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关键词:功能定位;交通量预测;景观设计
Abstract: The scenic road is traffic, landscape, recreation and protection combine multiple functions such as special landscape road, its planning and design elements with the general road is different. First, the transport occurs mainly due to the scenic tourists out of life, based on OD data traffic forecasts four-stage method is easy to distortion of the results obtained, this article will explore the area based on the number of visitors traffic prediction based prediction methods. Secondly, scenic road landscape requirements, pay more attention to the integration of the area, this article will explore how the design of road landscape with scenic natural history, culture, ecological conditions echo each other, side by side.
Keywords: functional orientation; traffic forecasts; landscape design
中图分类号:U412.1+3 文献标识码:A文章编号:
金坛市地处江苏省南部,古迹众多,风光秀美,尤其是西部的茅山,峰峦起伏,绵延百里,是闻名世界的道教圣地,史誉“秦汉神仙府,梁唐宰相家”。金坛茅山风景旅游区位于茅山东麓,规划总面积约108平方公里,以茅山风景名胜区、茅东旅游度假区和方山森林公园为中心,打造一个集生态游憩、宗教观光、康体养生为一体的休闲度假乐园(图1)。
为配合景区开发建设,金坛茅山风景区规划建成以“五横三纵”为主骨架的风景旅游道路网,辐射各旅游景点,服务景区内各居民安置点。(五横:白乾公路、直茅公路、金沙公路、张常溧公路、金竹公路;三纵:茅山——方山旅游路、新浮路、花茅——薛茅公路)
1、道路功能定位
金坛茅山风景旅游区内部道路系统,在 图1
满足各功能区基本要求和组织景观的前提下,分为主要道路、次要道路和其他道路三个等级(图1)。主要道路是旅游景区与周边道路相衔接、景区内部各功能单元之间相相衔接的主要道路,构成旅游区的路网骨架,以机动交通为主,如金沙公路、新浮公路。次要道路是景区内各功能单元内部、与主要道路之间联系的道路,通向或连接主要景点,以人行和机动车为主,如致和公路。其他道路是景区各功能单元内各游赏景点的联系道路,是旅游景区深入每个景点的游览线,以人行为主,部分路段考虑游览车和消防车通行。
2、交通量预测
金坛茅山风景旅游区由于历史、地方经济发展水平等客观因素的制约,景区开发比较滞后,现有景点少,景区内道路基本以三级公路以下的乡村公路为主。若采用一般公路交通量预测常用的以现状OD资料为基础的四阶段法,由于相关小区和路网资料的缺乏,将导致预测结果失真。
考虑到作为景区内的风景旅游道路,未来的交通流量很大程度上取决于未来的游客人数和周边旅游景点的开发 图2
强度,因此采用未来游客人数结合沿线景点开发的方法进行预测(图2):把金坛茅山风景区作为一个整体进行考虑,根据未来特征年景区的预测游客总人次,以景区未来的路网规划和主要景点的区位确定游客在风景旅游区中交通出行的主要路径和分布,参照类似景区的经验数据确定游客出行中某一道路的占有率,结合该道路沿线居民的出行数量,最终确定其未来各年的交通量。
以新浮公路为例,计划于2012年建成通车,交通量按15年预测,远景年为2027年,各特征年定位2015年、2020年和2025年。
(1)旅游交通出行
① 游客人数预测
