術(shù)向更先進的方向發(fā)展。1 12 2 紅外數(shù)據(jù)通訊簡介紅外數(shù)據(jù)通訊簡介紅外線是波長在 750nm 至 1mm 之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。通訊一般采用紅外波段內(nèi)的近紅外線，波長在 0.75um 至 25um 之間。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（IRDA）成立后，為

7、了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得最佳的通訊效果，紅外通訊協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通訊所采用的光波波長的范圍限定在 850nm 至 900nm之內(nèi)。 紅外通訊技術(shù)的特點紅外通訊技術(shù)的特點它是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺所支持；通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)。主要是用來取代點對點的線纜連接；新的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容早期的通訊標(biāo)準(zhǔn)；小角度（30 度錐角以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強；傳輸速率較高，目前 4M 速率的 FIR 技術(shù)已被廣泛使用，16M 速率的 VFIR 技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的用途 紅外通訊技

8、術(shù)常被應(yīng)用在下列設(shè)備中：筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；打印機、鍵盤鼠標(biāo)等計算機外圍設(shè)備；電話機、移動電話、尋呼機；數(shù)碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。廠家和消費者的認同度廠家和消費者的認同度 外通訊技術(shù)已被全球范圍內(nèi)的眾多軟硬件廠商所支持和采用，目前主流的軟件和硬件平臺均提供對它的支持。紅外技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在移動計算和移動通訊的設(shè)備中，巨大的裝機量使紅外無線通訊技術(shù)有了龐大的用戶群體。缺點缺點通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷。目前廣泛使用的 SIR 標(biāo)準(zhǔn)通訊速率較低（115.2kbit/s）紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連

9、接進行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴展性差。隨著移動計算和移動通訊設(shè)備的日益普及，紅外數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)進入了一個發(fā)展的黃金時期。自 1993 年 IRDA 成立至今，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會的會員已經(jīng)發(fā)展到 150 多個，當(dāng)今在 IT業(yè)和通訊業(yè)叱咤風(fēng)云的大公司幾乎都在其中，由此可見 IRDA 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)獲得了業(yè)界的廣泛認同和支持。目前已經(jīng)開發(fā)生產(chǎn)出來的具備紅外通訊能力的設(shè)備已有一百種之多，紅外模塊的年裝機量已經(jīng)達到了一億五千萬套，并且每年還有著 40的高速增長。盡管現(xiàn)在有了同樣是近距離無線通訊的藍牙技術(shù)，但以紅外通訊技術(shù)低廉的成本和廣泛的兼容性的優(yōu)勢，紅外數(shù)據(jù)通訊勢必會在將來很長的一段時間內(nèi)在短距離的無線數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)

10、域扮演重要的角色。 1 13 3 本系統(tǒng)的原理和功能本系統(tǒng)的原理和功能 本系統(tǒng)主要是利用單片機的通訊功能加上紅外收發(fā)器件組成一個簡易紅外掌機。用 IC 卡作為外存，液晶作為顯示。主要功能是用于對數(shù)據(jù)的采集和儲存 第二章第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計2 21 1 系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)設(shè)計方案利用 51 單片機和紅外設(shè)備實現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。 IC卡單片機紅外設(shè)備外部系統(tǒng)顯示 2 22 2 系統(tǒng)設(shè)計原理系統(tǒng)設(shè)計原理1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-May-2004Sheet of File:D:MyDesign.DdbDrawn By:V

11、CCD1TSAL6200R3180R2102R4203R1203VCCTXDTXDRXDRXD38K38KVCC3GND2RX1V1REC_ICR6203VCCB1BELLVCCR7470R8471G111.0592C3220C2220R9203VCCD2LED1BELLC4104R10204VCCRETRETVCC8GND1RST7NC2SCL6SDA3NC5NC4DZ09DZ110U3IC_CARD_SETVCCR15203SCLR16203VCCIC_RSTSDABELLCARD_PUSHSCLIC_RSTLEDLEDEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012

12、INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U18052VCCAC1AC2+3-4T1BRIDGEC7470uf/25vC8470uf/25vVin1GND25V3W1L7805C9104C10104VCCA0A1A2A3A4A5A6A7A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7A8A9A10A11A12A8A9

13、A10A11A12R171/2W5.1VCCR1810KR11203R12203C1104R5102C5104R14203CARD_PUSHC11104C12104SDAK2K3K2K3VCCK2SW-PB1K3SW-PB1K1SW-PB1R232R5R22180R21241C61000pFR1910K38K-CT38K-CTQ1PNP1Q2PNP1Q3PNP1Q4NPN123J1CON3C14104R20102R2420312IC6A74LS04_134IC6B74LS04_256IC6C74LS04_389IC6D74LS04_41011IC6E74LS04_5R25203VCCVCCR1

14、3203C13104K4K4SW-PB1K4KG1KG2KG3KG4GND1VPP2VO3D/I4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714CS115CS216VCC17VEE18EL+19EL-20U4YJLED_1 下面我們來詳細介紹一下各部分的構(gòu)成及其功能：2.2.12.2.1 電源電路與復(fù)位電路電源電路與復(fù)位電路在該系統(tǒng)中需要用到+5V 的直流穩(wěn)壓，在我們的生活中一般都是使用 220 的交流電，為了獲得高質(zhì)量的 5V 直流穩(wěn)壓電源，這就需要我們進行電壓轉(zhuǎn)化。這里的濾波是為了濾去外界電源輸入帶來的一些不穩(wěn)定的因素，比如說紋波的影響，而用一個大電

