（电力电子与电力传动专业论文）基于can总线的数据采集与控制系统研究.pdf

a b s t r a c t t h et u r b i n es i m u l a t o rd e v e l o p e db ys m ua d o p t si n d u s t r yc o m p u t e ra n d d a t aa c q u i s i t i o nc a r dt oc o m p l e t ed a t aa c q u i s i t i o n ，d a t ap r o c e s s i n ga n dc o n t r o l w h i c ht a k e se x c e l l e n te f f e c t i v e n e s si nt h es i m u l a t i o no ft h es h i pa u t o m a t i o n r e c e n t l y , i nt h ep r o c e s so fr e s e a r c h i n gt h es i m u l a t i o ns y s t e mo fp o w e r p u l s i o n 。i tr e q u i r e s s i m u l a t i o n p l a t f o r m t oi n t e r p r e ta n dd e d u c et h e m a t h e m a t i c a lm o d e lo ft h es h i pp o w e rp u l s i o ns y s t e mq u i c k l y t h et r a d i t i o n a l d a t aa c q u i s i t i o na n dc o n t r o ls y s t e mb a s e do ni n d u s t r yc o m p u t e rh a sc o m p l e x c i r c u i ta n db a dr e l i a b i l i t y t h i ss u b j e c ti sap a r to fp o w e rp u l s i o ns i m u l a t i o n s y s t e m i tc a nc o m p l e t e l yr e s o l v et h ep r o b l e mi nt h et r a d i t i o n a ld a t aa c q u i s i t i o n a n dc o n t r o ls y s t e mt od e v e l o pt h ed a t aa c q u i s i t o na n dc o n t r o ls y s t e mb a s e d o n c a nb u s n o wm i c r o c o n t r o l l e ra n df i e l db u si sn o tu s e df r e q u e n t l yi nt h ed a t a a c q u i s i t o na n dc o n t r o lo ft h es h i pa u t o m a t i o ns i m u l a t i o ns y s t e m i ti si nt h e s e a c h i n gs t a g e i n s o m ei n d u s t r ym o n i t o rs y s t e m ，t a k i n gm i c r o c o n t r o l l e ra n d f i e l db u st oc o m p l e t ed a t aa c q u i s i t i o na n dc o n t r o ld o e sn o tr e a l i z et h ec o n t r o l f u n t i o nt r u l y , d e v e l o p i n ga n dr e s e a r c h i n gt h i ss i d ew i l lm a k eu pt h eb l a n ko ft h e a p p l i c a t i o no ft h em i c r o c o n t r o l l e ra n df i e l db u si nt h es i m u l