数字电子技术及应用课件.ppt

1、 概述概述常用常用电气电气设备设备机械机械电气电气一体化一体化高频电路高频电路模拟电路模拟电路广播、通信广播、通信低频电路低频电路数字电路数字电路归纳：归纳：1）数字电路仅是知识体系很少的一部分）数字电路仅是知识体系很少的一部分2）任何一件实用的产品都是多门技术综合的结果）任何一件实用的产品都是多门技术综合的结果 1、与门、与门冲床、剪板机操作：两手同时按下才有效冲床、剪板机操作：两手同时按下才有效2、或门、或门故障报警，故障报警， 水箱温度、压力、流量水箱温度、压力、流量用二极管触发可控硅，蜂鸣器用二极管触发可控硅，蜂鸣器/LED报警，断电报警，断电3、非门、非门Fuse熔断器指示熔断器指示

2、4、异或门、异或门电机正反转控制；电机正反转控制；5、同或门、同或门楼道电灯控制；楼道电灯控制；6、OC门门线与；电平移动；线与；电平移动； 微机电源，微机电源，4路路5V、12V，4比较器比较器LM339，OC输出，直接线或，断电保护输出，直接线或，断电保护7、三态门、三态门IO缓冲，缓冲，总线总线分时复用分时复用 1、半加器、半加器异或逻辑异或逻辑/判奇电路判奇电路/奇偶校验奇偶校验2、全加器、全加器三人表决（举重）三人表决（举重）3、编码器、编码器编码键盘编码键盘自定义自定义4、译码器、译码器汽车密码锁（汽车密码锁（20位）位）5、比较器、比较器优先权排队，中断的嵌套优先权排队，中断的嵌

3、套6、多路器、多路器用于设计组合逻辑电路，用于设计组合逻辑电路， 因为它包含了一个完全的（所有的最小项）译码器因为它包含了一个完全的（所有的最小项）译码器7、分配器、分配器例题、利用中小规模例题、利用中小规模 IC 设计组合电路设计组合电路例例1. 利用利用 4 选选 1 多路器设计多路器设计三人表决三人表决逻辑电路逻辑电路F = ABC + ABC + ABC + ABC = AB 0 + ABC + ABC + AB(C+C)F = A B 0 + A B C + A B C + A B 1与多路器的表达式与多路器的表达式逐项逐项进行比较进行比较 Y = A1A0D0 + A1A0D1 +

4、 A1A0D2 + A1A0D3易得：易得：控制变量：控制变量：A1=A, A0=B , 输入数据：输入数据：D0=0, D1=D2=C, D3=1YD3 D2 D1 D0 A1 A0“1” C 0 A B假设函数变量按假设函数变量按 A、B、C 的顺序排列，把的顺序排列，把A、B看作控制变量，看作控制变量，C 作为输入的数据，把作为输入的数据，把 F 变形为多路器的形式，以便比较。变形为多路器的形式，以便比较。原理：任何组合逻辑函数都是由原理：任何组合逻辑函数都是由最小项最小项构成的构成的以以最小项之和最小项之和的形式出现，而译码的形式出现，而译码 器的输出就包含了器的输出就包含了全部的全部

5、的最小项，最小项，因此只需要因此只需要对输出对输出进行进行有选择的组合有选择的组合即可。即可。38译码器的输出：译码器的输出： y0 =CBA= m0 , y1 =CBA= m1 , y2 =CBA= m2 , y3 =CBA= m3 , y4 =CBA= m4 , y5 =CBA= m5 , y6 =CBA= m6 , y7 =CBA= m7 ,三人表决三人表决逻辑函数：逻辑函数： F =AB + BC + CA标准标准“与或与或”表达式：表达式： F = ABC + ABC + ABC + ABC = m3 + m5 + m6 + m7 = m3 m5 m6 m7 = y3 y5 y6 y