15、容和一個小電容的組合，是為了分別濾去低頻或高頻的紋波。在系統(tǒng)中，有時會出現(xiàn)程序跑飛而導(dǎo)致顯示不正常，也為了調(diào)試方便，我們需要設(shè)計一個復(fù)位電路，在系統(tǒng)中，復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)在運行時用戶的按鍵復(fù)位功能。復(fù)位電路可由簡單的 RC 電路構(gòu)成，也可使用其他的相對復(fù)雜，但功能更完善的電路。在本系統(tǒng)中，電源電路和復(fù)位電路的實際應(yīng)用如下： 1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-May-2004Sheet of File:D:MyDesign.DdbDrawn By:C4104R10204VCCRETAC1AC2+3-4T1BRIDGE

16、C7470uf/25vC8470uf/25vVin1GND25V3W1L7805C9104C10104VCCK1SW-PB1123J1CON32.2.22.2.2 單片機電路單片機電路8051 系列微處理器基于簡化的嵌入式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于從軍事到自動控制再到PC 機上的鍵盤上的各種應(yīng)用系統(tǒng)上。僅次于Motorola 68HC11 在8 位微控制器市場上的銷量，很多制造商都可提供8051 系列單片機，像Intel Philips Siemens 等。這些制造商給51 系列單片機加入了大量的性能和外部功能，像I2C 總線接口，模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，看門狗，PWM 輸出等，不少芯片的工作頻

17、率達到40M， 工作電壓下降到1.5V ?；谝?個內(nèi)核的這些功能使得8051 單片機很適合作為廠家產(chǎn)品的基本構(gòu)架，它能夠運行各種程序。8051 系列的基本結(jié)構(gòu)如下1 一個8 位算術(shù)邏輯單元2 32 個I/O 口4 組8 位端口可單獨尋址3 兩個16 位定時計數(shù)器4 全雙工串行通信5 6 個中斷源兩個中斷優(yōu)先級6 128 字節(jié)內(nèi)置RAM7 獨立的64K 字節(jié)可尋址數(shù)據(jù)和代碼區(qū)每個8051 處理周期包括12個振蕩周期每，12個振蕩周期用來完成一項操作，如取指令和？計算指令執(zhí)行時間可把時鐘頻率除以12， 取倒數(shù)，然后指令執(zhí)行所須的周期數(shù)，因此，如果你的系統(tǒng)時鐘是11.059MHz ，除以12 后就

18、得到了每秒執(zhí)行的指令個數(shù)，為921583條指令，取倒數(shù)將得到每條指令所須的時間1.085us。處理器狀態(tài)處理器的狀態(tài)保存在狀態(tài)寄存器PSW 中，狀態(tài)字中包括進位位，用于BCD 碼處理的輔助進位位，奇偶標(biāo)志位，溢出標(biāo)志位，還有前面提到的用于寄存器組選擇的RS0 和RS1 。0組從地址00H 開始，1組從地址08H開始，2 組從地址10H 開始，3組從地址18H 開始，這些地址都可通過直接或間接方式進行尋址PSW 的結(jié)構(gòu)如下CYACFORS1RS0OVUSRPCY 進位標(biāo)志位AC 輔助進位標(biāo)志位F0 通用標(biāo)志位RS1 寄存器組選擇位高位RS0 寄存器組選擇位低位OV 溢出標(biāo)志位USR 用戶定義標(biāo)志

19、位P 奇偶標(biāo)志位串行接口工作方式：串口為全雙工結(jié)構(gòu)，表示可以同時發(fā)送和接收。它還具有接收緩沖，在第一個字節(jié)從寄存器讀出之前，可以開始接收第二個字節(jié)。但是如果第二個字節(jié)接收完畢時第一個字節(jié)仍未讀出，其中一個字節(jié)將會丟失。串口的發(fā)送和接收寄存器都是通過SFR SBUF 進行訪問的。寫入SBUF 的數(shù)據(jù)裝入發(fā)送寄存器，對SBUF的讀操作是對物理上分開的接收寄存器進行訪問。串口有4 種操作模式：模式0串行數(shù)據(jù)通過RxD 進出。TxD 輸出時鐘。每次發(fā)送或接收以LSB 最低位作首位，每次8 位。波特率固定為MCU 時鐘頻率的1/12模式1TxD 腳發(fā)送，RxD 腳接收，每次數(shù)據(jù)為10 位，一個起始位（0

20、）， 8 個數(shù)據(jù)位（LSB 在前）及一個停止位（1）。 當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，停止位存于SCON 的RB8 內(nèi)，波特 率可變，由定時器1 溢出速率決定。模式2TxD腳發(fā)送，RxD腳接收，每次數(shù)據(jù)為11位，一個起始位（0），8個數(shù)據(jù)位（LSB 在前），一個可編程第9 位數(shù)據(jù)及一個停止位（1）。發(fā)送時，第9 個數(shù)據(jù)位（SCON 內(nèi)TB8 位）可置為0 或1。例如將奇偶位（PSW內(nèi)P位）移至TB8。接收時，第9位數(shù)據(jù)存入SCON 的RB8位，停止位忽略。波特率可編程為MCU 時鐘頻率的1/32 或1/64，由PCON 內(nèi)SMOD1 位決定。模式3TxD 腳發(fā)送，RxD 腳接收，每次數(shù)據(jù)為11位，一個起始位（