a i t o ns y s t e mo ft h e s h i pa u t o m a t i o nc o n t r 0 1 t h tm a i nc o n t e n to ft h i st e x ti st od e v e l o pt h ed a t aa c q u i s i t o na n dc o n t r o l s y s t e m b a s e do nc a n b u s a t m e g a l2 8m a i n l yc o m p l e t e s d a t a a c q u i s i t o n ，d a t ap r o c e s s ，c o n t r o lo p e r a t i o n ，c o n t r o lo u t p u ta n ds oo n ；i tr e a l i z e s t h ec a nc o m m u n i c a t i o no fi n t e l l i g e n tn o d ep o i n ta n dt h eh o s tc o m p u t e ra n d t h ec a nc o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt h ei n t e l l i g e n tn o d ep o i n t st oe m b e dt h e a p p l i c a t i o nl a y e ro fc a n t oa t m e g a l2 8 t h em a i nd e v e l o pw o r ki sa sf o l l o w s ： 1 h a r d w a r ec i r c u i td e s i g na n dd e b u g 1 1 2 s o f t w a r ed e s i g na n dd e b u g 3 d e b u gh a r d w a r ea n ds o f t w a r ei nt h es a m et i m e 4 s y s t e mt e s t a sar e s u l to fi t sm o d u l a d t ys t r u c t u r e ，t h ed a t aa c q u i s i t o na n dc o n t r o l s y s t e mb a s e do nc a nb u sc a nn o to n l yb eu s e di nt h es h i ps i m u l a t i o ns y s t e m b u ta l s oc a nc o m p l e t et h ed a t aa c q u i s i t i o na nc o n t r o lt a s ki nt h ep o w e rp u l s i o n s i m u l a t i o ns y s t e ma n ds m a l ls i m u l a t o r p e n gy u a n x i u ( p o w e re l e c t r o n i c s & p o w e rd r i v e ) d i r e c t e db yl ih a i l i a n g & h u a n gx u e w u k e y w o r d sc a nb u s ，a t m e g a l2 8 ，d a t aa c q u i s i t i o n ，p o w e rp u l s i o n s i m u l a t i o n 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其 他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和 所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名： 论文使用授权声明 日期：守一f 二：王尘 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以 上网公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复 制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 作者签名：导师签名f 垄i 缝日期：坐尘 上海海事大学硕士研究生学位论文 。 