6、7例例2. 利用利用 38 译码器设计译码器设计三人表决三人表决逻辑电路逻辑电路&G1 G2A G2B C B Ay7 y6 y5 y4 y3 y2 y1 y0F“1” C B A例例3. 利用利用 38 译码器设计译码器设计全加器全加器全加器的和：全加器的和：S = C0BA +C0BA +C0BA +C0BA 奇数个奇数个“1”全加器的进位：全加器的进位：C = C0BA +C0BA +C0BA +C0BA 2个个“1”于是于是 S、C 可以改写成：可以改写成：S = m1 +m2 +m4 +m7 = m1 m2 m4 m7 = y1 y2 y4 y7C = m3 +m5 +m6 +m7

7、= m3 m5 m6 m7 = y3 y5 y6 y7G1 G2A G2B C B Ay7 y6 y5 y4 y3 y2 y1 y0&C“1” C0 B A&S假设输入变量的排列顺序为：假设输入变量的排列顺序为： C0 B A 注意到：注意到：1）利用）利用多路器多路器设计时，不需要附加电路，但不如用设计时，不需要附加电路，但不如用译码器译码器来得直接，且只能有一个输出；来得直接，且只能有一个输出；2）反之，用）反之，用译码器译码器设计电路时，需要附加设计电路时，需要附加“与非与非”门，但可实现门，但可实现多路输出多路输出1、计数器、计数器（1）电子钟（万年历）计数、进位、月份不同、闰月）电子

8、钟（万年历）计数、进位、月份不同、闰月 1）秒脉冲发生电路；）秒脉冲发生电路；2）秒、分、时、日、月、年计数、译码显示；）秒、分、时、日、月、年计数、译码显示； 3）校准电路；）校准电路；4）年历）年历(CPU)（2）频率计）频率计整形、计数、时基电路；高频测频率，低频测周期整形、计数、时基电路；高频测频率，低频测周期（3）电子秒表）电子秒表时钟源（晶振），分频器（时钟源（晶振），分频器（1/100秒），秒）， 计数器，显示器；启动、停止、清零按钮计数器，显示器；启动、停止、清零按钮（4）编码器）编码器测转角测转角(码盘码盘)、位移、位移(码尺码尺)； 光源（红外），光栅，光电脉冲，单路，双路

9、光源（红外），光栅，光电脉冲，单路，双路测转速、转向测转速、转向（5）转速表）转速表光电编码器光电编码器脉冲脉冲/转，计数器，时基电路转，计数器，时基电路（6）计价器）计价器先按照里程计费，再结合里程和时间计算，尤其是堵车时先按照里程计费，再结合里程和时间计算，尤其是堵车时（7）数药片）数药片光电传感器，对脉冲计数，到数量后停止，换药瓶继续光电传感器，对脉冲计数，到数量后停止，换药瓶继续 （1）洗衣机）洗衣机洗涤、漂洗、甩干洗涤、漂洗、甩干（2）电风扇）电风扇定时定时发条、电子；发条、电子； 调速调速主绕组串联带抽头的电抗器主绕组串联带抽头的电抗器降压调速降压调速（3）节拍器）节拍器1/4、1

10、/8、1/16音符音符（4）交通灯）交通灯红、绿、黄三种灯亮的时间各不相同，红、绿、黄三种灯亮的时间各不相同， 固定式？有智能？加固定式？有智能？加CCD，流量大时延长绿灯。，流量大时延长绿灯。（5）电饭煲）电饭煲定时通电（只是大米泡久了不好吃）；定时通电（只是大米泡久了不好吃）； 煮饭煮饭居里效应居里效应（6）冰箱断电保护器）冰箱断电保护器延时接通延时接通（7）防浪涌电路）防浪涌电路容性负载容性负载，串限流电阻，启动后短接，串限流电阻，启动后短接 （1）数码寄存，并入并出（）数码寄存，并入并出（RAM）（2）并入串出，串入并出）并入串出，串入并出串并转换（串并转换（Modem）（3）先入先出

