FoxyPI-运动/非运动脉冲感应金属探测器，建立在ArduinoNano3.0上，具有视听指示，通过菜单设置参数，自动或手动地面平衡。1-液晶屏2-LED3-压电式4-控制按钮5-液晶背光开关6-电源开关7-信号强度指示LED电路：工作原理：随着搜索线圈中电流的急剧下降，其磁通量也急剧下降。这种现象导致在目标中出现涡流，被该磁通量穿透。由此产生的涡流抵消了磁通量的减少，这表现为线圈电压曲线的变化，并被设备注意到。金属探测器操作金属探测器有两种工作模式：静态模式（非运动模式）（默认）-考虑信号电平，不需要线圈持续移动（可用于精确定位目标位置和主搜索模式）；动态模式（运动模式）-考虑到信号变化的动态，在搜索过程中线圈必须移动到地表上方当检测到金属目标物体时，会发出不同音调的声音信号并点亮LED。信号根据接收脉冲的动态（动态模式）或电平（静态模式）而变化。当检测器打开时，执行自动平衡。在自动平衡过程中，估计分析信号的最佳初始延迟和持续时间，以及信号的动态（动态模式）或信号电平（在静态模式）进行评估。此外，可以在操作过程中通过按下控制按钮开始/停止平衡。自动平衡结束后，会发出短促的哔声并显示“零”值：使用按钮控制的菜单，您可以配置设备参数：L-脉冲持续时间(μs)R-脉冲重复率(pps)I-积分系数F——滤波器系数S——声音（开/关，开/关）C——显示对比度服务菜单结构：带锁定在中位的双极开关和数字LED电压表允许您在任何MD操作模式下确定uC/动力电池的电压：测试非运动（运动少一点）模式下“空中”测试中目标的检测范围：（测试是在电池放电至1.3V的情况下进行的，因此数据被低估了）在测试模式下，金属检测机开机后在搜索线圈中产生持续时间为150μs的电流脉冲，然后将接收到的信号显示在屏幕上。按下按钮会产生新的冲动等。信号示例：检查“omnivities”MD到线圈-来自退磁回路的线圈（来自旧电视）（它运行良好，但灵敏度降低）：如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。原文链接丨以上内容来源网络，如涉及侵权可联系删除。

您的Arduino项目需要快速且廉价的激光测距仪模块吗？当然，您可以使用专门的模块来完成这项任务，但它们中的大多数都有很大的代价。VL53L0X/VL53L1X模块价格便宜，但具有非常大的视野。所以我找到了一个解决方案：使用廉价的“X-40”激光卷尺作为激光测距仪。这些设备的成本为20美元或更低，它们可以以~3mm的精度测量长达40m的距离。但是有两个问题-无法从磁带上获取读数并且测量速度很慢-小于1Hz。为了解决这个问题，我对该激光卷尺进行了逆向工程，并为激光测距仪模块的STM32MCU编写了自己的固件。测量速度对我很重要，我可以达到~60Hz，但最大稳定距离减少到~6m（最大范围为37m，但我没有测试）。距离测量精度可以从1毫米到10毫米不等，具体取决于目标颜色和距离。模块尺寸：25x13x50毫米。重要提示：您将丢失原始固件，因此该设备以后不能用作激光磁带测量！请注意，“X-40”激光卷尺可以有不同版本的激光测距仪模块，我的固件仅支持其中的一部分！“X-40”并不是带有这种模块的激光卷尺的唯一名称——我知道有几种不同的带有合适模块的中国激光卷尺。第1步：拆卸激光卷尺让我们拆开激光卷尺，从中得到一个激光测距仪模块。您需要从外壳上拧下7个螺钉：拆开的激光卷尺：您可以在设备外壳内看到小型激光测距仪模块。您需要从模块上断开带状电缆并从机箱中取出模块：请注意，模块标记为“701A”。我的固件仅支持“512A”和“701A”模块版本。一些用户确认“703A”模块也可以工作（我没有测试过）。如果您的模块受支持，则需要从模块上拆下电源线。第2步：编程激光测距仪模块您需要为模块的MCU编写专门的固件以获得所需的功能。1.首先你需要焊接一些电线来编程MCU。引脚排列如图所示：连接键盘连接器的7-8针-需要通电。线路“GND”和“Vbat”必须连接到电源。电源电压范围为+2.7...+3.3V。为模块供电时，“Vdd”线必须有+3.5V。“GND”、“SWDIO”、“SWCLK”、“NRST”线必须连接到ST-LINK编程器。“NRST”线非常重要——MCU的原始固件被锁定，因此需要此线才能进入MCU编程模式。有些程序员有这条线，有些（便宜的）没有，但有一个解决这个问题的方法。另外，一些编程器（如原来的“ST-LINK/V2”）需要“Vbat”线与编程器的“VCC/TVCC”线相连。连接示例（该编程器没有“NRST”线）：2.在PC上安装“ST-LINK实用程序”。如果您没有使用该软件的经验，网上有很多教程。您需要配置实用程序（目标->设置）：如果您的编程器有“NRST”输出，您只需打开电源并在实用程序上按“目标->连接”即可。如果它没有这样的行，您需要执行以下步骤：打开电源。将模块的“NRST”线连接到GND。在实用程序上按“目标->连接”。快速断开“NRST”线与GND的连接。实用程序必须显示连接必须得到这样的图片：3.MCUflash被锁定读取，因此您需要禁用“ReadOutProtection”。在这一步您将丢失原始固件！打开目标->“选项字节”菜单。必须有这样的设置：将“读出保护”切换为“禁用”，然后按“取消全选”按钮，然后按“应用”按钮。尝试重启模块（通过断开电源）。按目标->连接。日志窗口中必须有关于成功连接的信息，并且您必须看到内存内容-填充为0xFF。现在您可以将自定义固件加载到MCU。为您的模块选择合适的HEX文件并使用“ST-LINK实用程序”将其下载到MCUFlash。第3步：将激光测距仪模块连接到Arduino您需要将电线或某个连接器焊接到板上的TX焊盘：首先，您需要检查测距仪模块是否工作正常。这一步你不需要将OLED显示器连接到Arduino-只需将激光测距仪模块的TX线连接到Arduino的TX线，模块的电源线连接到+3V电源即可。创建空草图并将其加载到Arduino。在ArduinoIDE中打开“串行监视器”。选择波特率：250000如果测距仪模块工作正常，您将获得相同的数据：实际上，最好使用专门的USB-UART转换器进行此测试。在实用程序中选择256000波特率（它是x-40MCU的实际波特率）。其次，您需要将完整的原理图与显示器组装在一起。将激光测距仪模块的TX线连接到Arduino的RX线（在将程序加载到Arduino时需要断开该线）。如果一切正常，您将得到相同的结果：您可以看到显示3个数字："COUNT"-接收值的计数器“AMPL”-信号的幅度。下面的符号条（“”）以图形方式显示幅度（以对数刻度）。最大的值-以米和毫米为单位的距离。第4步：调零第一次启动后，需要校准激光测距仪模块。您需要在距模块一定距离处放置一些白色物体。对于测距仪模块，到该物体的距离将变为零距离。要开始校准过程，您需要从激光卷尺连接键盘并按下最低的按钮。模块将发出两次哔声-在校准开始和结束时（校准持续时间接近10秒）。现在您可以使用此激光测距仪模块。本方案所用到的一些代码如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