21、0）， 8個數(shù)據(jù)位（LSB 為首位），一可編程的第9位數(shù)據(jù)及一個停止位（1）。事實上模式3 除了波特率外均與模式2 相同。其波特率可變并由定時器1 溢出率決定。在上述4 種模式中，發(fā)送過程是以任意一條以寫SBUF 作為目標(biāo)寄存器的指令開始的，模式0 時接收通過設(shè)置R1=0 及REN=1 初始化，其它模式下如若REN=1 則通過起始位初始化。串行端口控制寄存器（SCON）串行端口控制及狀態(tài)寄存器即SCON，如下圖所示，其中包括模式選擇位，以及發(fā)送和接收的第9位數(shù)據(jù)（TB8 及RB8）， 以及串行端口中斷位（TI 及RI）。 串行控制寄存器（SCON）波特率操作模式0 的波特率是固定的，為fosc

22、/12 。模式2 的波特率是MCU 時鐘/64 或MCU 時鐘/32， 取決于PCON 寄存器中的SMOD1 位的值。若SMOD1=0（復(fù)位值）。波特率為MCU 時鐘/64，若SMOD1=1，波特率為MCU 時鐘/32。在80C51中，模式1和模式3的波特率由定時器1的溢出速率決定。使用定時器1 作波特率發(fā)生器當(dāng)定時器1 用作波特率發(fā)生器，模式1和3中波特率由定時器1 的溢出速率和SMOD1的值決定。在此應(yīng)用中定時器1 不能用作中斷，定時器1 可以工作在定時或計數(shù)方式和3 種工作模式中任何一個，在最典型應(yīng)用中它用作定時器方式工作自動重裝載模式（TMOD的高半字節(jié)為0010B）， 它的波特率值由

23、下式給出 可以定時器1 的中斷實現(xiàn)非常低的波特率。將定時器配置為16 位定時(TMOD的高半字節(jié)為0001B), 并使用中斷進行16 位軟件重裝。下圖列出了幾個常用的波特率以及如何從定時器1獲得：UART 模式0串行數(shù)據(jù)由RxD 端輸入，TxD 輸出同步移位時鐘，發(fā)送或接收的是8 位數(shù)據(jù)，低位在先，其波特率固定為MCU 時鐘的1/12。執(zhí)行任何一條把SBUF 作為目的寄存器的指令時，就開始發(fā)送。S6P2時刻的“寫SBUF信號將1 裝入發(fā)送移位寄存器的第9 位，并通知發(fā)送控制部分開始發(fā)送。寫SBUF 信號有效后 一個完整的機器周期后SEND端有效。SEND 使能RxD（P3.0 ）端送出數(shù)據(jù)Tx

24、D （P3.1 ）輸出移位時鐘。每個機器周期的S3 S4 及S5 狀態(tài)內(nèi)移位時鐘為低電平，而S6、S1及S2狀態(tài)內(nèi)為高。在SEND 有效時，每一機器周期的S6P2 時刻發(fā)送移位寄存器的內(nèi)容右移一位。數(shù)據(jù)位向右移時，左邊添加零。當(dāng)數(shù)據(jù)字節(jié)最高位（MSB）移到移位寄存器的輸出端時，其左邊是裝入“1”的第9位，再左的內(nèi)容均為0, 此時通知Tx 控制模塊進行最后一位移位處理后禁止SEND并置位T1, 所有這些步驟均在“寫入SBUF” 后第10 個機器周期的S1P1 時進行的。接收初始化條件是REN=1及R1=0。下一機器周期的S6P2時，RX控制單元向接收移位寄存器寫入1111 1110 并在下一個時

25、鐘使RECEIVE端有效。RECEIVE使能移位時鐘轉(zhuǎn)換P3.1功能，移位時鐘在每個機器周期的S3P1 及S6P1 跳變。在RECEIVE有效時每一機器周期的S6P2時刻，接收移位寄存器內(nèi)容向左移一位。從右移位進來的值是該機器周期S5P2時從P3.0 腳上采樣得來的。數(shù)據(jù)從右邊移入時，左邊移出為“1”。 當(dāng)初始時置入最右端的“0 ”移至最左端時，通知RX 控制時鐘作最后一次移位后裝入SBUF。在寫入SCON 清除R1 后第10個機器周期，RECEIVE端被清除且置位RI。UART 模式1串行口工作于模式1時，傳輸?shù)氖?0位；1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)（低位在先）及一位停止位（1）。由RxD接收

26、，TxD發(fā)送。接收時，停止位存入SCON內(nèi)RB8。 80C51 波特率取決于定時器1 的溢出速率發(fā)送過程是由執(zhí)行一條以SBUF為目的寄存器的指令啟動的?！皩慡BUF”信號還把1（TB8）裝入發(fā)送移位寄存器的第9位，同時通知發(fā)送控制器進行發(fā)送。實際上發(fā)送過程開始于16分頻計數(shù)器下次翻轉(zhuǎn)后的那個機器周期的S1P1時刻。每位的發(fā)送時序與16分頻計數(shù)器同步，而并不與“寫SBUF”信號同步。發(fā)送以激活SEND端開始，向TxD發(fā)送一起始位。一位（時間）以后DATA端有效，使輸出移位寄存器中數(shù)據(jù)得以送至TxD。再過一位，產(chǎn)生第一個移位脈沖。數(shù)據(jù)向右移出左邊不斷填以0，當(dāng)數(shù)據(jù)字節(jié)的最高位移到移位寄存器的輸出位

27、置時，其左邊是裝入“1”的第9位，再左的內(nèi)容均為0。此時通知TX 控制器作最后一次移位，然后禁止SEND 端并置位TI。這都發(fā)生于寫SBUF后16分頻計時器的第10 次翻轉(zhuǎn)時。接收在RxD端檢測到負跳變時啟動，為此MCU對RxD不斷采樣，采速率為波特率的16倍，當(dāng)檢測到負跳變時，16分頻計數(shù)器立即復(fù)位。同時將1FFH 寫入輸入移位寄存器。復(fù)位16 分頻計時器確保計時器翻轉(zhuǎn)時位與輸入數(shù)據(jù)位時間同步。計數(shù)器的16個狀態(tài)將每個位時間分為16份。在第7 8 9 狀態(tài)時，位檢測器對RxD端的值采樣，取值為三個采樣值中取多數(shù)（至少2個）作為讀入值，這樣可以抑制噪聲。如果所接收的第一位不為0，說明它不是一幀