11、）先入先出FIFO（4）脉冲分配器）脉冲分配器4位循环移位寄存器（步进电机）位循环移位寄存器（步进电机）（5）锁存器）锁存器二次锁存（二次锁存（8bit），实现（），实现（16bit）同步传输）同步传输（6）双口）双口RAM信息交互，控制与执行部件；广告牌的刷新信息交互，控制与执行部件；广告牌的刷新 （1）地址驱动器）地址驱动器LS373（8D）锁存）锁存（2）双向驱动器）双向驱动器LS245（三态门）（三态门） （方向和使能控制）（方向和使能控制）1、多谐振荡器、多谐振荡器电子琴电子琴2、单稳态电路、单稳态电路定时、整形、延时定时、整形、延时3、施密特电路、施密特电路整形、鉴幅整形、鉴幅4、

12、自动温度控制（简易）、自动温度控制（简易）5、占空比可调的多谐振荡器、占空比可调的多谐振荡器DC电机调速（电机调速（PWM）6、压控振荡器、压控振荡器锁相环、频率调制、扫频、扩频、跳频锁相环、频率调制、扫频、扩频、跳频 NE555GNDTLTHCODiscUDDUORD12348765RQQSRDC156271348C2R 5kTHRDGNDUDDUODiscTLCO模拟数字组合体模拟数字组合体R 5kR 5k1、多谐振荡器、多谐振荡器电子琴电子琴R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1RvccC1C3C255576231 58 4单稳态电路

13、单稳态电路定时定时洗照片曝光定时洗照片曝光定时KA电源电源tP曝光时间曝光时间 TP= 1.1 R2C1KR11245678555UDDUOC2DKATR3R2R4C13改变改变R2可调节可调节曝光时间曝光时间单稳态电路单稳态电路整形整形单稳态单稳态输入脉冲输入脉冲整形后正脉冲整形后正脉冲整形后负脉冲整形后负脉冲单稳态电路单稳态电路延时延时tD单稳态单稳态微分微分单稳态单稳态uiuO1uO3uO2施密特电路施密特电路整形、鉴幅整形、鉴幅ttOOViVotOVoVTtOViVT自动温度控制自动温度控制简易温控电路简易温控电路12345678Rt555UDDUOR1CR2Rt负温负温MTC1、温度

14、、温度 Rt U6U2当当U62/3UDD, U21/3UDD时时UO= 0 停止加热，温度停止加热，温度温度温度 RtU6U2当当U62/3UDD, U21/3UDD时时UO= 1 接通加热器，温度接通加热器，温度tT占空比可调的多谐振荡器占空比可调的多谐振荡器DC电机调速（电机调速（PWM） tVott555驱动驱动改变改变M= 50%较小较小较大较大压控振荡器压控振荡器锁相环、频率调制、扫频、扩频、跳频锁相环、频率调制、扫频、扩频、跳频ViF(Vo)OVCOViVo 数模转换数模转换1）DAC转换类型转换类型权电阻网络权电阻网络IsVoVREFRID3D1D2D08R4R2RRI/2I/

15、4I/8IsVo = R*IsT型网络型网络IsVoVREFRID0D2D1D3RIsVo = R*IsI0I1I2I3RR2R2R2R2R2RI/2I/2I/4I/8I/4I/16I/8权电流权电流（恒流源，克服模拟开关内阻的影响）（恒流源，克服模拟开关内阻的影响）IsVoVREF (-)RD0 D1 D2 D3IsVo = R*IsI0 I1 I2 I3I/16 I/8 I/4 I/2开关树开关树电阻分压，只用一种电阻；电阻分压，只用一种电阻；把把VREF分为分为8等分，根据数字量决定取前一半还是后一半等分，根据数字量决定取前一半还是后一半VREFRRRRRRRRVoDo Do D1 D1