本方案是基于ArduinoUNO的倒数计时器。在本方案中，我们将学习如何制作倒数计时器，您可以设置时间，当计时器达到零时，继电器将触发灯将其打开。第1步：需要什么ArduinoUNO（或任何其他板）LED显示屏TM16372X按钮模块继电器模块12V灯泡12V电源跳线面包板Visuino程序第2步：电路将LED显示引脚[CLK]连接到Arduino数字引脚[10]将LED显示引脚[DI0]连接到Arduino数字引脚[9]将LED显示引脚[GND]连接到Arduino引脚[GND]将LED显示引脚[VCC]连接到Arduino引脚[5V]将按钮模块1和按钮模块2引脚[Vcc]连接到Arduino引脚[5V]将按钮模块1和按钮模块2引脚[GND]连接到Arduino引脚[GND]将按钮模块1引脚[Out]连接到Arduino数字引脚[4]将按钮模块2引脚[Out]连接到Arduino数字引脚[5]将继电器VCC引脚(+)连接到Arduino5V引脚将继电器GND引脚(-)连接到ArduinoGND引脚将继电器信号引脚（S）连接到Arduino数字引脚[7]将电源12V(+)连接到灯的正极(+)将电源12V(-)连接到继电器引脚(NO)将灯负极(-)连接到继电器引脚(com)第3步：启动Visuino，选择ArduinoUNOBoardType如第一张图所示启动Visuino点击Visuino中Arduino组件（图1）上的“工具”按钮，出现对话框后，选择“ArduinoUNO”，如图2所示第4步：在Visuino中添加组件添加“TM16377段显示器4位模块+2个垂直点（CATALEX）”组件添加“向上/向下计数器”组件添加“脉冲发生器”组件添加“按值划分整数”组件添加“乘以整数值”组件添加“减去整数值”组件添加“计数器”组件添加“Toggle(T)Flip-Flop”组件添加2X“Debouncebutton”组件添加“CompareIntegerValue”组件第5步：在Visuino设置组件中选择“Display1”并在属性窗口中将“Points”设置为True双击“Display1”组件和“数字”窗口将“IntegerDisplay7Segments”拖到左侧在“Digits”窗口的左侧选择“IntegerDisplay7Segments1”并在属性窗口中将“CountDigits”设置为2将另一个“IntegerDisplay7Segments”拖到左侧在“Digits”窗口的左侧选择“IntegerDisplay7Segments2”并在属性窗口中将“CountDigits”设置为2，“LeadingZeroes”设置为True关闭“数字”窗口选择“UpDownCounter1”并在属性窗口中选择：“InitialValue”并单击图钉图标并选择“IntegerSinkPin”Max>RollOver”到False“Min>RollOver”到False和MinValue到0。选择“DivideByValue1”并在属性窗口中将值设置为60选择“MultiplyByValue1”并在属性窗口中将值设置为60选择“SubtractValue1”并在属性窗口中选择“值”并单击“Pin”图标并选择“IntegerSinkPin”选择“PulseGenerator1”并在属性窗口中选择“启用”并单击图钉图标并选择“布尔SinkPin”并将“启用”设置为False第6步：在VisuinoConnect组件中将“PulseGenerator1”引脚输出连接到“UpDownCounter1”引脚向下将“UpDownCounter1”引脚输出连接到“DivideByValue1”引脚输入和“SubtractValue1”引脚输入将“DivideByValue1”引脚输出连接到“MultiplyByValue1”引脚输入和“Display1”>“IntegerDisplay7Segments1”引脚输入将“MultiplyByValue1”引脚输出连接到“SubtractValue1”引脚值将“SubtractValue1”引脚输出连接到“Display1”>“IntegerDisplay7Segments2”引脚输入将“Display1”引脚时钟连接到Arduino数字引脚10将“Display1”引脚数据连接到Arduino数字引脚9将Arduino数字输出引脚[4]连接到“Button1”引脚[输入]将Arduino数字输出引脚[5]连接到“Button2”引脚[输入]将“Bu​​tton1”引脚[Out]连接到“Counter1”引脚[In]和“TFlipFlop1”引脚[Reset]将“Bu​​tton2”引脚[Out]连接到“TFlipFlop1”引脚[Clock]将“TFlipFlop1”引脚[Out]连接到“PulseGenerator1”引脚[启用]将“Counter1”pin[Out]连接到“UpDownCounter1”，首先连接到pin[Reset]，然后连接到pin[InitialValue]将“UpDownCounter1”连接到“CompareValue1”引脚[In]将“CompareValue1”引脚[Out]连接到“Arduino”数字引脚[7]，该引脚将用于打开继电器首先将“CompareValue1”引脚[Out]连接到“Counter1”引脚[Reset]，然后连接到“UpDownCounter1”引脚[Reset]第7步：生成、编译和上传Arduino代码在Visuino中，点击底部的“构建”选项卡，确保选择了正确的端口，然后点击“编译/构建和上传”按钮。第8步：播放如果您为Arduino模块供电，LED显示屏将显示00:00，如果您开始按下.a按钮（连接到引脚4），显示屏上的时间将每次增加1秒，一旦您设置了时间，请按下另一个按钮开始倒计时。在倒计时零时，继电器将打开灯泡。如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

