電子線路設(shè)計與制作.ppt

1、西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,1,電子線路設(shè)計與制作,專用集成電路及其應(yīng)用,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,2,課程內(nèi)容,PLD器件應(yīng)用 無線收發(fā)電路 V/F轉(zhuǎn)換器 A/D、D/A應(yīng)用 鍵盤 數(shù)字電位器,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,3,A/D、D/A應(yīng)用,高速A/D、D/A的應(yīng)用,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,4,A/D、D/A的應(yīng)用 A/D、D/A的主要性能指標(biāo),A/D： 分辨率（位數(shù)）：V/2N 轉(zhuǎn)換速率/時間（采樣率）：如，40M、25S 輸入電壓范圍：05V、-5V+5V 輸入路數(shù)：單路輸入、多路輸入 數(shù)字輸出特性：二進(jìn)制、十進(jìn)制、BCD碼 數(shù)字輸出方式：并行、串行 供電電源（基準(zhǔn)源） 輸入電阻（輸入阻抗） 工作環(huán)境

2、（溫度、濕度）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,5,A/D、D/A的應(yīng)用 A/D、D/A的主要性能指標(biāo),D/A： 分辨率（位數(shù)）：V/2N 建立速率（穩(wěn)定時間）：如，40M、1S 數(shù)字輸入方式：并行、串行 輸出電壓范圍：05V、-5V+5V 輸出電壓類型：電壓輸出、電流輸出 供電電源（基準(zhǔn)源） 工作環(huán)境（溫度、濕度）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,6,A/D、D/A的應(yīng)用 常見的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器,A/D： MC14433、ICL7135（雙積分型） ADC0809、AD574（逐次逼近型） TLC5540（半閃速轉(zhuǎn)換器flash converters）,D/A： DAC0832（低速） MAX5188/MA

3、X5191（高速）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,7,A/D、D/A的應(yīng)用 高速A/D、D/A的應(yīng)用范圍,高速數(shù)據(jù)采集：數(shù)字示波器 電荷耦合器件(CCD):數(shù)碼照相機(jī)、掃描儀 機(jī)頂盒：數(shù)字電視 通信：調(diào)制/解調(diào)（正交移相鍵控QPSK）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,8,A/D、D/A的應(yīng)用 高速A/D的使用,“高速”并不意味著“復(fù)雜”,操作時序簡捷,控制命令簡單,電路結(jié)構(gòu)簡化,調(diào)試過程更為容易,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,9,A/D、D/A的應(yīng)用 高速A/D：TLC5540,8位分辨率 最高轉(zhuǎn)換速率40M/S 內(nèi)部采樣和保持功能 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生 5V單電源工作 低功耗（80mW）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,10,A/

4、D、D/A的應(yīng)用典型應(yīng)用,OE：使能端 CLK：時鐘輸入 D0D7：數(shù)據(jù)輸出 ANALOG IN：模擬信號輸入,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,11,A/D、D/A的應(yīng)用 TLC5540轉(zhuǎn)換時序圖,TW,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,12,A/D、D/A的應(yīng)用 TLC5540的輸出使能,OE：（Output Enable）輸出使能,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,13,A/D、D/A的應(yīng)用 TLC5540與MCU的接口,能否與51單片機(jī)直接連接？,轉(zhuǎn)換時間：1 / 40M = 0.025S,12M晶振、一個機(jī)器周期為 1S,加接緩沖存儲器,可與其它高速單片機(jī)或DSP相連,解決辦法：,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,14,A/D、D

5、/A的應(yīng)用 TLC5540與MCS51的接口,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,15,A/D、D/A的應(yīng)用 控制電路的實(shí)現(xiàn),由數(shù)字電路實(shí)現(xiàn) 通過CPLD實(shí)現(xiàn) 通過FPGA實(shí)現(xiàn) FPGA可以實(shí)現(xiàn)控制電路 也可以在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高速RAM 采用雙口RAM可使控制電路簡化,A/D End,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,16,A/D、D/A的應(yīng)用 高速D/A：MAX5188/5191,8位分辨率 最高轉(zhuǎn)換速率40M/S 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生 低噪聲+1.2V基準(zhǔn) 雙路交替輸出 電流差動輸出,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,17,A/D、D/A的應(yīng)用,時鐘輸入,差動放大器,數(shù)據(jù)輸入,5191內(nèi)置電阻,電路中只有一路數(shù)字輸入 有二路模擬輸出 而