16、 D2 D27/86/85/84/83/82/81/8权电容网络权电容网络电容分压，用多种电容电容分压，用多种电容转换前所有电容转换前所有电容放电放电，转换时再对，转换时再对Vref分压，容量不同，分压不同分压，容量不同，分压不同S0 S1 S2 S3VrefD0 D1 D2 D3VoSDC0 C0 C1 C2 C3Cx Cx 2Cx 4Cx 8Cx转换精度、工作方式转换精度、工作方式（1）转换精度）转换精度分辨率分辨率（2）转换误差）转换误差参考电压、运放零漂、模拟开关、电阻网络参考电压、运放零漂、模拟开关、电阻网络（3）转换速度）转换速度建立时间建立时间数字量输入到模拟电压形成的时间数字量

17、输入到模拟电压形成的时间（4）波形发生）波形发生方波、正弦、三角、锯齿、任意波形方波、正弦、三角、锯齿、任意波形（5）驱动能力）驱动能力电流扩展、电压跟随、功率放大（电流扩展、电压跟随、功率放大（OCL）（6）串行输入）串行输入DAC减少传输线减少传输线串并转换，寄存，并行串并转换，寄存，并行DAC 模数转换模数转换1）转换类型）转换类型（1）计数型）计数型 计数器清零，开始计数，计数器清零，开始计数，DAC，与，与Vi比较，相等时结束比较，相等时结束 太慢，但电路简单；太慢，但电路简单；CP锁存控制锁存控制Vo计数器计数器DAC脉冲源脉冲源Vi模拟输入模拟输入数字量输数字量输出出锁存器锁存器

18、&（2）逐次比较）逐次比较一半一半比较一半一半比较快快CP转换控制转换控制Vo逐次逼近寄存器逐次逼近寄存器控制逻辑控制逻辑DAC脉冲源脉冲源Vi模拟输入模拟输入数字量输数字量输出出锁存器锁存器（3）双积分型）双积分型先对先对Vi固定时间固定时间(T1)积分，再对积分，再对VREF反向积分，得到反向积分，得到T2。 在在T2内对内对CP计数，得到结果。计数，得到结果。两次积分，比较准，但很慢，电路简单，便宜；两次积分，比较准，但很慢，电路简单，便宜；CP转换控制转换控制控制逻辑控制逻辑脉冲源脉冲源Vi模拟输入模拟输入数字量输出数字量输出计数器计数器比较器比较器VrefS1S2CRS1 S2积分器

19、积分器Vi1小小tVoT1T2T2Vi2大大tt（4）VF 变换型变换型压控振荡器压控振荡器+时基电路时基电路+计数器计数器+寄存器寄存器VCO&计数器计数器数字量输出数字量输出锁存器锁存器Vi时基时基时基信号时基信号（1）扫描型与独立型）扫描型与独立型（2）转换精度）转换精度分辨率与转换误差分辨率与转换误差 为为LSB的若干倍，与参考电压、零漂、地线布局都有关。的若干倍，与参考电压、零漂、地线布局都有关。（3）转换速度）转换速度与与ADC的类型密切相关，并联比较型最快，的类型密切相关，并联比较型最快， 逐次比较型次之，双积分最慢。逐次比较型次之，双积分最慢。（4）过采样问题过采样问题 提高采

20、样率，提高采样率，FsFm，使得，使得0Fm内的量化噪声下降，内的量化噪声下降， 提高了信噪比提高了信噪比相当于提高了采样的分辨率相当于提高了采样的分辨率（5）串行输出）串行输出ADC减少传输线减少传输线SPI（同步）（同步）（6）注意信号源的内阻对采样精度的影响（越小越好）注意信号源的内阻对采样精度的影响（越小越好）1、手动控制、手动控制（1）闸刀开关）闸刀开关单向单向通断控制；通断控制； 双向（跟头闸）双向（跟头闸）换向控制换向控制（2）熔断器）熔断器保险管（丝）保险管（丝）防止短路防止短路（3）断路器）断路器空气开关（灭弧介质为空气），过流跳闸空气开关（灭弧介质为空气），过流跳闸2、起停