本方案是基于DiGiSpark的手持式热电偶温度计。此手持式温度计使用K型热电偶。根据所使用的热电偶，您可以在0°C至1023.75°C之间读取（大多数热电偶的读数为0到400°C）。您无法读取负温度。使用的微控制器是DigistumpDigispark上的ATtiny85。热电偶通过MAX6675放大器连接。读数显示在0.91"(128x32)OLED显示器上，使用Tiny4KOLED库使用大字体。整个装置由连接在Digispark的Vin引脚上的9V电池供电。Digispark板上有一个5V稳压器，其5V输出用于为放大器和OLED显示屏供电。即使OLED控制器在3.3V下工作，也可以安全地以5V为显示器供电。那些OLEDS板上有一个电压调节器，可降至3.3V。SDA和SCL线通过上拉电阻在显示器上连接到3.3V：请记住，I2C仅将线拉到GND，当必须发送高逻辑电平时，设备将gpio置于高阻抗，因此逻辑电平由上拉电阻。热电偶用于读取临界环境中的高温，因此如果您需要准确和精确的读数，可能热电偶不适合您，您应该考虑使用PT100代替耦合到MAX31865或类似设备。我设计了一个外壳在OnShape中放置所有组件，使温度计便于携带。您必须3D打印组成外壳的3个部分：盒子的角落有4个孔：您将在这里放置M3插件。在盒子的下部有3个外壳（从上到下看图片）：Digistump、MAX6675分线板和带有夹子的9V电池。以0.1打印将获得良好的贴合度，而0.2板将保持牢固连接。在正面部分，您必须使用孔放置一个拨动开关。长槽将用于穿过热电偶电缆。盖子有0.91"OLED显示器的外壳：首先，您必须对Digispark进行编程。在准备好使用Digispark的ArduinoIDE后，您还必须安装一些库：Adafruit的TinyWireMTiny4kOLEDbyStephenDenne(datacute)Adafruit的MAX6675对Digispark进行编程后，您可以焊接电缆：由于外壳中的空间有限，因此在进行连接时必须小心谨慎：一般规则是：将电路板放入插槽中，测量每根电缆的尺寸，然后切割并出售。连接非常简单（反正看看手绘原理图）：9V电池：(+)=>DigisparkVin，(-)=>GND（拨动开关会破坏那2根电线中的一根）MAX6675至Digispark：SCK=>P4，CS=>P3，SO=>P1，VCC=>5V，GND=>GND0.91"OLED到Digispark：SCL=>P2，SDA=>P0，VCC=>5V，GND=>GND不要使电缆太长，否则盖子将无法正确关闭。热电偶将是最后要连接的东西。焊接完所有电缆后，您可以拧紧热电偶并使用小型3D打印件关闭插槽：使用4个短的M3螺钉拧紧盖子，您就可以享用新的温度计了。打开时，显示屏将需要几秒钟才能亮起。MAX6675的分辨率为四分之一级，因此在小数部分您将始终读取.00/.25/.50/.75：这是正常的。我已经刷新了一秒钟，但也许可以降低。此方案所用到的一些代码如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

本方案使用AWSIoT-EduKit的可穿戴温度测量设备，它将数据上传到AWS云并根据温度指示LED条。背景在大流行的情况下老年人面临许多问题，通过这个项目我将分享解决的问题之一，即使用AWSIoTEduKit进行温度监控。更重要的是，我们可以连接脉搏血氧仪、心率传感器，因此我们将获得患者所需的所有数据以进行监控。covid-19的症状之一是发烧。所以他们必须不断检查温度。该项目将帮助他们指示温度并将值上传到AWS云中。当温度高于正常温度时显示红色，否则显示绿色。该项目是使用AWS云进行温度监控的示例模型。该项目使用AWSIoTEduKit、LM35和AWS服务器。lm35传感器可能不准确。命令行界面首先，我们必须安装AWSCLI和一个编程IDE（如vscode、arduino）。安装AWSCLI后打开终端（我正在使用ubuntu），并通过以下方式配置AWS然后，它会像这样显示并提供适当的数据要获取端点日期，请使用以下命令然后，在您的设备中使用凭据配置要配置AWSIoTEduKit，请打开ide（我正在使用platformio扩展名visualstudiocode），打开新窗口和新平台io终端，然后打开aws注册文件夹并使用此命令注册（在pio终端上）现在，我们必须配置AWSIoTEduKit，然后选择Componentconfig–>AmazonWebServicesIoTPlatformandopenAWSIoTEndpointHostname，输入您的端点地址并保存，现在我们必须AWSIoTEduKitConfiguration从菜单中设置wifi。设置您的WiFiSSID和WiFiPassword，提供适当的数据并保存。然后我们必须启用AWSIoTEduKitI/O端口。componentconfig->Core2forAWSHardwareenable并启用ExpansionportA,B,C编码要读取传感器，请添加这一行在这个函数中读取模拟值在这个函数中staticvoidpublisher(AWS_IoT_Client*client,char*base_topic,uint16_tbase_topic_len){charcPayload[100];int32_ti=0;IoT_Publish_Message_ParamsparamsQOS0;IoT_Publish_Message_ParamsparamsQOS1;paramsQOS0.qos=QOS0;paramsQOS0.payload=(void*)cPayload;paramsQOS0.isRetained=0;//temperaturesensorfloatsensor=Core2ForAWS_Port_B_ADC_ReadMilliVolts();inttemperature=sensor/10;if(temperature>37){Core2ForAWS_Sk6812_SetSideColor(SK6812_SIDE_LEFT,0xff0000);Core2ForAWS_Sk6812_SetSideColor(SK6812_SIDE_RIGHT,0xff0000);Core2ForAWS_Sk6812_Show();}else{Core2ForAWS_Sk6812_SetSideColor(SK6812_SIDE_LEFT,0x00ff00);Core2ForAWS_Sk6812_SetSideColor(SK6812_SIDE_RIGHT,0x00ff00);Core2ForAWS_Sk6812_Show();}cJSON*payload=cJSON_CreateObject();cJSON*Temp_level=cJSON_CreateNumber(temperature);cJSON_AddItemToObject(payload,"T-valueC",Temp_level);constchar*JSONPayload=cJSON_Print(payload);paramsQOS0.payload=(void*)JSONPayload;paramsQOS0.payloadLen=strlen(JSONPayload);//Publishandignoreif"ack"wasreceivedorfromAWSIoTCoresprintf(cPayload,"%s:%d","HellofromAWSIoTEduKit(QOS0)",i++);paramsQOS0.payloadLen=strlen(cPayload);IoT_Error_trc=aws_iot_mqtt_publish(client,base_topic,base_topic_len,¶msQOS0);if(rc!