【正文】 3Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1CLK11U1474LS374D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1CLK11U1574LS374D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1CLK11U1674LS374D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1CLK11U1774LS3741 2U18A7404CLK11 2U19A74LS041234567891011121314151617181920212223242526J2CON26D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7P14P15P16P17CLK1CLK2D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7CLK2P14P15P16P17D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7P14P15P16P17CLK1CLK2D0D1D2D3D4D5D6D7 第 三 章 軟 件 的 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 第一節(jié) 主 程 序 的 功 能 說(shuō) 明 ： 對(duì)片外 RAM1000H1007H 寫(xiě) 入 數(shù) 據(jù) ，然 后 再 逐 一 讀 出 ，送 P1口控制發(fā)光二極管，使 8 個(gè)發(fā)光二極管依次點(diǎn)亮。 根 據(jù) Tj=Ta+PR 可知，如果環(huán)境溫度降低，或者功 耗 減 少 、 熱 阻 降 低 等 都 能 夠 使 Tj降低。 由 上 所 述 ， 可 推 導(dǎo) 出 Tc＝ Tj－ P RJC 也 就 是 說(shuō) ，當(dāng) Tc 實(shí)測(cè)值小于根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)所提供數(shù)據(jù)計(jì)算出的 最 大 值 時(shí) ， 芯 片 可 正 常 工 作 。熱阻 的單位為 ℃ /W ，表示功率增加 1W時(shí)所引起的 溫 升 。 簡(jiǎn) 單 熱 量 傳 遞 模 型 ： 熱 量 分 析 中 引 入 一 個(gè) 熱 阻 參 數(shù) ， 類 似于電路中的電阻。在 高 速 電 路 中 ，芯 片 的 功 耗 較 大 ，在 正 常 條 件 下 的 散 熱 不 能 保 證芯片的結(jié)點(diǎn)溫度不超過(guò)允許工作溫度，因此需要考慮芯片的散熱問(wèn)題 。 (1)數(shù) 字 電 路 散 熱 原 理 半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量來(lái)源 于芯片的功耗，熱量的累積必定導(dǎo)致半導(dǎo)體結(jié)點(diǎn)溫度的升高。 5 熱設(shè)計(jì) 電子元件密度比以前高了很多，同時(shí)功率密度也相應(yīng)有了增加 。實(shí)際的機(jī)箱屏蔽體由于制造、裝配、維 修 、散 熱 及 觀 察 要 求 ，其 上 一 般 都 開(kāi) 有 形 狀 各 異 、尺 寸 不 同 的孔 縫 ，必 須 采 取 措 施 來(lái) 抑 制 孔 縫 的 電 磁 泄 漏 。 PCB 分 層 堆 疊 在 控制EMI 輻射中的作用和設(shè)計(jì)技巧，通過(guò)合適的疊層也可以降低 EMI。對(duì)于實(shí)在必須跨區(qū)的情況，需要通過(guò)，在兩區(qū)之間加連接高頻電容等技術(shù)。第一個(gè)原則是盡可能減小電流環(huán)路 的 面 積 ；第 二 個(gè) 原 則 是 系 統(tǒng) 只 采 用 一 個(gè) 參 考 面 。所以，一些輻射較大的走線，如時(shí)鐘線等，最好走成 Strip Line 結(jié) 構(gòu) 。 