28、數(shù)據(jù)的起始位。該位被摒棄，接收電路被復(fù)位，等待另一個負跳變的到來。這用來防止錯誤的起始位，如果起始位有效，則被移入輸入移位寄存器，并開始接收這一幀中的其它位。當(dāng)數(shù)據(jù)位逐一由右邊移入時，“1”從左邊被移出。當(dāng)起始位0移到最左邊時（模式1為9 位寄存器），通知接收控制器進行最后一次移位，將移位寄存器內(nèi)容（9）位分別裝入SBUF及RB8，并置RI=1。僅當(dāng)最后一位移位脈沖產(chǎn)生時同時滿足下述2個條件：RI=0，SM2=0或接收到的停止位=1，才會裝載SBUF和RB8，并且置位RI。上述兩個條件任一不滿足,所接收到的數(shù)據(jù)幀就會丟失，不再恢復(fù)。兩者都滿足時，停止位就進入RB8，8位數(shù)據(jù)進入SBUF ，RI

29、=1。這時無論上述條件滿足與否，接收控制單元都會重新等待RxD的負跳變。模式2和模式3 模式2和3中，發(fā)送（通過TxD）和接收（通過RxD）都是11位，包括1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位（LSB在先），1位可編程數(shù)據(jù)位（第9位）及一位停止位（1）。 發(fā)送時，第9 位數(shù)據(jù)位TB8可置為0或1。接收時，第9位存入SCON 的RB8。模式2時波特率可編程選為MCU 時鐘頻率的1/16 或1/32。在本系統(tǒng)中我們將用到定時器T1，設(shè)置TMOD=0X20，而串口則工作在模式1，設(shè)置SCON=0X50，下面我們來看一下模式1的功能： 串口模式1 2.2.32.2.3 夜晶夜晶 LCDLCD 電路電路 128

30、64M 是一種圖形點陣液晶顯示模塊，它主要由行驅(qū)動器、列驅(qū)動器及 12864 全點陣液晶顯示器組成。模塊的外部接口模塊的外部接口外部接口信號如下表 2 所示：表 2管腳號管腳名稱LEVER管腳功能描述1VSSOV電源地2VDD5.0V電源電壓3VO-液晶顯示器驅(qū)動電壓輸入4D/IH/LD/I“H” ，表示 DB7DB0 為顯示數(shù)據(jù)D/I“L” ，表示 DB7DB0 為顯示指令數(shù)據(jù)5R/WH/LR/W“H” ，E“H” ，數(shù)據(jù)被讀到 DB7DB0R/W“L” ，E“HL”,DB7DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR6EH/L使能信號：R/W“L” ，E 信號下降沿鎖存 DB7DB0 R/W“H”

31、 ，E“H”DRAM 數(shù)據(jù)讀到DB7DB07DBOH/L數(shù)據(jù)線8DB1H/L數(shù)據(jù)線9DB2H/L數(shù)據(jù)線10DB3H/L數(shù)據(jù)線11DB4H/L數(shù)據(jù)線12DB5H/L數(shù)據(jù)線13DB6H/L數(shù)據(jù)線14DB7H/L數(shù)據(jù)線15CS1H/LH：選擇芯片 1 信號16CS2H/LH：選擇芯片 2 信號17/RESH/L復(fù)位信號18VEE-10VLCD 驅(qū)動負電壓輸出19EL+5VEL 背光板電源20EL-0VEL 背光板電源指令說明指令說明指令表：表 3指令碼指令RWDID7D6D5D4D3D2D1D0功能顯示ON/OFF0000111111/0控制顯示器的開關(guān)，不影響 DDRAM 中數(shù)據(jù)和內(nèi)部狀態(tài) 顯示起

32、始行0011顯示起始行（063）指定顯示屏從 DDRAM 中哪一行開始顯示數(shù)據(jù)設(shè)置X 地址0010111X：07設(shè)置 DDRAM 中的頁地址（X 地址）設(shè)置Y 地址0001Y 地址（063）設(shè)置地址（Y 地址）讀狀態(tài)10BUSY0ON/OFFRST0000RST1：復(fù)位 0：正常ON/OFF1：顯示開 0：顯示關(guān)BUSY 0：READY1：IN OPERATION寫顯示數(shù)據(jù)01顯示數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)DB7DB0 寫入 DDRAM讀顯示數(shù)據(jù)11顯示數(shù)據(jù)將 DDRAM 中的數(shù)據(jù)讀出到數(shù)據(jù)線 DB7DB0 上1. 顯示開關(guān)控制（DISPLAY ON/OFF）代碼 R/W D/I DB7 DB6 D

33、B5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0形式 D1：開顯示（DISPLAY ON）意即顯示器可以進行各種顯示操作D0：關(guān)顯示（DISPLAY OFF）意即不能對顯示器進行各種顯示操作2. 設(shè)置顯示起始行（DISPLAY START LINE）代碼 形式 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 00 1 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 前面在 Z 地址計數(shù)器一節(jié)已經(jīng)描述了顯示起始行是由 Z 地址計數(shù)器控制的。A5A0 6位地址自動送入 Z 地址計數(shù)器，起始行的地址可以是 063 的任意一行。例如：選擇 A5A0 是 62，則起始行與 DDRAM