根据《金坛茅山风景旅游区总体规划》,茅山风景旅游区到2012年,接待游客规模约为250万人,2020年游客接待规模约为520万人,根据插值法和考虑未来的游客增长率,确定未来2025年和2027年的游客人数分别为680万人次和730万人次。考虑到未来日游客人数与本项目的日均交通量密切相关,而风景旅游区旺季和淡季的游客人数变化较大,完全按照旺季或者淡季来计算日游客人数会造成投资的浪费或降低道路的运行的质量,参照一般风景旅游区的经验,全年可游天数(日)按200天计算,具体数据如下表:
金坛茅山风景旅游区可以分为南北两片(图3),南片主要是方山森林公园游赏区,北部片区主要为茅山风景名胜区、茅东旅游度假区和观光农业康体体验区。北部片区的纵向道路主要有新浮公路、花茅公路和茅山旅游路:新浮公路位于路网中间,沿线主要为生态观光园、休闲度假村;花茅公路位于东侧,其东侧为扬溧高速,西侧主要为观光农业区;茅山旅游路位于西侧,沿线主要为茅山风景名胜区。
根据《金坛茅山风景旅游区总体规划》,结合景区内四个主要游览区和规划路网,确定四个游览区游客吸引量。图3
未来年各主要游览区游客总量预测表(万人)
按游客在旅游区平均每天出行次数为2.5,计算各主要游览区各特征年出行次数:
根据新浮公路沿线景点规划、与对外公路的衔接状况,结合相关调查数据,确定新浮公路分担的游客出行次数为观光农业康体体验区和茅东旅游度假区出行次数总量的50%,各特征年出行次数见下表。
未来各年新浮公路出行次数预测表
② 车型比例预测
新浮公路主要服务于旅游区游客,客运占主要比例。因此,进行旅游区游客交通量预测时将车型比例分为小客车、中客及大客四类,符合新浮公路旅游道路的出行特点。
根据项目区域路网历年交通构成分析,车种的比例变化与GDP有着良好的相关性。车型预测采用指数模型,与GDP回归预测,同时参照类似景区的经验数据(如杭州龙井山等相关景区),对预测结果进行适当修正。
式中:Y:交通量; X:GDP;α、β:回归参数。
车型比例预测结果
③ 游客交通量
根据车型比例预测,按小客车平均载客3人,中巴为15人,大巴为30人考虑,计算出未来各年由景区游客产生的客车出行数量。
未来各年游客交通量预测结果
(2)沿线内部交通出行
新浮公路向南直接联系薛埠镇区,沿线兼有致和安置点,具有服务沿线和镇区居民出行的功能,货车主要服务于沿线度假区、休闲社区以及生态农业基地的物资运输,具有一定的比例,参考一般经验数值,沿线内部交通量取游客交通量的25%。
(3)路段流量预测结果
综合以上分析,新浮公路未来路段流量见下表:
未来年流量增长主要集中在2012至2020年,一是由于景区景点和基础设施的逐渐完善,二是由于生活水平的提高带动了居民的旅游需求,同时小汽车的普及也会不断增加景区的游客人数,进而使本项目在这一阶段的流量激增;2020年之后,景区发展趋于平缓,增长率逐渐降低,流量稳步提升。
3、道路景观设计
风景旅游道路景观设计既要使道路本身成为可供游览的景观,又要让道路融入整个景区,成分景区的组成部分,不能对景区产生明显的分隔作用。金坛茅山风景旅游区道路景观设计以整个茅山道教悠久的历史文化为主线,通过对道教文化的提取、概括,结合不同道路沿线衔接的不同景点,既融合道教文化的精髓,又营造各自的氛围。
以茅山旅游公路和金沙公路为例,茅山旅游公路沿线主要经过乾元观坤道文化保护区、仙姑文化旅游村、道教文化博览区(元阳观、崇寿观)等富有盛名的道教观宇,因而将其定位为人文景观路,旨在让游客感受 “天人合一”的道家思想。考虑在道路交叉口或局部开阔地设置道教文化景墙、三清道尊像等元素与植物结合在一起,通过道教文化符号诠释其景观特色,凸显道教文化特点(图4)。金沙公路沿线主要经过旅游度假村、民族风情度假园、茶园、苗圃等生态农业观光园区,因而将其定位为生态景观路,通过节点设置景石图腾柱、景石与花卉组合诠释其景观特色,营造路在景中的氛围(图4)。
在此基础上,道路各专业设计注重细节设计,配合景观总体设计要求,主要体现在:
(1)线位布设顺应丘陵区的地形走势,不改变区域固有的地势特点。尽量绕避生态敏感区(植被茂盛区、物种分布连续区以及独特珍惜物种分布区),尽量减少破环和切断生态链。路线布设把握与景观的空间关系:对于规模宏大的景观,路线布设适当远离,给观赏者提供足够的视野;对于点式景观,线位适当靠近,便于游览。
(2)边坡防护以自然植被为底,配以景观树种、山体开挖石头形成景观小品,削弱道路的独立存在感,融路于景。利用山体挖方边坡,篆刻道家经书典籍或反映道家文化的画作,增添道路的景观文化。