21、控制、起停控制（1）按钮开关）按钮开关常闭、常开常闭、常开（2）交流接触器）交流接触器三相电控制，带有辅助触点三相电控制，带有辅助触点（3）中间继电器）中间继电器用于组成控制电路（而非主电路）用于组成控制电路（而非主电路）（4）热继电器）热继电器过载保护（金属受热变形）过载保护（金属受热变形）3、自锁、互锁、自锁、互锁3、点动、联动、自锁、互锁控制（正反转）、点动、联动、自锁、互锁控制（正反转）4、行程控制、行程控制行程开关行程开关5、时间控制、时间控制时间继电器时间继电器机械的、电子的机械的、电子的L1 L2 L33相电动机相电动机FRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMFKMRSBST

22、FSBSTRSBSTP6、继电器的计算机控制、继电器的计算机控制（1）单个小型继电器）单个小型继电器直接芯片驱动控制直接芯片驱动控制（2）单个中型继电器）单个中型继电器IO控制，控制，MOS，5V；（3）多个中小型继电器）多个中小型继电器IO控制，控制，1个个MOS， 再用触点控制一组继电器的线圈；再用触点控制一组继电器的线圈；（4）高压继电器）高压继电器分层控制，光电隔离分层控制，光电隔离 解决继电控制的复杂性、不灵活性、低可靠性，主要用于解决继电控制的复杂性、不灵活性、低可靠性，主要用于顺序控制顺序控制 输出输出(触点触点)储存器储存器输入寄存输入寄存CPU输入输入(开关开关)用电器用电器

23、编程器编程器上位机上位机1、PLC的结构的结构主机（主机（CPU）、编程器、）、编程器、IO接口、接口、IO扩展接口、外设接口扩展接口、外设接口 2、工作方式、工作方式顺序扫描、不断循环顺序扫描、不断循环输入取样、程序执行、输出更新，周期输入取样、程序执行、输出更新，周期100ms输入接口输入接口输入端子输入端子输出端子输出端子输入寄存器输入寄存器程序执行程序执行输出寄存器输出寄存器输出接口输出接口输入取样输入取样输出更新输出更新程序执行程序执行扫描周期扫描周期3、性能指标、性能指标IO数目、指令系统、扫描速度、程序容量、数目、指令系统、扫描速度、程序容量、元种类件（继电器、计数器、定时器、元

24、种类件（继电器、计数器、定时器、ADC？）？）4、编程语言、编程语言1）梯形图（从上到下，从左到右）梯形图（从上到下，从左到右）2）指令语句）指令语句1、可编程存储器、可编程存储器1、ROM 只读存储器只读存储器2、PROM 一次性编程（熔丝）一次性编程（熔丝）3、EPROM 紫外线擦除紫外线擦除4、E2PROM 电擦除电擦除2、可编程逻辑器件、可编程逻辑器件1）PLA 可编程逻辑阵列可编程逻辑阵列（双极型熔丝）（双极型熔丝）“可编程可编程与门阵列与门阵列” + “可编程可编程或门阵列或门阵列”+输出缓冲器输出缓冲器特点：特点：主要实现组合逻辑功能主要实现组合逻辑功能2）PAL 可编程阵列逻辑

25、可编程阵列逻辑（双极型熔丝）（双极型熔丝）“可编程可编程与门阵列与门阵列” + “固定的固定的或门阵列或门阵列”+输出电路输出电路特点：特点：（1）组合、时序逻辑（带组合、时序逻辑（带触发器触发器反馈）均可；反馈）均可； （2）输出输出电路电路种类繁多种类繁多3）GAL 通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（CMOS）特点：特点：（1）电擦除；（）电擦除；（2）输出单元）输出单元可编程（可编程（组合组合/时序）时序）3、FPGA与CPLD配置外部配置外部E2PROM，上电时调入程序，由，上电时调入程序，由LUT得到输出；得到输出；掉电时程序丢失，掉电时程序丢失，FPGA变为变为“空白空白”。外部外部E2