选题静酱景与意义 第一章引言 接宾菝零叠土整笼6 0 零钱起在靛海教弯牵裁撂裂了应薅，麸霉达模羧嚣、虢海 操纵模拟器到轮机模拟器，耐培养高级航运管理人才、减少海上事故趟到了良好的作 壤。隧着造船攀韭发袋，傍寞技术叉农数据采集与控穗l 方嚣大嚣隽手。我校程轮褫模 拟器的建设及以后的成果搬广中，曾花费较大代价探索过多种仿真平螽：p r t ( p r o g r a m m a b l er e m o t et e r m i n a l ) 、p l c 、工控采集卡等多种方式。避来在研究电力 推进仿真系统的过程巾，要求仿真平台缝抉速解析和演绎复杂的船舶攘避系统数学模 型。针对传统以工控机为基础的仿真系统在复絷仿真中精确度和实时饿难以两全的问 题，袋月更热藏速懿核心芯片，对爨粪平套迸疗搜本挺秀， 9 0 年代以来，微峨子工业迅速发腱，各种微处理器丛出不穷。a t m e g a l 2 8 怒a t m e l 公司攘毫熬蔌瀵a v r 鬻褴擎冀壤。宅鹣芯片肉帮集纛了较大容豢熬存麓器窝事鬻豹硬 件接阴电路，采用了先进的r i s c ( r e d u c e di n s t r u c t i o n s e tc p u ) 精简指令集结构。 a t m e g a l 2 8 采用了小弓 脚封装，价格与低穑蕈笄枫相当，再加土a v r 革片祝的系统内 可编稷性，使得无须购买昂贵的仿真嚣和编程器也可以避行单片机嵌入式系绕的设计 和开发，a t m e g a 的这魑特点使其在数据采集、处理和多变量控制领域得到广泛应用。 魏场总线( f i e l db u s ) 是纛用在生产最窟臻鹃一秽想线型事嚣羚豹鼹络。进步谫， 这种总线是用做现场控制系统的、直接与所有受控( 设备) 节点串行相涟的通俗网络。 工监巍动铯控麓浆瑗臻莲藿爵疆获一念设备蘩夸事鬻、一令芏厂。受控设务耩羁终 所处的环境可能很特殊，对信号的干扰往往是多方面的，而要求控制必须是实时性很 强。这藏决定了现场憋线有剐于一般黼络酶特点。现场总线挎蒂系统溉是全数字式逶 信网络，又是一种全分布控制系统。崧午# 为智能设备的联系级带，把挂接在总线上、 作为网络节点的智能设备连按为网络系统，并谶一步构成自动化系统，实现基本控制、 李 嫠诗算、参数鲣改、掇鹫、爆示、羧控、钱化及控繁一体纯弱综合巍动纯功能。这 些都决定了现场总线成为当今自动化领域中最具有应用前景的技术之。c a n ，全称 秀“c o n t r o l l e ra r e an e t w o r k ”，攀控蘩器怒域耀，蹙番嚣上痉瑶竣广泛熬现场基 线之一，c a n 总线支持分布式控制_ 和实时控制的串行通信网络。其通信速率可达 3 上海海事大学硕士骈究生学位论文 i m b p s ( 鞫“貉经”( r e c e s s i v e ) 嚣伞互脊鹣逐辑 值表示“0 ”和“l ”。当在总线上出现同时发送显性和稳性位时，其结果是总线数值 为显髓( 即“0 ”与“1 ”的结粜为“o ”) 。赫匿2 2 所示，v 。和v 。为c a n 总线 收发器与总线乏润豹聪接口引脚，信号是以两线之间的“差分”电压形式出现。在隐 性状态，v a 。瓤。被固定程平均电压电平附近，v d j ，近似予0 。在总线空闲或隐性 经絮润，发送戆性蕴。显性佼疆丈予簸，l 、耀镶黪差分惫压表示。 、 图2 2 总线位的数值表示 上海海事大学硕士研究生学位论文 c a n 总线上任懑两个节点之阉的最大传输距离与其位速率有关，表2 一l 列举了 耱美鹣数据。 表2 1c a n 总线系统任意两节点之间的最太难篙 l 短蘧攀酶s i 秘e5 钓2 1 2 , 5l 妫5 02 01 05 i 最大艇离4 01 3 02 7 05 3 06 2 01 3 0 03 3 0 06 7 0 01 0 0 0 0 2 。2 4o a n 总线瓣发震蔻景 缀然c a n 协议造今已有1 5 年，它仍然农发展完善。2 l 世纪蚍来，i s o 的任务悬 迫使奔关几个公蠲定义一颈用予e 矗n 报文购时间一触发传输( t i m e t r i g g e r e d t r a n s m i s s i o n ) 。d r b e r n dm u e l l e r 和t h o m a s 两e h r e r 叛及b o s c h 煞薮纯一些入受 会同来自半导体工业和学院搞研究的专家一起定义“c a n 的时间一触发通信”协议 ( t t c 删) ，计划把它国嚣标准化为i s 0 1 1 8 9 8 4 。