图4
(3)道路排水边沟采用矩形代替梯形,同时减小边沟宽度、加大深度,以减少圬工敞口面影响景观视觉。
4、结论
(1)根据风景旅游道路的交通组成特征,提出将风景旅游道路交通量分为因游客产生的流量及因沿线内部出行产生的流量两大部分,并均以景区未来游客人数预测为基础的方法。继而以金坛茅山风景区内的新浮公路为例,验证该方法的可行性,为风景旅游道路交通量预测方法提供借鉴。
(2)道路景观设计以金坛茅山风景区的道教文化基础为背景,结合不同道路沿线人文、生态景观差异,赋予每条道路不同的景观设计主旨,做到统而有别、形散而神不散。同时道路路线、排水、防护等各专业设计注重细节,服务于道路景观要求。
参考文献:
(1)《金坛茅山风景旅游区总体规划》(2008-2020),江苏省城市规划设计研究院,2009.5;
【关键词】闭路监控电视系统;摄像机镜头;选用
On the choice of CCTV monitoring system in the camera lens
Liu Yan-bin
(Shaanxi Han and Tang Dynasties Computer Co., Ltd Xi'an Shaanxi 710000)
【Abstract】With the development of the intelligent building industry in China, the status and role of security in the intelligent building is also increasing. Closed circuit television monitoring (referred to as CCTV) system as a security technology in all walks of life play an increasingly important role. In this paper, the camera lens used in CCTV systems to do a more detailed discussion.
【Key words】Closed-circuit television monitoring systems;The camera lens;Selection
随着我国智能建筑行业的发展,安保技术在智能建筑中的地位与作用也与日俱增。闭路监控电视(简称CCTV)系统作为一种安保技术,在星级宾馆、涉外办公楼、银行、政府机关等场所越来越发挥着它的重要作用,包括现在的智能小区亦将CCTV系统作为安保及物业管理的一个重要手段。为了让CCTV技术在智能建筑中发挥更好的作用,在每项闭路电视监控工程中,如何正确选择摄像机镜头,对于经济指标与技术性能都是十分重要的。笔者根据多年的施工经验谈一下摄像机镜头在选择时的一些心得,供同行斧正。
1. 镜头的分类
根据民用建筑的应用场合镜头的种类大致可分为:
(1)广角镜头:视角在90度以上,一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所;
(2)标准镜头:视角在30度左右,一般用于走道及小区周界等场所;
(3)长焦镜头:视角在20度以内,焦距的范围从几十毫米到上百毫米,用于远距离监视;
(4)变焦镜头:镜头的焦距范围可变,可从广角变到长焦,用于景深大,视角范围广的区域;
(5)针孔镜头:用于隐蔽监控。
2. 镜头焦距的确定
在选择镜头时,有以下五个因素确定镜头标准:
(1)监控现场的大小;
(2)被摄物体的大小;
(3)物距;
(4)焦距;
(5) CCD靶面尺寸。
前4点可由现场测量并通过计算来确定镜头的焦距标准,其计算方法如下:
u1/3″CCD F=4.8×L/W或F=3.6×L/H
u1/2″CCD F=6.4×L/W或F=4.8×L/H
其中,W为被摄物体的宽度;H为被摄物体的高度;L为镜头到被摄物体间的距离;F为镜头焦距。
第5点,是在计算好相应镜头焦距后,根据摄像机CCD靶面尺寸,选用相匹配的摄像机镜头。如果计算好镜头焦距后,在选用镜头时没有与摄像机靶面尺寸相匹配的镜头时,可根据以下原则替换:即小尺寸靶面的CCD可使用大尺寸靶面CCD摄像机的镜头,反之则不行。原因是:如1/2″ CCD摄像机采用1/3″镜头,则进光量会变小,色彩会变差,甚至图像也会缺损;反之,则进光量会变大,色彩会变好,图像效果肯定会变好。当然,综合各种因素,摄像机最好还是选择与其相匹配的镜头。