26、PROM写入不同的程序，可以实现不同的功能。写入不同的程序，可以实现不同的功能。程序保密性差！程序保密性差！延时不好控制。延时不好控制。CPLD逻辑块为单元逻辑块为单元粗颗粒，编程简单，粗颗粒，编程简单，速度更快，延时可预知，程序保密性好速度更快，延时可预知，程序保密性好FPGA逻辑门为单元逻辑门为单元细颗粒，细颗粒，通过通过布线布线来改变功能来改变功能更灵活，实现方式更灵活，实现方式查找表（查找表（LUT）VHDL编程语言编程语言 Quartus II 开发环境开发环境4、FPGA的技术特点的技术特点1）FPGA是是VLSIC和和CAD的产物；的产物；2）能够对设计进行）能够对设计进行在线修

27、改；在线修改；3）支持嵌入式存储器（）支持嵌入式存储器（MEMory）；）；4）配有专用外部）配有专用外部MEM接口，便于扩展接口，便于扩展DDR；5）支持串行）支持串行/网络接口；网络接口；6）支持）支持IO：标准单端：标准单端/差分差分(LVDS, Max 640Mbps)5、FPGA的基本组成结构的基本组成结构1）逻辑阵列块）逻辑阵列块LABs 按行列排放按行列排放； 2）嵌入式存储器块）嵌入式存储器块M4k；3）锁相环）锁相环PPL 提供时钟提供时钟； 4）输入输出单元）输入输出单元IOEs四周四周4）1）3）2）6、VHDL设计流程设计流程6、VHDL设计流程（续）设计流程（续）1）

28、代码编写：）代码编写：用编辑器书写用编辑器书写VHDL源程序源程序2）功能仿真：）功能仿真：前仿真，发现设计中的错误；前仿真，发现设计中的错误；3）综合：）综合：将设计输入翻译成基本逻辑单元组成的网表；将设计输入翻译成基本逻辑单元组成的网表； 4）综合后仿真：）综合后仿真： 检查综合结果是否与原设计一致；检查综合结果是否与原设计一致；5）映射和布线：）映射和布线： 将综合的结果适配到芯片内部固有的硬件上；将综合的结果适配到芯片内部固有的硬件上； 6）时序）时序(后仿真后仿真)：将布局和布线的将布局和布线的时延信息反馈时延信息反馈到设计网表中；到设计网表中；7）下载验证：）下载验证：将目标代码下

29、载到配置芯片，验证设计将目标代码下载到配置芯片，验证设计是否正确是否正确。 7、 VHDL程序设计基本结构程序设计基本结构 8、 VHDL流程控制语句流程控制语句IF语句语句CASE语句语句LOOP语句语句NEXT语句语句EXIT语句语句9、FPGA的编程举例的编程举例1）多路选择器）多路选择器P1P2abcABBASSZZ =a(p1 = 1)b(p1 = 0 & p2 = 0) c(p1 = 0 & p2 = 1) 1）多路选择器（续）多路选择器（续）双双2选选1多路选择器多路选择器SIGNAL a ,b , c, p1, p2, z :BIT; IF (p1=1) THEN 满足此语句的

30、条件是满足此语句的条件是(p1=1) z=a; ELSIF (p2=0) THEN z=b; 满足此语句的条件是满足此语句的条件是(p1=0) AND (p2=0) ELSE z=c; 满足此语句的条件是满足此语句的条件是(p1=0) AND (p2=1) END IF;P1P2abcABBASSZ2）加法器中的）加法器中的半加器半加器输入：输入：a，b； 输出：和输出：和sum，进位，进位c 3）步进电机状态机设计）步进电机状态机设计(1) 设计要求：设计要求：使用使用VHDL语言，编制一个语言，编制一个4相相4拍拍步进电机控制程序，由发光二极管指步进电机控制程序，由发光二极管指示步进电机的