6、且沒有選擇引腳,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,18,A/D、D/A的應(yīng)用 MAX5188/5191,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,19,鍵盤的應(yīng)用,PS/2鍵盤在單片機(jī)中的應(yīng)用,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,20,PS/2鍵盤的應(yīng)用 單片機(jī)常用鍵盤,I/O模式鍵盤 掃描鍵盤 8155（I/O擴(kuò)展芯片）掃描鍵盤 利用串口實(shí)現(xiàn)鍵盤 專用鍵盤（顯示）集成電路 電腦用PS/2鍵盤和數(shù)字小鍵盤,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,21,PS/2鍵盤的應(yīng)用 I/O模式鍵盤,用于鍵數(shù)較少的系統(tǒng) 占用較多I/O,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,22,PS/2鍵盤的應(yīng)用 掃描鍵盤,用較少的I/O口 實(shí)現(xiàn)較多的按鍵,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,23,PS/2鍵盤的應(yīng)

7、用 8155（I/O擴(kuò)展芯片）掃描鍵盤,I/O口不夠用時 按鍵數(shù)量很多 常與顯示共用,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,24,PS/2鍵盤的應(yīng)用 利用串口實(shí)現(xiàn)鍵盤,利用較少的I/O 實(shí)現(xiàn)較多按鍵 占用串口 可用I/O模擬串口 可擴(kuò)展更多按鍵,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,25,PS/2鍵盤的應(yīng)用 鍵盤抖動產(chǎn)生原因,機(jī)械按鍵或開關(guān)在閉合和斷開時產(chǎn)生抖動 抖動時間長短與機(jī)械特性有關(guān) 抖動時間一般為540mS,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,26,PS/2鍵盤的應(yīng)用 鍵盤抖動的消除方法,硬件消除 在鍵盤兩端接濾波電路 軟件消除 通過軟件延時消除,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,27,PS/2鍵盤的應(yīng)用 專用鍵盤(顯示)集成電路8279,教

8、材MCS-51單片機(jī)P152 可實(shí)現(xiàn)對鍵盤/顯示器自動掃描 自動識別鍵盤上閉合的按鍵并進(jìn)行編碼 有鍵閉合產(chǎn)生中斷 內(nèi)含去抖動電路 具有雙鍵鎖定功能 具有組合鍵功能（上檔鍵Shift、Ctrl）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,28,PS/2鍵盤的應(yīng)用 專用鍵盤(顯示)集成電路8279,PCB圖,印制板圖,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,29,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤和數(shù)字小鍵盤,PC鍵盤 （筆記本鍵盤、無副鍵盤）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,30,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤和數(shù)字小鍵盤,數(shù)字小鍵盤 17個按鍵 與標(biāo)準(zhǔn)鍵盤的副鍵盤相同,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,31,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤和數(shù)字小鍵盤

9、,數(shù)字小鍵盤 20個按鍵 增加了功能鍵 ESC、F1F6 Clear(退格鍵) 比較實(shí)用,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,32,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤和數(shù)字小鍵盤,數(shù)字小鍵盤（刷卡） 20個按鍵 增加了磁卡讀卡器 磁卡信息與鍵盤編碼相同,刷卡口,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,33,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤的特性,使用方便、隨處可得 功能齊全（可以隨意更改按鍵功能） 電路結(jié)構(gòu)簡單 價格低廉,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,34,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤的接口規(guī)范,共4個有用腳 電源由PC提供 與PC共地 時鐘和地都是集電極開路 接上拉電阻（約4.7K）,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,35,PS/2鍵盤的應(yīng)

10、用 PS/2鍵盤的接口規(guī)范,自動掃描 自動識別 自動編碼 有鍵按下時才發(fā)送數(shù)據(jù) 減輕了CPU的負(fù)擔(dān),西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,36,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤與單片機(jī)連接,數(shù)據(jù),時鐘,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,37,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤時序圖,鍵盤向主機(jī)發(fā)送信息,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,38,PS/2鍵盤的應(yīng)用 PS/2鍵盤編碼,0 x0e,|, 0 x15,q, 0 x16,1, 0 x1a,z, 0 x1b,s, 0 x1c,a, 0 x1d,w, 0 x1e,2, 0 x21,c, 0 x22,x, 0 x23,d, 0 x24,e,詳細(xì)編碼見其它資料,西華大學(xué)電氣信息學(xué)院,39,PS/2鍵盤的應(yīng)用 通過數(shù)字電路單片機(jī)連接