=SUCCESS){ESP_LOGE(TAG,"PublishQOS0error%i",rc);rc=SUCCESS;}ui_textarea_add("%s",(char*)JSONPayload,paramsQOS0.payloadLen);cJSON_Delete(payload);paramsQOS1.qos=QOS1;paramsQOS1.payload=(void*)cPayload;paramsQOS1.isRetained=0;//Publishandcheckif"ack"wassentfromAWSIoTCoresprintf(cPayload,"%s:%d","HellofromAWSIoTEduKit(QOS1)",i++);//sprintf(cPayload,Temp_level);paramsQOS1.payloadLen=strlen(cPayload);rc=aws_iot_mqtt_publish(client,base_topic,base_topic_len,¶msQOS1);if(rc==MQTT_REQUEST_TIMEOUT_ERROR){ESP_LOGW(TAG,"QOS1publishacknotreceived.");rc=SUCCESS;}}所以，我们将得到温度值。现在我们可以将代码上传到AWSIoTEduKit上传要编译固件，请在平台io终端上使用此命令上传固件现在准备连接温度传感器。连接AWSIoTEduKit具有ADC引脚，我们使用的是端口B。将传感器连接在其中。通过AWSIoTMQTT客户端订阅打开AWSIoTMQTTclient>Test>MQTT测试客户端，然后subscribe使用clientid。然后就可以看到AWSIoTEduKit发送的数据了可穿戴设备结论我们可以添加更多的传感器，通过云端监控患者的健康状况。所以我们可以及早采取预防措施。该方案所用到的代码如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

本方案为使用M5StackCore2、ESP32CAM、AWSIoT和EdgeImpulse检测人是否戴口罩并具有健康心率的设备。疫情过后，大部分办公室将开始现场工作，学校将开学，在此期间，我们还需要注意是否有任何员工或学生体温正常并戴着口罩。与其雇用某人并冒着生命危险为这么多员工和学生检查体温和戴口罩，这是一项艰巨的任务。因此，为了解决这个问题，我们想要创建一个设备来监控他们的心率并使用AWSIoTEdukit和嵌入式摄像头上的EdgeImpulse模型检查他们是否戴了口罩。所有计算机视觉都将使用深度学习模型通过ESP32Cam完全完成。MaskDetection模型在EdgeImpulse上训练，生成的库用于ESP32CAM。数据被发送到AWSIoT起诉MQTT，并且像PersonisNotWearingMask这样的主要警报使用AWSSES作为电子邮件发送给管理员流动：当用户站在设备前面并启动相机和心脏传感器时，红外距离传感器将检查读取图像并在MaskModel上对其进行推断。使用在EdgeImpulse上训练的面具分类模型检查员工/人是否戴着面具使用UART通信将预测发送到M5Core2。然后使用脉冲传感器检查脉搏率并发送到M5Core2以显示在屏幕上。如果结果显示Person不健康，那么该案例将通过SES使用AWSIoT和SMTP报告给管理员。使用的传感器：KY-039心脏传感器：这款KY-039手指检测心跳测量传感器模块使用明亮的红外(IR)LED和光电晶体管来检测手指的脉搏，红色LED随每个脉冲闪烁。使用体积描记器原理工作。红外接近传感器：红外传感器模块主要由红外发射器和接收器、运算放大器、可变电阻器（微调电位器）、输出LED简要组成。红外接近传感器由发射的IRLED和用于检测反射的光检测器组成。它有一个内置的信号处理电路，可以确定PSD上的光点。训练面具检测模型：1.我们使用自己的带遮罩和不带遮罩的照片创建了自己的数据集，并上传到EdgeImpulse。2.在EdgeImpulse上创建的图像分类脉冲3.训练模型后我们得到了87%的准确率4.使用Arduino库部署模型在ESP32上使用模型：首先，ESP32Cam上的OV2640摄像头读取用户面部图像并将其存储在缓冲区中。然后将该缓冲区传输到神经网络并进行处理。预测通过UART发送到M5COre2（M5COre2上的13、14个引脚）。这是样本预测，通过使用esp32cam将数据发送到本地ip地址网页。espcam每次预测大约需要2-3秒。AWSIoT和SES：每当检测到用户时，预测都会通过MQTT发送到AWS到AWSIoTCloud，当有人没有戴口罩时，它也会使用AWSSES服务的SMTP通过电子邮件发送。AWS物联网：1.最初在AWSIoT中创建事物并设置证书和MQTTURL。2.它将为主机url生成唯一的URL，并以“$aws/things/NAME/FUNCTION”的形式给出一个主题3.在代码中设置凭据为：还要设置之前下载的CA证书、客户端证书和私钥的证书凭据。4.M5Stack使用Pubsubclient库将数据发布到IoTCloud。AWSSES：1.验证您的电子邮件并设置AWSSES的HTTPSAPI。2.请求url格式为：3.发送带有其他参数的请求，如邮件主题和邮件正文。开发和电路板：该电路只是在perf板上开发，以创建一个紧凑的主体。在PerfBoard上构建电路，让事情变得简单结论：这个小工具的主要特点是便携性和易于设置，这为它开辟了一个巨大的市场。另一个重要的考虑因素是与更昂贵的医疗保健系统相比可以节省成本。安全的工作环境将有助于降低COVID-19等疾病传播的风险。该产品可以在任何级别使用，无论是在机构级别还是在组织级别。它将能够识别适当的情况，如果发现任何异常值，它会立即通知有关方。本方案所用到的代码如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

该项目解释了有限状态机如何用于制作带有字母数字显示器和旋转编码器的用户友好界面。作为示例，我们将实现一个简单的计时器，你将能够轻松创建自己的机器。历史我想把几个设备放在同一个盒子里。在这个盒子里，我连接了一个ArduinoNanoEvery和一个2x16字符的LCD（液晶显示器）、一个旋转编码器、一个RTC（实时时钟）、一个蜂鸣器和一个温度和压力测量模块。现在，通过转动旋转编码器，我可以访问时钟和日历、温度计和气压计、潮汐时钟、计时器等等……通过推动旋转编码器，我可以调整许多参数：温度单位（°C、°F或°K）、压力单位（mmHg或hPa）、用于计算海平面压力的高度、LCD的亮度……Arduino板位于盒子的孔后面，因此我可以将它连接到我的PC并在不打开盒子的情况下对其进行编程。所以我创建并添加了新设备，但我从不打开盒子。今天我特意打开了它，只是为了给它拍照并展示里面的东西。定时器使用说明要使用此计时器，您可以通过按下旋钮3秒以上来设置延迟。您可以通过旋转并按下旋钮来选择小时数、分钟数和秒数。然后计时器启动，您可以在LCD上看到延迟减少。当延迟达到0时，计时器会发出哔哔声。您可以通过按下旋钮来停止蜂鸣器。