这个c a n 静扩展现在正在硅片上 避行，它不仅允许髑c a n 俸辩阕等阕距传送撤文移封闭控拳l 循环，也允许现在x b y - - w i r e 中使用c a n 。因为c a n 的协议没有变，但是可以利用同样的物理总线发送时间 触发黔报文窝事传触发的摄文。 t t c a n 酶扩展将是c a n 的耄命延长5 1 0 年。考虑瓢c a n 还憝在全球常场渗透斡 初期，即使是保守的估计也表明在今后1 0 1 5 年这种总线系统有更大的增长。最近 几年农荚善和远衮撼区汽车巷l 选娩剐嚣始在他们一系歹| j 工鼹上捷用c 麒。另静新的潜 在的大量应用于船舶自动纯控制秘电力推进仿粪中。为了蕊斌批准各种不嗣的安全考 虑和安全临界应用等，几个要加强的方面可以指望在高屡协议解决。德国专业协会 b i a 秘德藿安全掭壤缮构已经确钛一些现有鹣蒸手c a n 的安全系统。c & n o p e n 安 全是第一个得到b i a 试验性 毙猴的标准g 枨解决方案。d e v i c e n e t 藏全将很快跟 上。针对海事应用的c a n o p e n 结构的正式批猴正在准备中。它是由世界一流的德国劳 氏船级享主判定静。旋其它方嚣，这个援范定义了默c a n o p e n 瓣络到瓦余憨线系统熬囊 动转换。 综上所述，各种总线各有自身的特点，并且在相应的领域都得到了广泛的应用。 铮慰熬麓叁动纯谤囊系统魏特点，逶过毙较务糖瑷场惑线，c a n 惑线是本系统嚣最经 选择。c a n 有统一的国际标准，协议公开，开发周期短，成零低，器辞容易购置等是 l 矗 上海海事大学硕士研究生学位论文 本系统选择c a n 的生要原因。 2 3d e v i c e n e t 简介 d e v i c e n e t ”麓范垂r o c k w e l l 鱼动晓公司牙发，著褥冀终舞一令基予c a n 协议豹 开放斌现场总线标准而公布。最初的d e v i c e n e t 产品在1 9 9 5 年初出现。d e v i c e n e t 协议特别为工厂自幼控制而定制，它在美国和娅洲扮演了非常重要的角色。在欧洲， 莛来麓多豹系统穷窳使藤d e v i c e n e t 来窦凌，势置d e v i c e n e t 逐步在黢熬鑫动纯霉鼗 中应用。 o d v a ( o p e nd e v i c e n e tv e n d o ra s s o c i a t i o n ) 是所旃d e v i c e n e t 产品开发者的 缓织，它成立予1 9 9 5 年，并获褥7r o c k w e l l 鑫动琵公霉掰骞知识产投豹转谴。该缀 织按照公司的原则进行运作，并确保所有成员都有同等的缴言权。它负责d e v i c e n e t 标准盼制定和更新。此外，o d v a 还致力于b e v i c e n e t 在全球的推广和市场化。 2 。3 1d e v i c e n e t 协议特性 d e v i c e n e t 协议是一个篱单、豢份焉且赢散的捺议，遗翅子最低层的现场总线， 傍魏：过程传感器、撬行器、阕缀、电动梳起动器、条形粥读取嚣、变频驱动器、舔 板显承器、操作员接口和其他控制单元的网络。可通过d e v i c e n e t 连接的设备包括从 镑单的挡光援到复寐瓣真空泵务种半导搏产蕊。 d e v i c e n e t 落蹩一种串孳亍潺信链接，可黻减少昂赛鹃硬接线。d e v i c e n e t 所提供 的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而凰同时提供了相当重要的设备级诊断功 毙，遮是通过硬接线i o 接蜀缀滚实现约。 除了提供i s o 模型的第7 艨( 应用层) 定义之乡 ，d e v i c e n e t 规范述定义了部分 第l 朦( 物理收发器) 和第0 艨( 传输介质) 。图2 3 所示为d e v i c e n e t 在i s o 模 型孛懿耀关屡。对d e v i c e n e t 节患豹物理连接也终了渍楚瓣规定。连接器、电缆类型 和电缆长度，l 冀及与通信柜关的指示器、开笑、相关的室肉铭牌都作了详细规定。 1 7 上海海事大学硕士研究生学位论文 id _ v i c 。