34、 行的對應(yīng)關(guān)系如下：DDRAM 行：62 63 0 1 2 3 28 29屏幕顯示行：1 2 3 4 5 6 62 63000011111D 3. 設(shè)置頁地址（SET PAGE “X ADDRESS” ） 代碼 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 所謂頁地址就是 DDRAM 的行地址，8 行為一頁，模塊共 64 行即 8 頁，A2A0 表示 07 頁。讀寫數(shù)據(jù)對地址沒有影響，頁地址由本指令或 RST 信號改變復(fù)位后頁地址為0。頁地址與 DDRAM 的對應(yīng)關(guān)系見 DDRAM 地址表。4. 設(shè)置 Y 地址（SET Y ADDRESS）代碼 R/W

35、D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0形式 此指令的作用是將 A5A0 送入 Y 地址計數(shù)器，作為 DDRAM 的 Y 地址指針。在對DDRAM 進行讀寫操作后，Y 地址指針自動加 1，指向下一個 DDRAM 單元。DDRAM 地址表： 表 4CS11CS21Y016263016263行號DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB707DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7855X0X7DBODB7DBOD

36、B7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB7DBODB756635. 讀狀態(tài)（STATUS READ）代碼 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0形式 當(dāng) R/W1 D/I0 時，在 E 信號為“H”的作用下，狀態(tài)分別輸出到數(shù)據(jù)總線（DB7DB0）的相應(yīng)位。BF： 前面已敘述過（見 BF 標(biāo)志位一節(jié)） 。ON/OFF：表示 DFF 觸發(fā)器的狀態(tài)（見 DFF 觸發(fā)器一節(jié)） 。RST： RST1 表示內(nèi)部正在初始化，此時組件不接受任何指令和數(shù)據(jù)。6. 寫顯示數(shù)據(jù)（WRITE DISPLAY DATE）代碼 R/W

37、D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0形式 0010111A2A1A00001A5A4A3A2A1A001BUSY0ON/OFFRET000001D7D6D5D4D3D2D1D0 D7D0 為顯示數(shù)據(jù)，此指令把 D7D0 寫入相應(yīng)的 DDRAM 單元，Y 地址指針自動加1。7. 讀顯示數(shù)據(jù)（READ DISPLAY DATE）代碼 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0形式 此 指令把 DDRAM 的內(nèi)容 D7D0 讀到數(shù)據(jù)總線 DB7DB0，Y 地址指針自動加 1。讀寫操作時序讀寫操作時序1. 寫操作時序 圖 3 Tcy

38、cPwetE PwehR/W 0.8VCS1，CS2，CS3D/IDB0DB72. 讀操作時序 圖 4 TcycPwetE Pweh TTr R/W 0.8VCS1，CS2，CS3D/IDB0DB71. 讀寫時序參數(shù)表表 5名 稱符 號最小值典型值最大值單位E 周期時間Tcyc1000-nsE 高電平寬度Pweh450-nsE 低電平寬度Pwel450-nsE 上升時間Tr-25nsE 下降時間Tr-25ns11D7D6D5D4D3D2D1D0TfTrTdswTahTasTas2.0V0.8V2.0VVV2.0V0.8VTdswTahTasTas2.0V0.8V2.0VVV2.0V0.8VTr

39、Tddr 地址建立時間Tas140-ns地址保持時間Tah10-ns數(shù)據(jù)建立時間Tdsw200-ns數(shù)據(jù)延遲時間Tddr-320ns寫數(shù)據(jù)保持時間Tdhw10-ns讀數(shù)據(jù)保持時間Tdhw20-ns在本系統(tǒng)中的實際電路應(yīng)用如下：1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-May-2004Sheet of File:D:MyDesign.DdbDrawn By:A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7A8A9A10A11A12R171/2W5.1VCCR1810KR1910KVCCGND1VPP2VO3D/I4R/W5E6DB07DB18D

40、B29DB310DB411DB512DB613DB714CS115CS216VCC17VEE18EL+19EL-20U4YJLED_1 2.2.42.2.4 紅外通訊紅外通訊紅外部分由紅外發(fā)送和紅外接收組成。紅外發(fā)送部分圖如下：1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-May-2004Sheet of File:D:MyDesign.DdbDrawn By:VCCD1TSAL6200R3180R2102R4203R1203VCCTXD38KhzR5102Q1PNP1Q2PNP1圖中 D1 為紅外發(fā)送管，圖組成了一個或非門其真值表如下：TXD

41、38KHZD1110100010001只有當(dāng) D1 為 1 時，發(fā)送管才工作。因此只有當(dāng) TXD 和 38KHZ 都為 0 是發(fā)射管才向外發(fā)送數(shù)據(jù)。然而單片機采用的晶振的頻率為 11.0592M，沒辦法直接產(chǎn)生 38KHZ 方波，而紅外發(fā)送一定要這個頻率，因此我們用 RC 振蕩電路產(chǎn)生，圖如下 1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-May-2004Sheet of File:D:MyDesign.DdbDrawn By:38KR232R5R22180R21241C61000pF38K-CTQ4NPNR20102R2420312IC6A7

42、4LS04_134IC6B74LS04_256IC6C74LS04_389IC6D74LS04_41011IC6E74LS04_5R25203KG1KG2KG3KG4根據(jù) RC 振蕩電路的特性，時間常數(shù) 等于 RC74LS04 芯片的反向器從 5V 降到 0.7V 時會翻轉(zhuǎn)，從 5V 衰減到 0.7V，根據(jù)衰減特性圖可知大概需要 2 個時間常數(shù)時間，我需要 38KHZ 的方波（周期為 1/38000）即 2RC=1/38000 得 RC=0.000013我們用 103（10000pf）的電容，那么電阻為 1300 歐姆，經(jīng)用示波器測得電阻值為1260 歐姆。這樣我們就得到了 38KHZ 的方波