3. 手动光圈及自动光圈的选择
摄像机镜头就光圈而言可分为手动和自动两种,具体选用何种镜头光圈取决于使用环境的照度是否恒定。 对于在环境照度恒定的情况下,如电梯轿箱内、封闭走廊里、无阳光直射的房间内,均可选用手动光圈镜头,这样可在系统初装调试中根据环境的实际照度,一次性整定镜头光圈大小,获得满意亮度画面即可。 对于环境照度处于经常变化的情况,如随日照时间而照度变化较大的门厅、窗口及大堂内等,均需选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的摄像机),这样便可以实现画面亮度的自动调节,获得良好的较为恒定亮度的监视画面。 对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种,即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上,摄像机自动光圈镜头插座的连接方式上,以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上,三者注意协调配合好即可。
关键词:数字逻辑;VerilogHDL;FPGA;EDA;教学改革
中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)35-0177-02
The teaching reform and practice of digital logic taking verilogHDL as the key points
ZHAO Tian-xiang, HE Jin-zhi
(Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473000, China)
Abstract:Aiming at the backward methods and old content in the traditional digital logic course, the reform and practice of the digital logic teaching with VerilogHDL and FPGA as the key points are carried out, and the new teaching mode of the experiment drive is discussed. Not only make the students come into contact with the latest digital circuit design method, but also make it have a wide range of application prospects of the new skills. The students in the completion of this course, can really do the design, application.
Key words: Digital logic; VerilogHDL; FPGA; EDA; teaching reform
承担《数字逻辑》这门课两个学期了,我发现传统的教学内容已经不适合现在社会的发展,并对此进行了教学内容的改革。在传统的教学内容中,逻辑表达式、真值表和波形图等这些老旧的数字电路设计方法,是教学的重点。而CPLD、FPGA和VHDL、VerilogHDL等现代化的数字电路设计方法仅仅是一个简单的介绍。这样的数字逻辑课程学完后,学生仅仅是对数字电路的设计有所了解,至于设计是无从谈起的,现在用逻辑表达式、真值表和波形图等去设计一个数字电路简直是可笑的。于是,我决定把基于VerilogHDL和FPGA的现代化的设计方法作为教学的重点,这样使学生学完这门课程后,真正能做设计,做应用。
1 VerilogHDL简单易学
VerilogHDL是一种硬件描述语言,使用这种语言只需要把我们想设计的数字电路的功能或结构描述出来,然后由计算机辅助电路设计软件综合出实际可用的数字电路出来。完全不用像传统的设计方法那样,用逻辑表达式或真值表那样一个逻辑门一个逻辑门的去设计。传统的设计方法,费时费力,在门数比较少的时候还可以。但在现在动辄数亿门的集成电路设计中几乎是不可能的。使用计算机辅助电路设计软件进行数字电路设计是时展的必然。