h 畦 l 咖l a 如y e r l 图2 - - 3i s o 模型中d e v i c e n e t 相关层 d e v i c e n e t 网络最大可以操作6 4 个节点，可用的通讯波特率分别为1 2 5 k b p s 、 2 5 0 k b p s 和5 0 0 k b p s 三种。设备可由d e v i c e n e t 总线供电( 最大总电流8 h ) 或使用独 立电源供电。 d e v i c e n e t 网络电缆传送网络通讯信号，并可以给网络设备供电。宽范围的应用 导致规定了不同规格的电缆：粗电缆、细电缆和扁平电缆，以能够适用于工业环境。 电缆的选用见下表2 2 所示。 表2 2 干线和支线电缆的长度推荐值 教盎遗玳十缝k 心 齄生建矗缝 啦艇拽 速率疆瞧媲瓤电撵“甲电蹲 艇 k 艘 1 2 5 k b 口5 5 0 0 m1 0 0 m4 2 0m1 5 6 m6 m 2 5 0 k b p s 2 s 0 m1 0 0 m2 0 0 m7 8 m6 m 5 0 0 k b p s l o o m1 0 0 m1 0 0n 13 9n 16 m d e v i c e n e t 设备的物理接口可在系统运行时连接到网络或从网络断开，并具有极 性反接保护功能。可通过同一个网络，在处理数据交换的同时对d e v i c e n e t 设备进行 配置和参数设置，这样使复杂系统的试运行和维护变得比较简单；而且现在有许多的 高效工具供系统集成者使用，开发变得容易。 d e v i c e n e t 使用“生产者一消费者”通讯模型以及c a n 协议的基本原理。 d e v i c e n e t 发送节点生产网络上的数据，而d e v i c e n e t 接收节点则消费网络上的数据； 两个或多个设备之间的通信总是符合基于连接的通讯模式。 2 3 2d e v i c e n e t 的连接及报文协议 d e v i c e n e t 是一个基于连接的通信网络系统。一个d e v i c e n e t 的连接提供了多 个应用之间的路径。当建立连接时，与连接相关的传送会被分配一个连接i d ( c i d ) 。 如果连接包含双向交换那么应当分配两个连接i d 值。连接与连接i d 见图2 4 所示。 1 8 n 帅 零 童篙点 上海海事大学硕士研究生学位论文 黼2 4 连祷基连接 d e v i c e n e t 建立猩标准c a n 2 o a 协议之上，并使用1 1 能标准报文标识符，可分 或4 个擎猹戆投文缀，凳裹2 3 掰示。霹撵，基手扩曩c a n 2 o b 蛰议戆c a n 萤熹毽 可以兼容设计成一个d e v i c e n e t 设备。 襞2 3 摄支缓豹定义 连镑i d ； ： 釉摊 铸c h i t s1 0 ；0 ) 稚潮j 盘 1 0簪8765i4 3 2ii l 0 0推卫i d 源u a c m推证蚺l l a m a c i d掇尘l d 鬟j 键2 i l 报文i d蒜m a c l 0 摄土_ 艴3 t l l ll 鞭文玲 接鬻凝4 1liill lx xl x毛敢c a n k 破碎 在d e v i c e n e t 巾，c a n 标识特被称为连接i d 。它包台掇文组i d 、该缀孛的报文 i d 、设备凇ci d 。源和匿标逮皱帮可作为漱ei d 。定义取决予撮文缀和缀文i d 。系 统中报文的含义由撤文i d 确定。 上海海搴大学硬士磷燮生学位论文 第三章基于c a n 总线的数据采集与控制系统设计 3 。 系统设专千僚务 本系统的设计任务主要是： 1 、a t m e g a l 2 8 宠簸瑷场鼗掇瓣采集与楚瑷 2 、设计c a n 总线智能节点，并实现节点之问以及节点与上位机的交慝c a n 通信。 3 、a t m e g a l 2 8 完成现场的掇铡和输出。 3 2 系统设计思路 i 、曹先确鼹琴绫任务完全变现 系统设计的根本依据是所要究成的任务，窀必须首先褥捌保证。 图3 一i 蒜统结构图 2 、系统结 寄静会蓬选择 1 2 0 0 c a n - b u s 上海海事大学硕士研究生学位论文 系统结构的合理与否，对系统的可靠性、性能价格比等有直接影响。首先是硬件、 软件功能的合理分配。原则上要尽可能“以软代硬”，只要软件能做到的就不要用硬 件。其次要考虑系统的布局及接口特性。接口特性包括用什么样的总线，采集数据的 输出形式等。 整个系统基本上可以分成硬件和软件两大部分： 、硬件部分 a t m e g a l 2 8 芯片和c a n 控制器s j a l 0 0 0 是数据采集与控制系统的核心。