43、用于紅外發(fā)送。紅外接收部分圖如下： 1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-May-2004Sheet of File:D:MyDesign.DdbDrawn By:RXDVCC3GND2RX1V1REC_ICR6203VCCC11042.2.52.2.5 ICIC 卡部分卡部分簡述簡述AT88SC1608 具有 17408 bit 串行 EEPROM 存儲器，分為一個 128 字節(jié)的設(shè)置區(qū)和 8 個256 字節(jié)的用戶區(qū)。此卡是作為安全存儲卡優(yōu)化的，適用于多用途智能卡、電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩R別，并可用作無內(nèi)部微處理器的系統(tǒng)的組件。嵌入的安全

44、認證協(xié)議使存儲卡與主機之間能夠相互認證。當(dāng)此卡配合帶有微控制器（如 AT89C51、AT89C2051、AT90S1200）的主機工作時，系統(tǒng)具備反在線竊聽功能。此卡與主機互換由隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的測試碼，并通過包含在各自部分的特定加密函數(shù)驗證其值。當(dāng)雙方所得結(jié)果相同時，允許讀寫存儲卡。存儲器訪問存儲器訪問取決于卡的設(shè)置，主機可能需要執(zhí)行安全認證協(xié)議，以及為讀寫操作提交不同的口令。各個用戶區(qū)既可以設(shè)置成自由讀寫，也可以設(shè)置成以口令限制訪問。為了保證多用途卡不同用戶區(qū)的安全，各區(qū)可以使用不同的口令組。每個口令及安全認證的專用錯誤計數(shù)器可防止“系統(tǒng)性的攻擊” 。當(dāng)存儲器卡未鎖閉時，使用 SDA 和

45、SCL 的雙線串行協(xié)議有效。存儲卡具有一個專用的寄存器，用來提供符合 ISO 7816-3 復(fù)位應(yīng)答的 32bit 數(shù)據(jù)流。方框圖方框圖 隨機數(shù)發(fā)生器電源管理ISO接口EEPROM安全驗證單元數(shù)據(jù)傳輸口令驗證復(fù)位應(yīng)答VCCGNDSCLSDARST引腳說明引腳說明電源電壓（電源電壓（VCCVCC）VCC 輸入是由主機提供的 2.7V 至 5.5V 正電壓。串行時鐘（串行時鐘（SCLSCL）SCL 輸入用于上升沿校準(zhǔn)入卡數(shù)據(jù)，下降沿校準(zhǔn)出卡數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)（串行數(shù)據(jù)（SDASDA）此引腳是雙向數(shù)據(jù)傳輸引腳。此腳為開漏驅(qū)動，可與任意數(shù)量的其它開漏或開集電極器件實現(xiàn)線路或。在 SDA 與 VCC 之間應(yīng)

46、連接外接上拉電阻。此電阻的電阻值以及系統(tǒng) SDA總線容性負載將決定 SDA 的上升時間。此上升時間決定了讀操作的最高頻率。較小阻值的電阻將使工作頻率提高，同時平均供電電流也加大。復(fù)位（復(fù)位（RSTRST）當(dāng) RST 輸入拉至高點平時，卡輸出寫在 32 bit 復(fù)位應(yīng)答寄存器中的數(shù)據(jù)。所有的口令和安全認證所取得權(quán)限均被清除。在復(fù)位后，必須重新接進行安全認證和口令驗證來重新取得用戶訪問權(quán)限。內(nèi)存分配內(nèi)存分配前 16k bit 的內(nèi)存被分成 8 個 256 字節(jié)的用戶區(qū)區(qū)$0$0$1$1$2$2$3$3$4$4$5$5$6$6$7$7$00$00256 字節(jié)- - -用戶 0$F8$F8$100$1

47、00- -用戶 1-用戶 6$6F8$6F8$00$00用戶 7256 字節(jié)- - - -$7F8$7F8最后 1k 字節(jié)內(nèi)存是設(shè)置區(qū)，存有特定的系統(tǒng)數(shù)據(jù)、訪問權(quán)限和讀寫命令；它分為 6 個子區(qū)：設(shè)置$0$0$1$1$2$2$3$3$4$4$5$5$6$6$7$7 復(fù)位應(yīng)答批歷史代碼$00$00制造廠商代碼保留制卡商代碼$08$08AR0AR1AR2AR3AR4AR5AR6AR7$10$10訪問保留$18$18AAC卡號(Nc)$20$20驗證密碼(Ci)$28$28加密加密種子(Gc)$30$30對 1608 卡的讀寫是通過 IIC 總線來實現(xiàn)的。I2CI2C 總線概述總線概述I2C 總線支

48、持任何IC 生產(chǎn)過程NMOS CMOS 雙極性兩線串行數(shù)據(jù)SDA 和串行時鐘SCL 線在連接到總線的器件間傳遞信息每個器件都有一個唯一的地址識別無論是微控制器LCD驅(qū)動器存儲器或鍵盤接口而且都可以作為一個發(fā)送器或接收器由器件的功能決定很明顯LCD驅(qū)動器只是一個接收器而存儲器則既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據(jù)除了發(fā)送器和接收器外器件在執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸時也可以被看作是主機或從機見表1 主機是初始化總線的數(shù)據(jù)傳輸并產(chǎn)生允許傳輸?shù)臅r鐘信號的器件此時任何被尋址的器件都被認為是從機?？傮w特征總體特征SDA 和SCL 都是雙向線路，都通過一個電流源或上拉電阻連接到正的電源電壓見圖3 。當(dāng)總線空閑時，這兩條線路都是高電平