PCB 上的信號(hào)線會(huì)與相鄰的接地平面形成微 波 工 程 中 常 見(jiàn) 的 Microstrip Line（ 微 帶 線 ） 或 Strip Line（ 帶 狀 線 ）結(jié) 構(gòu) ，電 磁 場(chǎng) 會(huì) 集 中 在 PCB 的 介 質(zhì) 層 中 ，減 低 電 磁 輻射。 接 地 平 面 具 有 電 磁 學(xué) 上 映 象 平 面 (ImagePlane) 的 作 用 。 PowerPlane（電源平面）板邊緣小于其 與GroundPlane（地平面）間距的 20 倍。電磁兼容技術(shù)的 控 制 干 擾 ，在 策 略 上 采 用 了 主 動(dòng) 預(yù) 防 、整 體 規(guī) 劃 和 “ 對(duì)抗 ” 與“ 疏導(dǎo) ” 相結(jié)合的方針。 4 EMC EMC 包 括 電 磁 干 擾 和 電 磁 抗 干 擾 兩 個(gè) 部 分 。 如 果 這 樣 的 過(guò) 孔 不 能 避 免 ， 那 么 盡 量 減 少 它 的 出 現(xiàn) 。還 有 ，從 水 平 方 向變?yōu)榇怪狈较虻?90176。如 用 過(guò) 孔（ via）將 信號(hào)輸送到板子的另一側(cè)，板間的垂直金屬部分是不可控阻抗，這 樣的部分越多，線上不可控阻抗的總量就越大。由 于 地 電 平 面（ 包 括 電 源和 地 ）分 割 ，例 如 地 層 被 分 割 為 數(shù) 字 地 、模 擬 地 、屏 蔽 地 等 ，當(dāng)數(shù) 字 信 號(hào) 走 到 模 擬 地 線 區(qū) 域 時(shí) ， 就 會(huì) 產(chǎn) 生 地 平 面 回 流 噪 聲 。這 樣 ，每 條 信 號(hào) 線 上 的 電 流 勢(shì) 必 要 找 一 個(gè) 路 徑 ，以 從 末 端 回到 源 端 。 ◆ 回 流 噪 聲 。 SSN 和地彈的強(qiáng)度也取決于集成電路的 I/O 特性、 PCB 板電 源 層 和 地 平 面 層 的 阻 抗 以 及 高 速 器 件 在 PCB 板上的布局和布線 方 式 。 ◆ 地 彈 噪 聲 。鄰 近 的 兩 根 信 號(hào) 線 ，當(dāng) 其 中 的 一 根 信 號(hào)線上的電流變化時(shí)（稱為 aggressor，攻擊者），由于感應(yīng)電流的 影 響 ，另 外 一 根 信 號(hào) 線 上 的 電 流 也 將 引 起 變 化（ 稱 為 victim，受 害 者 ） 。一般由于 PLL 在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)時(shí)的不穩(wěn)定性引起，同 時(shí) ， 時(shí) 鐘 抖 動(dòng) 引 起 了 有 效 時(shí) 鐘 周 期 的 減 小 。串 擾 的 強(qiáng) 度 取 決 于器 件 及 導(dǎo) 線 的 幾 何 尺 寸 和 相 互 距 離 。從 廣 義 上 講 ，信 號(hào) 完 整 性 問(wèn) 題主要表現(xiàn)為 5 個(gè) 方 面 ：延 遲 、反 射 、串 擾 、同 步 切 換 噪 聲 和 電 磁兼容性。如果電路中的信號(hào)能夠以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間和電壓幅度到達(dá)IC，則 該 電 路 具 有 較 好 的 信 號(hào) 完 整 性 。 Z0 的 計(jì) 算 公 式 如 下 ： 對(duì) 于 差 分 信 號(hào) ， 其 特 性 阻 抗 Zdiff 修正公式如下： 公式中： —— PCB 基材的介電常數(shù)； b—— PCB 傳輸導(dǎo)線線寬； d1—— PCB 傳輸導(dǎo)線線厚； d2—— PCB 介質(zhì)層厚度； D—— 差分線對(duì)線邊沿之間的線距。下面只說(shuō)明表面微帶線結(jié)構(gòu)，其它幾種可參考相關(guān)資料。只 考 慮 雜 散 分 布 的 串 聯(lián) 電 感 和 并 聯(lián) 電 容 的 效 應(yīng) ，會(huì) 得 到 以下公式： 在 PCB 的特性阻抗設(shè)計(jì)中，微帶線結(jié)構(gòu)是最受歡迎的，因而得到最廣泛的推廣與應(yīng)用。