31、相序，要求正反转控制，通过改变时钟频率实现调速。示步进电机的相序，要求正反转控制，通过改变时钟频率实现调速。 (2) 状态转换图状态转换图 3）步进电机）步进电机状态转换表状态转换表表表1 步进电机顺时针和逆时针旋转的二进制码步进电机顺时针和逆时针旋转的二进制码表表2 步进电机顺时针和逆时针旋转的状态步进电机顺时针和逆时针旋转的状态转换表转换表顺时针逆时针0001（S0）1000（S3）0010（S1）0100（S2）0100（S2）0010（S1）1000（S3）0001（S0）0001（S0）1000（S3）顺时针旋转逆时针旋转现态次态现态次态S0S1S3S2S1S2S2S1S2S3S1S

32、0S3S0S0S3（4）仿真波形图）仿真波形图思考题：思考题：控制方式改为控制方式改为4相相8拍拍的控制方式，应该如何设计程序？的控制方式，应该如何设计程序？ 可用循环移位寄存器实现！可用循环移位寄存器实现！ 10、Quartus II使用环境使用环境操作步骤操作步骤 1）新建文本文件：）新建文本文件：file/new2）建立工程项目：）建立工程项目：File/New Project Wizard 选择器件封装形式选择器件封装形式、引脚数目、速度级别、引脚数目、速度级别 3）编译并综合）编译并综合 ：有错误，需要修改设计有错误，需要修改设计 4）设计仿真：）设计仿真： （1）设定仿真节点、时间

33、、激励；）设定仿真节点、时间、激励； （2）运行仿真，检查是否有错；）运行仿真，检查是否有错； （3）管脚分配（再重新编译）管脚分配（再重新编译） （4）缆线连接）缆线连接PC机机与与实验板（实验板（JTAG） （5）下载程序）下载程序 （6）验证测试）验证测试VHDL 原理图原理图与芯片有关与芯片有关11、FPGA的复杂应用的复杂应用1）DDS技术技术 DDSDDS有如下优点：有如下优点： 频率分辨率频率分辨率高，输出频点多高，输出频点多22N N； 频率切换速度快，可达频率切换速度快，可达usus量级；量级； 频率切换时相位连续；频率切换时相位连续； 可以输出宽带正交信号；可以输出宽带正交

34、信号； 输出相位噪声低；输出相位噪声低； 可以产生任意波形；可以产生任意波形； 全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻。全数字化实现，便于集成，体积小，重量轻。CLK频率控频率控制字制字(K)查找表查找表(ROM)相位相位输出输出相位控相位控制字制字(D)频率频率累加器累加器相位相位累加器累加器DA输输出出滤滤波波器器Vo2）雷达回波模拟器）雷达回波模拟器 距离距离时间延迟时间延迟速度速度多普勒效应，频率搬移，复数运算，正交变换多普勒效应，频率搬移，复数运算，正交变换方位方位相位差相位差2）回波模拟器总体框图）回波模拟器总体框图 2）模拟器）模拟器FPGA内部结构框图内部结构框图 对对 象象调

35、调 理理CPUIO串口串口AD232485USB 1）程控放大器）程控放大器2）程控电源）程控电源3）多路）多路AD扫描扫描多路模拟开关多路模拟开关1）CD（采样率（采样率44.4kHz）2）VCD，DVD3）数码相机、数字录像机）数码相机、数字录像机4）电视节目自动搜索）电视节目自动搜索5）数字电视？）数字电视？t78818385868584.646662616365tt2）VCD，DVD 编码、压缩编码、压缩3）数码相机、数字录像机：）数码相机、数字录像机：压缩、未压缩（压缩、未压缩（raw格式）格式）4）电视节目自动搜索）电视节目自动搜索5）数字电视？）数字电视？UD/AMEMAddre