49、。連接到總線的器件輸出級必須是漏極開路或集電極開路才能執(zhí)行線與的功能。I2C 總線上數(shù)據(jù)的傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達100kbit/s， 在快速模式下可達400kbit/s， 在高速模式下可達3.4Mbit/s。 連接到總線的接口數(shù)量只由總線電容是400pF 的限制決定。位傳輸位傳輸由于連接到I2C 總線的器件有不同種類的工藝（CMOS NMOS 雙極性）。邏輯0 （低）和1（高）的電平不是固定的，它由VDD 的相關(guān)電平?jīng)Q定。每傳輸一個數(shù)據(jù)位就產(chǎn)生一個時鐘脈沖。 數(shù)據(jù)的有效性數(shù)據(jù)的有效性SDA 線上的數(shù)據(jù)必須在時鐘的高電平周期保持穩(wěn)定。數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)只有在SCL 線的時鐘信號是低電平時才

50、能改變見圖4起始和停止條件起始和停止條件在I2C 總線中唯一出現(xiàn)的是被定義為起始S 和停止P 條件見圖5 的情況。其中一種情況是在SCL 線是高電平時SDA 線從高電平向低電平切換這個情況表示起始條件。當(dāng)SCL 是高電平時SDA 線由低電平向高電平切換表示停止條件起始和停止條件。一般由主機產(chǎn)生總線在起始條件后被認為處于忙的狀態(tài)在停止條件的某段時間后總線被認為再次處于空閑狀態(tài)。如果產(chǎn)生重復(fù)起始Sr 條件而不產(chǎn)生停止條件，總線會一直處于忙的狀態(tài)。此時的起始條件S和重復(fù)起始Sr 條件在功能上是一樣的。 因此在本文檔的剩余部分符號S 將作為一個通用的術(shù)語既表示起始條件又表示重復(fù)起始條件，除非有特別聲明

51、的Sr。如果連接到總線的器件合并了必要的接口硬件，那么用它們檢測起始和停止條件十分簡便。但是，沒有這種接口的微控制器在每個時鐘周期至少要采樣SDA 線兩次來判別有沒有發(fā)生電平切換。 傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)格式字節(jié)格式發(fā)送到SDA 線上的每個字節(jié)必須為8 位。每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制。每個字節(jié)后必須跟一個響應(yīng)位。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（MSB ）（見圖6）。 如果從機要完成一些其他功能后（例如一個內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時鐘線SCL 保持低電平迫使主機進入等待狀態(tài)。當(dāng)從機準(zhǔn)備好接收下一個數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時鐘線SCL 后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。在一些情況下，可以

52、用與I2C 總線格式不一樣的（格式例如兼容CBUS 的器件）。甚至在傳輸一個字節(jié)時，用這樣的地址起始的報文可以通過產(chǎn)生停止條件來終止。響應(yīng)響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸必須帶響應(yīng)。相關(guān)的響應(yīng)時鐘脈沖由主機產(chǎn)生。在響應(yīng)的時鐘脈沖期間，發(fā)送器釋放SDA 線（高）。在響應(yīng)的時鐘脈沖期間，接收器必須將SDA 線拉低，使它在這個時鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平（見圖7）。 當(dāng)然，必須考慮建立和保持時間。通常被尋址的接收器在接收到的每個字節(jié)，后除了用CBUS 地址開頭的報文，必須產(chǎn)生一個響應(yīng)。當(dāng)從機不能響應(yīng)從機地址時（例如它正在執(zhí)行一些實時函數(shù)不能接收或發(fā)送），從機必須使數(shù)據(jù)線保持高電平。主機然后產(chǎn)生一個停止條件終止傳

53、輸或者產(chǎn)生重復(fù)起始條件開始新的傳輸。如果從機接收器響應(yīng)了從機地址但是在傳輸了一段時間后不能接收更多數(shù)據(jù)字節(jié)，主機必須再一次終止傳輸。這個情況用從機在第一個字節(jié)后沒有產(chǎn)生響應(yīng)來表示。從機使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機產(chǎn)生一個停止或重復(fù)起始條件。如果傳輸中有主機接收器，它必須通過在從機不產(chǎn)生時鐘的最后一個字節(jié)不產(chǎn)生一個響應(yīng)，向從機發(fā)送器通知數(shù)據(jù)結(jié)束。從機發(fā)送器必須釋放數(shù)據(jù)線，允許主機產(chǎn)生一個停止或重復(fù)起始條件。 7 7 位的地址格式位的地址格式數(shù)據(jù)的傳輸遵循圖10 所示的格式。在起始條件（S） 后，發(fā)送了一個從機地址這個地址共有7 位，緊接著的第8 位是數(shù)據(jù)方向位（R/W ）0 表示發(fā)送（寫），1 表示

54、請求數(shù)據(jù)（讀）。數(shù)據(jù)傳輸一般由主機產(chǎn)生的停止位（P） 終止。但是，如果主機仍希望在總線上通訊，它可以產(chǎn)生重復(fù)起始條件（Sr）和尋址另一個從機，從而不是首先產(chǎn)生一個停止條件。在這種傳輸中可能有不同的讀/寫格式結(jié)合。 在本系統(tǒng)中的實際電路應(yīng)用如下：1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-May-2004Sheet of File:D:MyDesign.DdbDrawn By:VCC8GND1RST7NC2SCL6SDA3NC5NC4DZ09DZ110U3IC_CARD_SETVCCR15203SCLR16203VCCIC_RSTSDAC510