我將這些歸納為特性阻抗、SI、 PI、 EMC、熱設(shè)計(jì)等 5 個(gè)部分。這 方 面 的 資 料 相 當(dāng) 多 ，這 里 就 不 敘 述 了 。邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能。 第 二 章 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計(jì) 片 機(jī) 硬 件 設(shè) 計(jì) 的 參 數(shù) 影 響 隨著單片機(jī)的頻率和集成度、單位面積的功率及數(shù)字信號(hào)速度 的 不 斷 提 高 ，而 信 號(hào) 的 幅 度 卻 不 斷 降 低 ，原 先 設(shè) 計(jì) 好 的 、使 用很穩(wěn)定的單片機(jī)系統(tǒng)，現(xiàn)在可能出現(xiàn)莫名其妙的錯(cuò)誤，分析原因，又找不出問(wèn)題所在。由 于 最 初 本 系 統(tǒng) 對(duì) 應(yīng) 一 個(gè) 比 較 小 的 顯示 屏 ， 怕 以 選 用 了 I2C 總線，如果要做相當(dāng)大的顯示零還可以換成 RS485 等總線，提供更大的擴(kuò)展余地。 本 系 統(tǒng) 對(duì) 常 用 的 LED 大屏幕顯示裝置作了規(guī)范化、模塊化的有益嘗試，并已應(yīng)用在交通狀況顯示場(chǎng)合，取得了良好效果，證 明 該 設(shè) 計(jì) 是 合 理 可 行 的 。 PC 機(jī)部分的程序主要是點(diǎn)陣編輯功能和 RS232 通信功能。 控 制 模 塊 程 序 包 括 與 顯 示 模 塊 的 I2C 通信，與 EEPROM 的I2C 通 信 ，與 計(jì) 算 機(jī) 的 串 行 通 信 ，數(shù) 據(jù) 的 地 址 計(jì) 算 ，外 界 光 強(qiáng) 度檢 測(cè) 幾 個(gè) 部 分 。掃 描 顯 示 并 不 識(shí)別緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)是什么。 顯 示 模 塊 的 軟 件 主 要 包 括 掃 描 顯 示 、 特 效 處 理 和 I2C 通信三 部 分 。 此 外 需 說(shuō) 明 的 是 ， 顯 示 模 塊 的 驅(qū) 動(dòng) 電 路 與 LED 陣列可以看作分離的兩部分，只要在驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力范圍內(nèi)，可以使用 發(fā)光單元不同的 LED 陣 列 ，如 1 個(gè)發(fā)光單元僅為 1 個(gè) LED 的小型顯示牌或 者 1 個(gè)發(fā)光單元包括 5～ 7 個(gè) LED 的大型顯示牌等。諸如滾 動(dòng) 、閃 爍 等 顯 示 效 果 只 是 對(duì) 顯 示 數(shù) 據(jù) 做 額 外 處 理 ，如 滾 動(dòng) 顯 示實(shí)際對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的移位操作。 顯 示 模 塊 與 控 制 模 塊 用 I2C 總線相連。 每 個(gè) 顯 示 模 塊 要 驅(qū) 動(dòng) 一 塊 1616 的 LED 陣列，由于單片機(jī)的 口 線 數(shù) 量 少 ，使 用 靜 態(tài) 顯 示 是 不 可 能 的 ，這 里 使 用 了 動(dòng) 態(tài) 掃 描顯示。如 果 全 部 用來(lái)顯示 1616 點(diǎn)陣的漢字，可以顯示 2021 個(gè)左右。該單片機(jī)內(nèi)置 I2C 接口、串行口，而且 具有比較強(qiáng)的口線驅(qū)動(dòng)能力（每根口線 25mA），使 用 它 可 以 簡(jiǎn) 化 很 多 外 圍 電 路 。這 樣 基 本 可 以 滿 足多 種 多 樣 的 需 求 。控 制 模 塊 上 還 帶 有 小 鍵 盤(pán) 和 通 用 異 步 串 行 口 ，即 可