这很简单，所以我们可以添加一些功能，只是为了练习。首先，如果您转动旋钮，您可以看到并调整LCD的亮度。如果您一直转动旋钮，您可以边听边看和调整蜂鸣器的音调。最后一个功能是计时器倒计时的暂停：如果您在计时器运行时按下旋钮，计数将暂停。当您再次按下旋钮时，它将重新启动。硬件我在我的盒子里编程了这个计时器，它包含所有必要的硬件，但你可以使用面包板来制作自己的计时器。您将需要一个Arduino板（我有一个NanoEvery，但可以使用任何板）、一个带背光的标准2x16字母数字LCD、一个用于调整LCD对比度的10kΩ电位器、一个旋转编码器、一个蜂鸣器、一个N沟道FET（2N7000或等效产品）和一个驱动LCD背光的电阻器。LCD将以与LiquidCrystal库示例相同的方式连接到Arduino板。10kΩ电位计为V0输入提供可调电压。旋转编码器的引脚CLK、DT和SW将分别连接到Arduino的引脚6、7和8。在我的旋转编码器中，引脚CLK和DT有一个集成的上拉电阻，而SW引脚没有。因此，引脚6和7的pinMode为INPUT，引脚8为INPUT_PULLUP。作为蜂鸣器，任何类型的扬声器都适用。我正在使用由N通道FET驱动的50Ω微型扬声器。如果您的扬声器具有较小的电阻器，您可能需要添加一个与其串联的电阻器。软件该项目旨在展示我们如何使用有限状态机(fsm)构建带有旋转编码器和字母数字LCD的用户友好界面。所以我们将从一些关于fsm的词开始。在一个fsm中，有多种状态，并且在任何时候，系统都处于这些状态之一，称为当前状态。事件可能发生，并改变当前状态。这些变化称为过渡。您可以通过状态图来描述系统，其中表示所有状态和所有转换。如果您想了解更多关于fsm的信息，建议您查看Gustavo的非常好的项目“UsingFiniteStateMachines”。当我们正在创建用户界面时，可以想象当用户操作旋转编码器时系统的当前状态会改变是合乎逻辑的。因此，使当前状态发生变化的事件是从旋转编码器发出的，它们可以是：顺时针旋转（cwRot），逆时针旋转（ccwRot），短暂按下开关（shortSwitchPress），按下开关超过3秒（longSwitchPress），30秒后没有发生任何事情（超时）在我们的计时器中，有8个状态。它们在以下状态图中表示，并带有它们之间的转换：状态图的渐进式构建首先，让我们只考虑显示参数的三种状态：这些状态中的每一个都显示不同的参数：计时器的剩余时间(timerDisplay)、LCD的亮度(dimmingDisplay)和蜂鸣器的频率(toneDisplay)。这些状态之间的转换由事件cwRot和ccwRot激活，即用户通过转动旋转编码器来更改显示的参数。timerDisplay状态以红色表示，表示它是上电时的初始状态。你可以想象这些状态在一个圆圈上，当你在一个方向或另一个方向转动旋转编码器时，你在这个圆圈上移动：在我们的计时器中，圆圈上只有三个状态，但我们可以有任意数量的状态。这非常重要，因为它是扩展系统的方式。对于要添加到系统中的每个功能或设备，您在圆圈上添加一个新状态。并且如果主圈子上状态太多，可以添加其他圈子，放上状态，实现圈子之间的交流。（例如，主圆上的状态“系统”可以访问第二个圆，其状态用于调整系统参数）。现在，从显示参数的每个状态，我们将添加一个过渡到允许用户调整此参数的状态。这些转换将通过长按旋转编码器激活：一旦用户调整了参数，他通过短按旋转编码器返回到相应的显示状态。有一个例外：在设置计时器延迟的小时数后，他必须调整分钟然后调整秒数。所以我们将添加两个新状态，它们之间的转换也将通过短按旋转编码器来激活：特殊的过渡现在，我们将添加一个特殊的过渡。当此转换被激活时，系统从timerDisplay状态转到timerDisplay状态。不，当前状态不会改变：当系统处于timerDisplay状态并且用户短暂按下旋转编码器时，会激活此转换。它的作用是调用一个定位布尔值的函数。这个布尔值改变了一些其他函数的行为。这样，用户可以在计时器激活时暂停或重新开始计数，或者在计时器达到0时停止蜂鸣器。简单但非常强大。为了终止，我们将添加四个不是强制性的过渡，这只是最后的接触。想象一下，您正在调整蜂鸣器的频率（此操作过程中蜂鸣器会发出哔哔声），并且您的手机响了。当您回来时，蜂鸣器仍在发出哔哔声。这不是一个好主意。所以我们会在30秒后自动停止。为此，我们添加了一个由timeOut事件激活的转换，它从设置状态返回到蜂鸣器频率的显示状态。我们将对除timerSecondSet状态以外的所有设置状态执行此操作，因为如果我们自动停止此状态，则计时器将启动。当用户设置秒数时，计时器会根据需要等待他按下旋转编码器。现在状态图就完成了：软件实现为了将这个fsm实现到计时器的软件中，我使用了arduino-fsm库。在这个库中，每个转换都可能与一个函数相关联（我用它来暂停计数或停止蜂鸣器），每个状态可能与三个函数相关联：第一个在系统进入状态时被激活一次，只要系统处于这种状态，第二个就会被重复激活，当系统离开这个状态时，第三个就会被激活一次。例如，在dimmingSet状态下，第一个函数(dimmingSetEnter)使显示器的正确字符闪烁。第二个函数（dimmingSet）根据旋转编码器的旋转来调整显示器的亮度并显示其值。第三个函数(dimmingSetExit)将亮度值存储到EEPROM中。这对于在断电后检索值很有用。要对这些函数进行编码，您无需知道它们被调用的fsm状态以及它通过的转换。为了使您的系统发展，您可以独立修改功能或fsm。结论关于这个软件还有其他几件事可以说，例如EEPROM的使用，但我认为评论足以解释它们，并且主要主题是使用有限状态机。示意图：此方案的一些代码如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

本方案用于检测门的开闭和二氧化碳浓度的系统，使室内空气舒适。在受疫情影响的当下，许多人可能正在远程工作。这样做时，如果房间被关闭，二氧化碳水平会在您不知不觉中上升，您将无法正确集中注意力。我的项目是一个系统，以AWSIoTEduKit的M5StackCore2为核心，配合AWS检测CO2传感器读数和门开/关状态，并通过语音提醒用户。先决条件AWS账户亚马逊开发者服务账户要使用此系统，您将需要上述两个帐户，因为您将使用AWSLambda和AlexaSkills。如何使用将CO2传感器与AWSIoTEduKit的M5StackCore2的Port.C连接。用于AWSIoTEduKit的M5StackCore2的C。之后，打开电源并打开显示“MQTTOFF”的开关以开始与AWS通信。当CO2传感器读数超过1500ppm时开始警告。当门被打开时，警告将停止，当低于1000ppm时，它会通知您可以安全关闭门的信息。如何安装1.AmazonEcho和SwitchBot接触式传感器和集线器Mini将它们连接到您的网络并将其设置为与Alexa配合使用。2.Alexa应用程序（iOS或Android）使用以下设置创建两个例程。