55、4R14203CARD_PUSH2.32.3 電路板的制作電路板的制作電路板的制作主要考慮電路板級的電磁兼容性（EMC）的設(shè)計。電磁干擾是現(xiàn)代工業(yè)面對的一個主要問題。為了克服干擾，電路設(shè)計者不得不移走干擾源，或設(shè)法保護電路不受干擾。為了減少干擾，我們從以下幾方面考慮：2.3.1元件的選擇元件的選擇元件的選擇和電路設(shè)計是影響板級電磁兼容性能的主要因素。每一種電子元件都有它各自的特性，因此，要求在設(shè)計時仔細考慮。下面將討論一些常見的用來減少或者抑制電磁兼容性的電子元件和電路設(shè)計技術(shù)。元件組元件組有兩種基本的電子元件組：有引腳的和無引腳的元件。有引腳線元件有寄生效果，尤其在高頻時。該引腳形成一個小電

56、感，大約是 1nH/mm/ 引腳。引腳的末端也能產(chǎn)生一個小電容性的效應(yīng)，大約有 4 pF 。因此，引腳的長度應(yīng)盡可能的短。與有引腳的元件相比，無引腳且表面貼裝的元件的寄生效果要小一些。其典型值為：0.5 nH 的寄生電感和約 0.3 pF 的終端電容。從電磁兼容性的觀點看，表面貼裝元件效果最好。其次是放射狀引腳元件，最后是軸向平行引腳的元件。1.1.電阻電阻由于表面貼裝元件具有低寄生參數(shù)的特點，因此，表面貼裝電阻總是優(yōu)于有引腳的電阻。對于有引腳的電阻，應(yīng)首選碳膜電阻，其次是金屬膜電阻，最后是線繞電阻。由于在相對低的工作頻率下（約 MHz 數(shù)量級） ，金屬膜電阻是主要的寄生元件，因此其適合用語高

57、功率密度或和高準(zhǔn)確度的電阻中。 線繞電阻有很強的電感特性，因此在對頻率敏感的應(yīng)用中不能用它。它適合用在大功率處理的電路中。在放大器的設(shè)計中，電阻的選擇非常重要。在高頻環(huán)境下，電阻的阻抗會因為電阻的電感效應(yīng)而增加。因此，增益控制電阻的位置應(yīng)該盡可能的靠近放大器電路以減少電路板的電感。在上拉/下拉電阻的電路中，晶體管或集成電路的快速切換會增加上升時間。為了減少這個影響，所有的偏置電阻必須盡可能靠近有源器件及他的電源和地，從而減少 PCB 連線的電感。在穩(wěn)壓（整流）或參考電路中，直流偏置電阻應(yīng)盡可能地靠近有源器件以減輕去耦效應(yīng)（即改善瞬態(tài)響應(yīng)時間） 。在 RC 濾波網(wǎng)絡(luò)中，線繞電阻的寄生電感很容易引

58、起本機振蕩，所以必須考慮由電阻引起的電感效應(yīng)。2.電容電容由于電容種類繁多，性能各異，選擇合適的電容并不容易。但是電容的使用可以解決許多 EMC 問題。鋁質(zhì)電解電容通常是在絕緣薄層之間以螺旋纏繞金屬箔而制成，這樣可在單位體積內(nèi)得到較大的電容值，但也使得該部分的內(nèi)部感抗增加。陶質(zhì)電容的結(jié)構(gòu)是在陶瓷絕緣體中包含多個平行的金屬片。其主要寄生為片結(jié)構(gòu)的感抗，并且通常這將在低于 MHz 的區(qū)域造成阻抗。絕緣材料的不同頻響特性意味著一種類型的電容會比另一種更適合于某種應(yīng)用場合。鋁電解電容適合用于低頻終端，主要是存儲器和低頻濾波器領(lǐng)域。在中頻范圍內(nèi)（從 KHz到 MHz） ，陶瓷電容比較適合，常用于去耦電路

59、和高頻濾波。特殊低損耗（通常價格比較昂貴）陶瓷電容和云母電容適合于甚高頻應(yīng)用和電路。為得到最好的 EMC 特性，電容具有低的 ESR（Equivalent Series Resistance，等效串聯(lián)電阻）值是很重要的，因此它會對信號造成大的衰減，特別是在應(yīng)用頻率接近電容諧振頻率 場合。a)旁路電容旁路電容的主要功能是產(chǎn)生一個交流分路，從而消去進入易感區(qū)的那些不需要的能量。旁路電路一般作為高頻旁路器件來減少對電源模塊的瞬態(tài)電流需求。通常鋁電解電容比較適合旁路電容，其電容值取決于 PCB 板上的瞬態(tài)電流需求，一般在 10 至 470uF 范圍內(nèi)。若 PCB 板上有許多集成電路，高速開關(guān)電路和具有

60、長引線的電源，則應(yīng)選擇大容量的電容。b)去耦電容有源器件在開關(guān)時產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。實際上，旁路電容和去耦電容都應(yīng)該盡可能放在靠近電源輸入處以幫助濾除高頻噪聲。去耦電容的取值大約是旁路電容的 1/100 到 1/1000。為了得到更好的 EMC 特性，去耦電容還應(yīng)盡可能地每個集成塊（IC） ，因為布線阻抗將減少去耦電容的效力。陶瓷電容常被用來去耦，其值決定于最快信號的上升時間和下降時間。例如，對一個33MHz 的時鐘信號，可使用 4.7 nF 到 100nF 的電容；對一個 10