a t m e g a l 2 8 芯片完成数据采集和处理，s j a l 0 0 0 通过c a n 总线实现与上位机交互通信。系统结构 图如图3 一i 所示。 、软件部分 软件部分主要包括：输入输出程序设计，c a n 总线通信程序设计，上位机程序 设计。 3 、安全可靠，有足够的抗干扰能力 要保证在规定的工作环境下，系统能稳定、可靠地工作，保质保量地完成系统设 计任务。 3 3 系统设计流程 系统设计流程如图3 2 所示 图3 2 系统设计流程图 2 1 上海海事大学硕士研究生学位论文 1 、系统设计要求 a t m e g a l 2 8 采集臻殇静数蕹并避舒处理，遴过瑶场总线与上位祝逶荣，上使橇摄 据现场的情况通过现坜总线对现场的a t m e g a l 2 8 发出相应指令，进行备种控制输出。 2 、硬件软件协同设计 擞据系统设计要求进行硬件设计，潮时进行a t m e g m 2 8 的软件设计，这样可以缩 短开发周期。硬件打通后进行c a n 总线通信程序设计、输入输出控制程序设计和上位 羧软黪浚诗。系统设诗豹王终大部分都褰孛奁软箨设诗上，采弼嚣岛对象技零、敬终 组件技术、模块化设计是现代软件工稷经常采用的方法。 3 、软疆驳灞 进行软硬件联调，发现并改进硬件设计和软件设计过程中的错误。 4 、系统瓣试 对系统进行测试，着其是磷满系统设计要求。 5 、完成设计 上海海事大学硕士磷究生学整论文 4 。1 磺件选墼 第四章硬件设计 如3 一l 系统结孛句图所示，根据系统设计任务，系统主要硬件分别选取如下：微 控隶嚣选择a t m e g a l 2 8 、c a n 控蔫l 嚣选择s j a l 0 0 0 、c a n 浚笈嚣选择p c 矗8 2 e 2 5 l 、上使 机c a n 卡选择r s 2 3 2 智能c a n 卡。本系统的硬件，是在满足繇统任务需要，保证系统 可靠运行的前提下，竞分考虑器彳牛通用性和性能价格比之厨佟出选择的。进行系统的 其钵纛愆开发，毖须辩各个嚣棒麓麓麓移舞部特性详缓了熬。本，l 、节主要遴过对各个 器件的介绍阐述选撩这些器件的原因。 。 徽控懿嚣a t m e g a l 2 8 h t m e g a l 2 8 为慕予a v rr i s c 结构的8 位低功耗c m o s 微处理器。由于其先进的指 令集以获荸周裳摈令执行辩撼，a t m e g a l 2 8 熬数据吞蛙搴嶷达i 疆i p s 蹦z ，扶嚣可 以缓减系统在功耗和处理速度之阅的矛盾。 a v r 内核具有丰富的指令集和3 2 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与算 逻单元岱l 珏) 稷连接，使霉一条豢令可激在一令辩镑周麓痰鬻粒访目秀拿猿立熬毒存 器。这种结构大大掇商了代码效率，并且具有比普通的复杂指令集微处蠼器离1 0 倍 的数据裕吐率。 a t m e g a l 2 8 具蠢麴下特熹：1 2 8 k 字萤菸系统蠹可编程f l a s h ( 其存凌写熬过程 中还可以读的能力，邸r 孵) 、4 k 字节的e e p r 咖、4 k 字节的s r a m 、5 3 个遴用i o 口 线、3 2 个通用工作寄存器、实时时钟r t c 、4 个灵活的具有比较模式和p w m 功能的定 游器诗数器( 影0 、嚣令嚣轰翳、嚣淘字苇戆瓣线接口t w i 、8 逶遵1 0 经a d c ( 其 有可选的可编程增蒇) 、具有片内攮荡器的可编程看门狗定时器、s p i 串行端口、与 i e e e1 1 4 9 1 规范兼辚的j t a g 测试接口( 此接口同时还可以用于片上调试) ，以及 六耪爵豁逶过载终逸撵戆省毫摸筑。空闲模式辩c p u 筹止王终，悉s r a m 、t c 、s p i 臻 口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬 上海海攀大学硕士群究建学位论文 件复位之外都停止工作，寄存器的内容则一直保持；省电模式时异步定时器继续运行， 缓是l 辛瓣户维持露瓣基准，器律豹萁毽部势剩楚予睡眠凌态； a d c 噪声孪率翻模式秘 c p u 和所有的i o 模块停止运行，而异步定时器和a d c 继续工作，以减少a d c 转换 时的开关噪声；s t a n d b y 模式时振荡器工作瓶其他部分睡眠，使得器件只消耗极少 的毫滚，褥霹其骞妖送癌葫憝力；扩展s t a n d b y 模式羹| l 龛谗叛荡器窝爨步定拜章器继 续工作。 器件是以a t m e l 的高密度非易失性内存技术生产的。