使用计算机辅助电路设计件进行数字电路设计就必须要用硬件描述语言,现在主流的硬件描述语言主要有两种,一种是VHDL,一种是VerilogHDL。VerilogHDL的风格非常接近计算机软件语言中的C语言,因此VerilogHDL比前者更容易被计算机专业的学生接受和理解。VerilogHDL和VHDL都是IEEE标准,功能和性能上没有太大的差异,在国内使用Verilog HDL的用户也比较多,因此我决定以VerilogHDL作为这门课的编程语言。VerilogHDL在语法,数据类型,控制语句等方面和C语言都有较多的相似性,学过C语言的计算机专业的学生很容易就可以理解和掌握这门语言。
VerilogHDL需要在计算机辅助电路设计软件中使用,现在这种软件已经非常成熟。我们使用的是Altera公司开发的Quartus II软件,Altera公司是世界第二大FPGA厂商,其产品在国内有广泛应用。FPGA是现场可编程逻辑阵列,可以通过编程变成我们想要的任意电路。我们用VerilogHDL做出设计,由Quartus II综合出电路,如图1所示。然后下载到FPGA,由FPGA实现验证,最后由半导体企业生产出来使用。也可以直接使用FPGA,使用FPGA和使用专用芯片几乎没什么差别。
图1 Quartus II综合VerilogHDL设计生成的电路原理图
2 实验驱动的教学模式
我在教学中采用实验驱动的教学模式,即通过大量可验证的实验,逐步把知识传授给学生。在传统的教学模式中,教师往往从基本的语法,原理讲起,等语法,原理讲完了,再讲复杂的应用。结果,前期讲理论时,学生觉得非常枯燥,后期讲应用时,前面的理论又忘得差不多了,教学效果不理想。实验驱动的教学模式即把理论教学和应用教学结合起来,穿插起来。前期不纯讲理论,而是以简单的实验,把理论融入实验,一一验证。每一个实验都是一个较为完整的应用,都可以通过软硬件验证,这样可以引发学生的学习兴趣。由简单到复杂,每一次实验都会有一些收获,跨度也不大,逐步深入,而且每一次实验都印证了学科的实用性,增强学生学习的信心和动力。
这些实验可以通过软件或硬件来验证,在Altera公司的Quartus II软件中自带了一个由Mentor Graphics公司为Altera定制的ModelSim-Altera软件。ModelSim-Altera是一个仿真分析软件。VerilogHDL包括分析测试的功能,我们写出的实验例程可以包含一个测试模块。在测试模块中,我们可以通过对输入端口赋值,设置时间点,对实验进行充分的测试验证。在ModelSim-Altera仿真过程中,可以输出虚拟示波器波形,对这些波形进行分析可以查找错误,验证功能。ModelSim-Altera还提供了丰富的系统任务和系统函数帮助我们分析电路功能,可以按时间点输出监控的参数数值。
ModelSim-Altera虽然是一个简单实用的好工具,但仿真还是有一些局限性的。这时候,一块FPGA的开发板就非常重要了。我们写的VerilogHDL设计,下载到FPGA开发板中,以硬件的方式进行验证,亲眼看到,非常有说服力。使用FPGA开发板还可以进行非常实用的应用开发,比如红外遥控、视频编码、VGA输出等。
3 FPGA应用前景广泛
使用VerilogHDL和FPGA不仅使数字电路设计简单方便,而且对于小规模的应用,我们根本就不需要把电路生产出来,直接把设计写入FPGA,直接用FPGA就行了。FPGA相对于单片机等传统控制器,有很多优点。例如:FPGA可以生成任何电路,大大简化了控制器周边的复杂度,一些译码器、编码器等芯片不需要了,降低了成本,提高了可靠度。FPGA纯硬件运行,没有CPU执行延时,响应速度非常快。在一些实时性要求非常高的场合有着传统控制器无法比拟的优势。比如:实时的视频采集,高速运动装置的控制等。
4 结束语
以VerilogHDL和FPGA为重点的数字逻辑课程教学改革,经过我这两个学期的实践,使原本边缘化的一门传统课程,焕发出新的活力。不但使学生接触到最新的数字电路设计方法,而且使学生掌握了一门有广泛应用前景的新技能,为其以后的发展又增添了一条新的选择。今后我将继续在实用化,现代化的教学实践中探索前进。
⒖嘉南祝
[1] 马朝,李颖,杨明.用Verilog-HDL设计数字逻辑系统[J].计算机工程,2015,26(12):110-112.