36、ssREG.ChannelNo.tuningEEPROM自动调谐自动调谐与与手动调谐手动调谐应用了那些技术？应用了那些技术？1. 谐振谐振 基本电路原理基本电路原理2. Vf 转换转换模电技术模电技术3. 数字数字 存储存储数字技术数字技术ChannelNo.AddressREG.MEMMAP 驱动器驱动器PMac卡卡CPUIO串口串口AD232485USB步进电机步进电机对对 象象编码器编码器多轴多轴开环控制与闭环（位置检测）控制开环控制与闭环（位置检测）控制 车床、铣床、冲床、雕刻机、绘图仪（喷绘）、打印机、车床、铣床、冲床、雕刻机、绘图仪（喷绘）、打印机、PCB制板制板 任务（任务（1）

37、采集对象数据采集对象数据运行控制算法运行控制算法产生输出信号产生输出信号任务（任务（2）数字数字PID位置式位置式/增量式；增量式；变参数变参数PID。自适应控制；自适应控制；最优控制。最优控制。任务（任务（4）限幅、抗饱和限幅、抗饱和监测、报警监测、报警 任务任务(3)实时实时存储数据存储数据显示参数显示参数显示波形显示波形传感装置传感装置信号调理信号调理D/A变换变换驱动电路驱动电路执行机构执行机构受控对象受控对象数数 字字控制器控制器A/D变换变换放大、滤波放大、滤波矫正、补偿矫正、补偿工控机工控机 （1）DC电机调速电机调速PWM发生发生半桥、全桥电路半桥、全桥电路(H ) 隔离驱动隔

38、离驱动MOS开关，开环、闭环；开关，开环、闭环；（2）AC电机调速电机调速变频调速变频调速SPWM，波形发生，波形发生， 光电隔离驱动，光电隔离驱动，IGBT逆变逆变控制控制（1）机构本体）机构本体机械问题机械问题刚性刚性柔性柔性无死区无死区精度高精度高位移大位移大位移小位移小（2）驱动方式）驱动方式电机电机绳驱动绳驱动压电陶瓷压电陶瓷液压液压直流、交流、步进直流、交流、步进机构轻巧机构轻巧位移小，精度高位移小，精度高力矩大，笨重，脏力矩大，笨重，脏（3）运动空间）运动空间运动学运动学轨迹：轨迹：动力学动力学驱动能力？驱动能力？关节关节 末端末端各向同性？各向同性？液压液压力矩大力矩大)控制控

39、制(续续)（5）路径规划）路径规划跟踪、寻迹、规划跟踪、寻迹、规划 (很多算法很多算法) 走直线，弧线，折线？距离最近还是坡度优先？走直线，弧线，折线？距离最近还是坡度优先？（6）避障行走）避障行走视觉视觉/听觉听觉/触觉触觉/嗅觉嗅觉/传感传感，决定，决定抬腿，抬腿，跨越跨越视觉：视觉：听觉：听觉：嗅觉：嗅觉：触觉：触觉：（4）传感控制）传感控制CCD、红外、激光、红外、激光(图像处理：特征提取、数字滤波、锐化等图像处理：特征提取、数字滤波、锐化等)麦克、超声波麦克、超声波 (抗干扰抗干扰)（特征提取、数字滤波、噪声去除特征提取、数字滤波、噪声去除）气味传感器（气味传感器（特征提取、数字滤波、去噪特征提取、数字滤波、去噪）力传感器、微动开关、行程开关（力传感器、微动开关、行程开关（去除干扰去除干扰）（7）人工智能）人工智能像人一样，学习、思维？像人一样，学习、思维？先学习，建立专家库；再推理，形成思维能力；犯错后，再反省先学习，建立专家库；再推理，形成思维能力；犯错后，再反省