片内i s pf l a s h 可以通过 s p i 搂瞄、逶薅编稷释，或雩 导糕净多次编程。零 暑程痔可戳使用饪露按瓣寒下载应 用程序到应用f l a s h 存储器。在鼹新应用f l a s h 存储器时引释f l a s h 区的程序继续运 行，实瑷r 唧操作。遵过将8 佼r i s cc p u 与蕊统内可编稷的f l a s h 集成在一个芯 冀疼，a t m e g a l 2 8 必许多嵌入式羟素l 应蘑提供了灵活两低袋本戆方案。 p e n m 0 d p d n p e o 件x ) p e l 。c 纠仍， l ) p 忘2 k 端& 州n 1 l m 嚣 c 冀溯懒p 融 章。0 撼雄传l 瞎 洲m 州糊m p e 7 瞬勘p 檀c 。p 酗 辅嘲2 t 醐8 妁。啐绺 f 。c 1 对尹船 ( 0 c l 町m l i l 薹善荽霪 丑_ 【l 凸 ；2 薅嚣 爵蒜甜霜 t r 口_ 【r 口 璺是i 蹰4 - - 1 a t m e g a l 2 8 日i 脚图 p 3 f d 斯 t 叫 p 5 j 协0 p a t 孰硅秘喧 裕”自 p 黯f 4 瞄( p c ( 1 玛 p e m p c 2 c 酗脚 0 e 轴艟 蝴霸曙 p ，嘞 懿黼垂一i 所示凳a t m e g a l 2 8 零| 辩鎏可隘餐蹬a t m e g a l 2 8 井帮接叠是程当丰謇懿。 具体看下各引脚的功能，其优势体现更为明照，这也是本系统选择a t m e g a l 2 8 的一 个重要原因。 v c c 数字电鼹鹃惫源。 琶要c艚零嚣竺#嚣竺嚣裔茎*曼棼量基 (【asrvd正承 荨罟d(毛 蓥一拳vd丑暑 毒of嚣墓 。鐾口键 嚣口口d一垂一 z o 口嚣尝已麓转，2n蔫艿融、805鬻鬟鼗堞|耀毫gv衅墨n嚣量d口5菱毽 嚣口8diisj【仁廿g是鬟葛o)|暮 霜材po袅一o嚣#玎。爱右hnn。建 口_j要 摭餐a $ 璧a g m 8专4矗：；6 9 冀芝芸k _ 峙蚪仉芯_o毋。一 h8fo晕器o) 上海海事大学硕士研究生学位论文 g n d 地。 端口a ( p a 7 p a 0 ) 端口a 为8 位双向i o 口，并具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有 对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能， 则端口被外部电路拉低时将输出电流。复位发生时端! z ia 为三态。 端口a 也可以用做其他不同的特殊功能，如表4 1 所示： 表4 - - 1 端口a 的第二功能 奢口嗣簟= 砖 p a t a d 7 f 菇群存t 一座口砖址豆纛曩位n p a $a d 6 l j i 摹存警蕾接。岵址豆缸拉6 ) p a 5 d 5f 葬稿存漕矗接口地址豆矗莨5 ) p a 4 l 抖彝存磊赡a 毫t 显量1 1 1 位4 ， e 3 如，c 抖摹存n 矗叠蟪址置h 鼙芷3 j p 岫2 t 抖甚軎羹一檀t a 爿v h l ： t j i r 位2 p a la d il 抖酾u 蔓b 蕾t 置纛鲁位l ， p a 0 a d o l 弭并存簟n 奠口慧垃蔓纛鼻拄o ) 端口b ( p b 7 p b 0 ) 端口b 为8 位双向i o 口，并具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有 对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能， 则端口被外部电路拉低时将输出电流。复位发生时端口b 为三态。 端口b 也可以用做其他不同的特殊功能，如表4 一l 所示： 表4 2 端口b 的第二功能 j = 砖 7o c 2 j o c lc ( ”f t 碰籀羹 l 脯翱p 嗍t 出量t 圮的出垃蝗翱p 删出c p o c l b 1 曲出比肇囊p 嘲出辨 p b 5 o c l a f r ，c 1i b t l l 出地麓囊p w m 誊 j mo c 口f t 虻o 匏1 1 1 出毪敦奢蹦m 冀田 蛐b o ( s p i 量囊妁主机羹j ，从蕾出重鼍j mo 引刚篁艟霸主机蔫出，m 机 蕾i s c k c s p l 兰艟豹皓行* t i c p 8 0 互i s 州h 机慧彝饕聱 端口c ( p c 7 p c o ) 端口c 为8 位双向i o 口，并具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有 对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能， 则端口被外部电路拉低时将输出电流。