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【关键词】电子;电路设计;常用;调试方法;步骤探讨
伴随时代的不断发展和科学技术的不断进步,人们越来越关注社会生产力的提升。采取科学的方式进行电子电路的设计与工作流程的部署和管理,能够满足当下社会生产力发展的基本需求,也能够促进行业的生产进步。当下我国电子行业发展的过程当中都越来越重视相关的技术升级,采取高效率的生产和设计模式才能够实现对理论的进一步应用,也能够满足实际的生产工作需求。模拟的设计构想在实践工作的验证体系下常常显示出各种问题,需要以更加科学、安全、有效的方式实现对相关工作体系的完善,并在具体的工作当中以实践经验论证设计理念,保证电子行业发展的前景要求。
1电子电路设计的原理
电子电路的设计工作具有相关的工作原理和原则,需要遵循一定的制度和规律进行相关工作的设计,以此实现对工作体系的完善性需求。首先,电子电路的设计工作原理要求,设计的相关内容需要符合整体性要求,在实际的设计工作当中要针对电路工作的各个节点进行监督与功能实践。其次,设计的工作要保证具体功能的落实,针对每个电路的工作职能进行细致的划分。再者,应当进行电路设计的最优化选择,保证电路设计的稳定性和完善性,在实际的工作应用中具备可靠的特征。最后,应当实际的考量到市场经济的价值和效益需求,进行性价比的研究分析并最终完成设计。
2电子电路设计的流程
电子电路的设计工作流程比较复杂,具体的工作内容也具有较高的严谨性和准确性。在实际工作进行的过程当中,应当重视对设计目标的确认,在具体工作中明确电子功能的设计。针对电子产品的核心功能应用进行整体的考量,设计的电路能够符合单一操作的要求,进行优化的职能选择。在设计形成初期进行整体研究,包含对电子电路的测试实践。重视对电子电路的调试和功能定位,保证未来工作进行的顺利要求。重视电子电路功能的设计才是保证产品能够高效率工作和服务的基础,也是确认核心功能和辅助功效的重要工作内容。实现设计初期的检查和测试,能够保证设备未来使用的优越性。
3调试仪器概述
具体的电子电路设计功能测试与调节工作要求的比较准确和细致,在实际的工作过程当汇总需要进行相关仪器的使用和完善,避免当中一些环节出现问题。在调试仪器使用的过程中涉及到众多的零部件,包含万能用的工具表,显示波动幅度的器械,以及信号发出的设备等。针对具体的调试工作进行观察,玩能用的工具表主要是为了测量设备使用期间的电流量和电压力,以及存在的电阻等元素。显示波动幅度的器械主要是为了更准确的测量信号,关注波动变化。信号的发出设备是为了在监测过程中收集信息,确定监测工作准确性和保证基本交流。
4电子电路调试具体流程
电子电路的调试工作可以划分为诸多细致的流程,在具体工作开展的过程中还需要进行整体工作的完善和优化。调试的工作需要进行电路的线路监测,在实际的工作验收中观察通电的效果。调试的工作还需要确保对电子设备的功能监测,保证实际的工作过程能够正常的运作,充分实现对信息传播的要求。在实际工作开展的过程当中要进行电源的调试,减少工作阻碍,进行指标的规范和数据的验收。除此之外,调试工作还可以划分为两种方式,分别是整体和分区域的调试工作。细致的划分主要是为了给保证验收工作的严谨性要求。最后需要针对环境进行监测,考量实际工作需求进行优化处理。
5调试工作需要重视问题
在调试工作进行过程当中还需要重视对工作细节的优化处理,保证人员施工的科学性安排,在实际的操作过程当中需要进行设备功能的优化,确保功能的准确性要求。重视对细节工作的监督和管理,在调试的信息记录中掌握数据中存在的差异,为维护系统工作提供良好的基础,也有助于及时的解决系统工作出现的问题。除此之外,还需要认识到系统调试工作反复执行的重要性,针对测量工作进行反复的操作才能够保证电子电路的设计符合实际生产需求。