(1)打开例程名称：SwitchBot接触传感器打开WHEN：门磁打开ALEXA,:自定义→“打开技能>”来自：您的Echo设备(2)关闭例程名称：SwitchBot接触式传感器关闭WHEN：门磁关闭ALEXA,:自定义→“打开技能>”来自：您的Echo设备注意：>和>在其中输入稍后将设置的调用调用。3.Alexa技能包3.1.创造两个流程（开门和关门）创建门打开和关闭时调用的两个技能。端点将是Lambda函数的ARN。对于终端节点，指定接下来要创建的AWSLambda的ARN。(1)流程名称：开门（和关门）(2)主要语言环境：英语（美国）(3)选择一个模型来增加你的技能：自定义(4)选择一种方法来托管您的技能的后端资源：Alexa-hosted(Python)(5)点击“创建流程”(6)选择一个模板来添加到您的流程中：从头开始3.2.流程设置(1)调用注意：您不能使用open或close作为呼叫名称。另外，不允许与其他技能重叠的名称，因此我选择了以下两个名称。例子：>:takao'sdoorsensorfirst>:takao'sdoorsensorsecond(2)端点SkillID会被复制到Lambda函数中以便稍后设置，因此请记下它。此外，将您刚刚设置的Lambda函数的ARN设置为终端节点。3.3.构建模型设置AlexaSkills后，您可以构建这两种技能中的每一种。4.AWS拉姆达4.1.创建两个函数在AWSLambda上创建两个函数。使用以下无服务器应用程序存储库作为基础创建它们。应用名称创建两个应用程序时，在末尾添加-open和-close以避免名称重复并创建两个应用程序。(1)AWSLambda仪表板->创建函数(2)选择「BrowseserverlessappRepository」->serverlessrepo-alexa-akills-kit-python36-factskill(3)应用设置应用名称：switchbot-contact-sensor-open（和-close）SkillFunctionName：switchbot-contact-sensor-open（和-close）4.2.环境为这两个功能设置相同的设置。（但请注意，打开和关闭的值不同。(1)添加触发器通过指定由AlexaSkillsKit创建的ARN，删除自动创建的触发器并添加AlexaSkillsKit触发器。(2)附加策略(AWSIoTDataAccess)将策略附加到Lambda函数的角色。4.3.更改代码请参考注释并修改代码。如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

所需工具和材料材料：WemosD1MiniPro2.8"TFT显示屏USB数据线PLA长丝使用的工具：烙铁3D打印机线切割机软件：ArduinoIDE3D打印外壳首先打印项目附件我使用我的Ender33D打印机和1.75mmSkyblue和REDPLA细丝打印零件。我花了大约6个小时来打印零件。外壳有3个部分：外壳封底挂载我的设置是：打印速度：60毫米/秒层高：0.2mm（0.3也适用）填充密度：20%挤出机温度：220℃床温：60℃以下是零件清单：TFT显示模块WeMosD1mini将针头插入显示器，如图所示：如果您不需要这种灵活性并希望像图片中那样放置排针，那么您需要先将它们焊接到TFT显示器上。示意图接线图非常简单。您必须按照原理图将TFT显示引脚与Wemos引脚连接起来。示意图如上所示。TFT显示屏->WemosD1VIN->3.3V地->地CS->D1重置->RST直流->D2SDI->D7SCK-D5LED->D8SDO->D6T_CLK->D5T_CS->D3T_DIN->D7T_DO->D6T_IRQ->D4焊接电路在烙铁的帮助下，将所有连接连接到电线，如图所示。TFT显示屏->ESP8266安装外壳中的所有部件将显示器插入支架。然后用螺母拧紧。涂上少量热胶以固定它。首先在Header（显示器）和Wemos板之间进行接线，然后将它们安装到外壳中。安装前盖安装显示器和电路板后外壳设计为不紧密间隙，因此您需要任何胶水或螺钉来固定前盖。为ESP8266准备ArduinoIDEESP8266模块不是Arduino-IDE的一部分。现在打开板管理器：工具/板/板管理器进入ESP8266板子入口安装，现在可以选择LOLIN(WEMOS)D1R2&mini。设置CPU频率为80MHz，FlashSize为“4MB(FS:3MBOTA:~512KB)”，COM口步骤8：安装附加库下载所有库ThingPulseWeatherStationColor依赖于许多其他库。需要将它们提供给ArduinoIDE，以便将它们编译并链接到最终应用程序中。转到草图>包括库...>管理库...。然后，对于每个库，将其名称放入文本字​​段，以便从Internet中提取其元数据并显示在下方。选择最新版本并安装。确保不时返回此对话框以保持每个库都是最新的。还要确保您只安装了每个库的一个版本。1.ThingPulse的MiniGrafx2.ESP8266气象站由ThingPulseJson3.DanielEichhorn的StreamingParser4.PaulStoffregen的XPT2046触摸屏下载库后解压缩它并使用您的Arduino库管理器安装它创建开放WeatherMapAPI密钥在ArduinoIDE中打开项目并上传代码启动ArduinoIDE文件>打开从上一步中找到并选择esp8266-weather-station-color.ino。配置和定制在其中一个选项卡中，IDE打开了settings.h。浏览文件并调整两个配置参数。它们都直接记录在文件中。一切都应该是不言自明的。最重要的是，您需要设置您在上一步中获得的OpenWeatherMapPI密钥Settings.h中的自定义设置在源代码中，您将找到一个名为settings.h的文件。自定义需要在此文件中进行一些更改：无线上网：#defineWIFI_SSID"yourssid"#defineWIFI_PASS"yourpassw0rd"OpenWeatherMap的API密钥：在settings.h的第38行输入您的API密钥StringOPEN_WEATHER_MAP_APP_ID="your_api_key";完成如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