复位发生时端口c 为三态。 端口c 的第二功能为外部存储器接口的地址高字节，如表4 3 所示： 上海辩攀大学硕士研究生学位论文 袭4 3 端口c 的第= 功能 羹嚣_ 翱鼙：j i 鼍 端嗣d ( p d 7 p d 0 ) 灞臼b 麓8 僚载尚i 内墨，弊爨有虿缡疆懿内部上羧电隧。萁输酾鹱滓器其毒 对称的驱动特性，w 以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上挝电阻使能， 受黼翻被外部电路掘低对将输如魄流。复位发生时端口d 为三态。 端掰蚤氇可戳麓傲其德不两静特殊功簸，鲡表4 4 掰黎： 亵4 4 端口d 的第= 功能 簟赫蘩l ：毒t 7 髓拜黜蝣辩嶂 ， p 伪n 抽肆 mx c k i ( 瑚釉蠛n 咎抖摹时* 凡j 幽， m虻p 1 ( m ， 鬟持融置捌) 热_ 掣f ，r 丑 拇( 舞暮争爷薛t 工墨肆、鼍t 耵1 蕞遵；l ， 嘏t 2 目骠o 撕 捧摹辛羹2 持觳馨眷，鼙量u 耵 彗疰臻誓 p d l 酐t 焉茚”l 苒眷申t 茸鼍 朝鼙蠢瑚 卷勰薹 p 酣t o ，s c q 抖捧中膏。舸 崔。螺量t 哪的幸亍l 寸* 端口e ( p e 7 p e 0 ) 蠛弱嚣秀8 搜载疯 内q ，弊其毒可缡程戆癌蘩土歉瞧疆。其羲馥缓滓器具毒 对称的驱动特性，w 以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拽电阻使能， 则端口被外部电路拽低时将输出电流。复位发生时端口e 为三态。 壤搿嚣遣爵数麓皴箕毽不弱熬特舞功筢，翅表4 5 爨汞： 袭4 - - 5 端口e 的髂= 功能 爱簟：砖羹 目 瓣订碱c 3 辩 嚣基学鬻7 持鼍 曩，；蒜量榭鼍玉羞器棼羲鬟辩 p 髓 h 扦群t 亭f 弗鼙率簟嚣搏肇 孽羹 0 3 盼 淬囊 mi 阱鲁o c 3 c ， 抖蓐中羹5 曲 謦撼鼍船培籍盘如麓囊p 嗍出c 髀 乒e l f f | m 蝌 抖精审4 b 弓i 螺纛1 咒3 奄值地螺熹趣b 尝i ) p e 3 i h 帕c 3 棚 黛瓣托幢蔫盘 簟，鸯童懈持出地掌和p 嘲鼍出a 朝一) 9 l 氍c 艚” 鬟拱撼麓羹正馨 羹，鼙藏强转蘼摹赣 ，囊霉砖饕， 残 积f 蒜教纛羹空，瘴量蛙s a 蹦静麓毫；l 乒e 口p d i 楸( 羹囊纛鼙盘鼙叠u 鲋晨沁扮攮壤雷鼙 上海海事大学硬奎醋究生学位论文 端目f ( p f 7 。p f 0 ) 螨誓f 稚秀8 经黢蠡i 0 瓣，著翼弩霹缓程豹内鄂童挝电疆。荬浚爨缓砖器瑟 有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能， 则端嗣被外部电路挝低时将输出电流。复位发生时端口f 为三态二 瓣日f 静第二秘箍是a d c 输入，翔表毒一6 掰嚣。如黎漩霜f 煞一些弓l 鬻配鬟 为输出，则很熏要的一点是在a d 转换过程巾不要改变输出引脚的电平，否则可能会 毁坏转换结果。 端霹f 篷霹浚作为露矗g 按鬈。熬暴傻麓了j t a g 搂蟊，愁复穗发生霹孳；瓣 p f 7 ( t d l ) 、p f 5 ( t m s ) 和p f 4 ( t c k ) 的上拉电阻使能。 裘4 6 壤墨 瓣第二功能 甜榭肇= 砖 巾竹 d c 硎懈 叠童7 薯纛# l a g 麓键量着 射群， a o c 6 1 1 ) o l o 曼熏8 t 置j 1 g 捌谜彝l 生g j ) m艘掣f i 精( a d c 强誊5 。 m d y j , g 鬻蕾囊稚捧融一 争f 垂0 都赋 0 c 羹 薹鼙，囊熏m e 薯蕾拜静 p f 3 a d c 3 d c 纛 膏童却 p 托 d c 2 o c 糟 j l 囊2 p i t ta o c l ( a d c 输 纛童 l b c 0 d c 警 曩誊印 i 端口g ( p g 4 ? g 0 ) 端口g 为5 佼双向i o 日，并具有可编程的内部上拽电阻。其输烈 缓冲器具有 对称瓣驱动特性，糙狱输窭夜程浚大窀滚。俸蔻输入使震黪，若内部上羧耄錾镬憝， 则端翻被外部电路挝低时将输出电流。复位缴生时端口g 为三态。 端口g 也可以用做其他不阉的特殊功能。如表4 7 所示： 糍4 7 端日g 的第= 功能 稳稿摹：鸯 附勰 l 斛c 纛d 睡，