6结论
综上所述,本次研究针对电子电路设计的相关工作展开分析和研究,希望在实际的工作过程当中掌握实践的工作经验,在未来的电子电路设计工作当中采取先进的科学手段,实现对相关工作内容的整合,满足时展的进步要求。在传统电子电力设计的相关工作基础上实施切实有效的完善策略,保证基本工作的流畅性原则,在实施科学有效的方式和方法进行相关设计工作的管理,满足实际工作的需要,进行不同线路的测试和验收,保证电子电线设计工作的优越功能。重视对电子电路工作的设计工作,在实际工作开展的过程中进行调试工作的监督与管理,进一步促进我国现代化生产效率的提升。
参考文献
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【关键词】Atmel AVR XMEGA128;便携式仪表;Zigbee
1.引言
工业化仪表,因其集信息的获取、转换、存储、传输、分析、处理及显示于一体而成为工业控制领域的基础和核心之一。随着计算机技术、微电子技术的发展,工业化仪表已逐渐发展成为具有微处理器系统的智能化仪表[2]。便携式智能仪表因其携带方便、操作方便、界面友好、人机接口丰富、功耗低等特性,使得其在当今生活中越来越普及。
AVR XMEGA是8/16位AVR微处理器的升级版本。其采用Atmel picoPower技术,所有器件均可使用1.6V工作电压。MCU具有5μS唤醒时间和100nA的业界极低耗电量,其内部增加集成了全速USB、高速高精度模拟系统、DMA控制器和创新的事件系统,最大限度的提升了数据吞吐量和实时性能,并有效减轻了处理器负载。其集成度更高,更有效的降低了系统总功耗和成本。特别适宜计量、工业、医疗和消费领域的仪器仪表设备应用[1]。
2.仪表设计总体框图
3.仪表硬件设计
3.1 无线通信电路设计
在仪表使用过程中,当两台仪表需要相互通信或者不便于与PC机进行有线连接的情况下,需要将数据进行无线传输。而能够进行无线传输也成为诸多仪器仪表适应多条件、多功能的体现。Zigbee是近年新兴的无线网络通信技术标准,功耗小、成本低,在应用中有着突出优势。其连接时间短,大大降低了通信数据的碰撞概率;最大可达到65535个网络节点,使得其具有优越的组网能力;其数据传输进行加密处理,因而具有较高的网络安全性能。综上可知,Zigbee无线传输技术具有较广泛的应用前景。
3.2 信号采集电路设计
3.3 扩展字库电路设计
3.4 数据存储电路设计
仪表在野外操作时,当需要采集数据较多而又无法将数据及时传输至上位机时,就需要大容量、掉电非易失的存储设备。在长期数据对比分析时,也需要保存较大批量的数据记录,单片机本身自带128K字节的flash存储和8K字节的SRAM存储以及2K字节的EEPROM存储单元。但在掉电之后,FLASH存储无法保存数据,需要一个大容量的存储空间开保留已经记录的批量数据。
本设计采用了Atmel公司生产的ATDB011D存储器,内部集成了1M字节的Flash存储,有最高达66MHz的数据存取速度,其使用SPI接口与单片机进行数据传输。与单片机的连接电路如图5所示。
3.5 USB通信接口设计
3.6 显示接口电路
4.系统软件设计
5.总结
Xmega作为一款较新型的高性能单片机,其应用和开发还有待进一步的挖掘。本文以实际项目应用为基础,给出了具体的电路设计及软件流程,为其在工业中的应用提供了一种参考。
参考文献
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