我有一个想法，通过改进我的鱼缸来建造一个智能水族馆。对它来说听起来很困难：监控水，自动换水，自动喂食等等。这些都是智能水族箱所需要的功能。现在我打算做第一步——监测水质。水中含有大量杂质、污染物和化学物质。检查水中的TDS是监测水质的简单方法。第1步：什么是TDS总溶解固体(TDS)表示水中溶解物质的总浓度。TDS由无机盐和少量有机物组成。TDS水平是水中存在的总溶解固体的数量。TDS水平的单位是PPM，1PPMTDS代表1L水中有1mg溶解固体。第2步：TDS对鱼的影响鱼类需要一个稳定的环境，其TDS和PH值与水族箱或水族箱中的原始习性相同。不同的鱼需要不同TDS的水。建议大多数淡水鱼生活在水中400PPM~450PPMTDS。浓度太高会导致鱼类死亡并导致大量藻类大量繁殖。水中TDS含量低会影响鱼的生长。总之，如果TDS上升到正常水平以上，你可能需要帮助小鱼换水。第3步：如何测试TDS测试水的电导率是测量水中TDS的常用方法。溶解的固体可以提高水的电导率，溶解的固体越多，水的电导率就越好。TDS测量将表明矿物质、盐和其他化合物是否随着时间的推移而积累。我购买了一个用于在线测量TDS的套件，它由TDS探头和转换器组成。转换器通过TDS探头测量水的电导率，并将结果转换为电压信号。第4步：控制器设置除了TDS测量的传感器部分，我必须准备一个控制器来接收结果和一个显示器来显示TDS水平。带ESP32的3.5英寸显示板是我过去完成许多项目的最佳选择。除了带电容式触摸的3.5英寸显示屏外，该模块还具有WIFI连接，我什至可以将我的任何结果更新到互联网，这是我在项目进行时可能需要的。该板适合连接TDS转换器，因为它具有传感器/执行器的扩展，方便我的项目进行。第5步：硬件连接将TDS探头连接到TDS转换器板。并通过以下连接连接转换器和ESP32。TDS转换板输出的是模拟电压，所以ESP显示接口有A/D的管脚都可以，我用的是IO36：ESP32转换器3V3VCC地地IO36A0然后通过USB线为ESP32供电。第6步：编程我已经用Arduino对ESP32进行了编程以测量TDS，代码可在Github上找到ESP32必须接收TDS转换器输出的电压信号，并用指定的公式计算这些：tdsValue=(133.42*compensationVolatge*compensationVolatge*compensationVolatge-255.86*compensationVolatge*compensationVolatge+857.39*compensationVolatge)*0.5；为了驱动显示器，需要安装库TFT-eSPI.h。参考库中包含的示例（TFT_ring_meter），我对其进行了编程并得到了一些漂亮的展示。xpos=480/2-160，ypos=0，间隙=15，半径=170；//注释掉上面的米，然后取消注释下一行以显示大米ringMeter(value,0,1000,xpos,ypos,radius,"ppm",BLUE2RED);//绘制模拟仪表用实例编程得到的图片很多。第7步：组装和测试编程后，我尝试测试自来水TDS，输出为144PPM，这似乎是合理的。我用一些胶带将显示器和转换器固定在水箱壁上，并将TDS探头放在水中进行测量。这在测试中有点冒险，探针是防水的，而PCBA不是。在鱼缸中测试了TDS，结果达到了超出范围的惊人数字。它高于999PPM。看来我不仅要给鱼缸换水，还要洗鱼缸。为了避免可能对鱼不利的TDS的巨大变化，我将一些脏水带回去，TDS测量为653PPM。最后：现在，这个TDS监测已经可以提醒我手动换水箱的水。自动换水，需要将控制器控制的一些水泵和阀门组装到水箱中，这将是构建智能水族箱的下一步。

在本教程中，我将向您展示如何制作可与AppleHomeKit和Alexa配合使用的泳池温度计。设计构想：由于温度计需要靠电池供电，所以必须尽可能降低功耗。另外为了保持外观整洁，该设备需要特别注意太阳能电池板不能太大。由于这些情况，我采用了在Homebridge上安装HTTPWebHooks插件并将温度计添加为温度传感器的方式。借助HomebridgeAlexaSkill，AmazonEcho设备也可以使用Sensor。这样做可以将测量到的温度保存在Homebride内，而不是保存在ESP上。因此，ESP只需要向HTTPWebHooks插件发出HTTP请求并在接下来的10分钟内进入深度睡眠，然后再次启动并将当前温度读取/发送到Homebridge补给品电子产品：ESP32DS18B20温度传感器迷你太阳能板(6V/65mA/0.4W)锂聚合物电池(3.7V/~800mAh)TP4056电池充电器模块电压调节器（MCP1700-3302E）100uF电解电容100nF陶瓷电容4.7k欧姆电阻3x6电路/条板跳线案件：妮维雅护理霜-可选PVC棒(20mmx100mm)O形圈(75mmx2.5mm)O形圈(20mmx3.5mm)-可选M16螺栓-可选工具：烙铁焊锡丝焊膏钻孔机4mm钻头M16螺纹刀具-可选热胶硅酮第1步：编码温度计的代码非常简单：建立WiFi连接禁用蓝牙以降低功耗从传感器读取温度向带有当前传感器温度的Homebridge发出HTTP请求断开WiFi连接并在接下来的10分钟内进入深度睡眠10分钟结束后，整个过程重新开始。#include#include#include#include#include#include#include#defineONE_WIRE_BUS4OneWireoneWire(ONE_WIRE_BUS);DallasTemperaturesensors(&oneWire);constchar*ssid="YOUR_WIFI_NAME";constchar*password="YOUR_WIFI_PASS";HTTPClientsender;#defineuS_TO_S_FACTOR1000000ULL/*Conversionfactorformicrosecondstoseconds*/#defineTIME_TO_SLEEP600/*TimeESP32willgotosleep(inseconds)*/floattemperature;voidpush(){if(sender.begin("http://IP_OF_YOUR_HOMEBRIDGE:51828/?accessoryId=esp32&value="+String(temperature))){inthttpCode=sender.GET();if(httpCode>0){if(httpCode==HTTP_CODE_OK){Stringpayload=sender.getString();Serial.println(payload);}}else{Serial.printf("HTTP-Error:",sender.errorToString(httpCode).c_str());}sender.end();}else{Serial.printf("ErrorestablishingHTTPconnection!");}}voidsetup(){Serial.begin(115200);WiFi.disconnect(true);delay(1000);WiFi.mode(WIFI_STA);delay(1000);WiFi.begin(ssid,password);btStop();esp_bt_controller_disable();while(WiFi.status()!=WL_CONNECTED){delay(200);Serial.print(".");}Serial.println("Connected!");sensors.begin();esp_sleep_enable_timer_wakeup(TIME_TO_SLEEP*uS_TO_S_FACTOR);sensors.requestTemperatures();Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0));Serial.println("°C");temperature=sensors.getTempCByIndex(0);push();WiFi.mode(WIFI_OFF);esp_deep_sleep_start();}voidloop(){}第2步：接线在上图中，您可以看到温度计的接线方式。如果这就是构建它所需的全部内容，则可以跳过步骤2-4。否则，继续阅读，您将确切地知道要做什么以及要注意什么。第3步：稳压器要做的第一件事是构建电压调节板。尽管我只使用了出厂时未连接引脚的电路板，但我强烈建议使用已连接所有引脚的电路板。这样你就不必用焊线将它们连接起来，这会变得非常混乱。由于很难看出实际电压调节板的图片中发生了什么，我添加了另一张数字形式的电路板图片。我建议使用具有3x6引脚的电路板。这样您就可以有足够的空间放置组件和电线，而无需弯曲组件的任何引线。步骤1：焊接电解电容根据您焊接电解电容器的方向，您将以某种方式放置稳压器。这是因为电解电容是有极性的。因此，白色/灰色条纹一侧的引线是负极，稍后应连接到GND。GND引线应连接到左侧通道，另一条引线应连接到右侧通道。保持中间车道空着很重要！您可能会稍微弯曲电容器的引线，使它们适合两个外部通道。步骤2：添加陶瓷电容器陶瓷电容没有极性。因此，将其焊接到板上的方向无关紧要。只需确保您再次使用外车道。步骤3：连接稳压器最后，您必须将电压调节器连接到电路板上。现在重要的是，您如何连接电解电容器。如果电容器的白色/灰色条纹在左侧，则稳压器的圆形面必须面向电容器。如果条纹在右侧，则稳压器的平坦面必须面向电容器。如果您完成了这3个步骤，则电压调节板已完成，您可以继续为其余部分接线。第4步：制作温度计杆准备将温度传感器连接到ESP的杆这是通过在整个杆上钻一个4毫米的孔并在奶油罐底部的中心钻另一个孔来完成的（直径取决于杆的尺寸以及是否要拧上杆）。如果您想将杆拧到温度计主体上，您现在还需要将螺纹切到杆的一端，然后将O形环滑到螺纹底部。完成后，您可以将温度传感器线的末端穿过杆和罐的底部（如图所示从下方穿过）。接下来，您还可以将螺钉放在杆上以将其连接到罐子上。现在你必须在罐子里面放一些硅胶来密封它。硅胶干燥后，将大O型圈放在罐子上，拧上盖子，然后将其放在水下几个小时，以检查是否有水渗入。第5步：设置温度传感器如果准备好杆，您可以继续将温度传感器连接到ESP。黑线必须连接到ESP的GND引脚。橙色/黄色线必须连接到4.7k欧姆电阻器和ESP的引脚4。红线必须连接到电阻器的另一端大约。连接到电阻器后还剩下5厘米的额外电线。此线将在下一步中连接。如果您订购的DS18B20有4根而不是3根，则可以忽略从Sensor出来的白线。第6步：电池充电器/电池/ESP/电压调节板现在是时候将电池充电器与电池、ESP和电压调节板连接起来了。让我们再次从电压调节板开始。接地通道必须连接到ESP的GND引脚之一和电池充电器的OUT-引脚。之后，将电池充电器的Out+引脚连接到电压调节板的中心通道。完成后，电压调节板的电源通道必须连接到ESP的3.3V引脚以及来自我们在上一步中添加的温度传感器的电源线。现在剩下的就是将电池连接到电池充电器。您可以看到电池和充电器之间有一个额外的连接器。这不是必需的，我只是添加它进行测试。如果电池太小，我只需要更换电池，而不必将其重新焊接到充电板上。此时，如果您的电池已充电，温度计应该已经可以工作了。无论如何，我建议通过充电板的micro-USB端口为电池充电，直到电池充满电（当充电板的蓝色LED亮起时）。提示：正如您在我的图片中看到的，我在所有连接处都涂了一些热胶，用来对温度计做防水处理。第7步：连接太阳能板现在，温度计已经开始工作，是时候连接太阳能电池板了。为此，在罐子的盖子上钻两个小孔（取决于太阳能电池板的连接器的位置）并将电线拉过它们。如果完成，您可以将连接到电池充电板，如上一步的图片所示。现在唯一剩下的就是在太阳能电池板的边缘放一些硅胶，这样它就被密封起来了。如果完成，您就可以开始了！只需拧上盖子，就可以使用温度计了。

作为一个狂热的LED电路爱好者,没有LED一切都很无聊，所以让我们用它打造一座城市吧！基本理念：所以我们用纸板构建了一个城市模式，然后用大量的RGBLED照亮它，并使用LM35温度传感器让颜色的温度根据室温变化。补给品1.WS2812bRGBLED（新像素）。2.ArduinoUno/nano或任何其他可用的arduino。3.一些电线。4.纸板。5.纸6.某种油漆。7.LM35温度传感器。8.塑料、粘土或有弹性的材料。9.棉花（来自药房）。10.铝箔。工具：1.热胶枪。2.烙铁（带一些焊锡丝）。3.用刀或剪刀剪纸板和纸4.标尺。第1步：绘图首先，我们画了一堆草图，然后听BeeGees-Stayin'Alive连续8小时寻找灵感。最后我们想出了一些东西......第2步：中心大楼我们决定将主楼设计成八角形。我们剪下纸板，然后将其弯曲并将LED灯条粘在上面。我们给它涂漆，然后用热胶填充窗孔，使其具有模糊效果。然后把它放在城市的中心。第3步：构建树木四根电线从树根里穿出,建议对他们进行颜色编码,黑色-GND;红色-5v;黄色-Din;蓝色-DO。第4步：其他建筑物然后我们开始建造其他建筑。它们都是相同的，但尺寸不同。我们剪下来，给它们上漆，然后像以前一样制作窗户。我们在纸板的底部放置了LED，并用铝箔制作了屋顶。铝箔有助于反射光线。第5步：公园（主要是草地）我们用这种有弹性的东西制作了一些草，以赋予它3D的感觉。哦，我们还用淡蓝色和白色的颜料画了这条河。我们使用丙烯酸涂料，但我相信其他类型的涂料也可以使用。第6步：接线只有在一切就绪后才能执行此步骤。将所有GND和5V电线连接在一起并连接菊花链LED。然后将菊花链主输入连接到Arduino数字引脚5。将GND和5v连接到其引脚。强烈建议使用外部电源。只需使用5V外部电源并将电源GND连接到ArduinoGND，将电源5V连接到Arduino5V。接线可能看起来像我的情况一样凌乱，但它实际运行的很好。第7步：绘制停车场绘制效果如下图.第8步：上传Arduino代码#include#defineNUM_LEDS100#defineDATA_PIN5#defineCLOCK_PIN8intval;inttempPin=3;intBT1=0;intBT2=1;intBT3=2;intBT4=3;intBT5=4;intBT6=5;intBT7=6;intBT8=7;intWT1=28;intWT2=29;intWT3=30;intWT4=31;intTrBl=0;CRGBleds[NUM_LEDS];voidsetup(){FastLED.addLeds(leds,NUM_LEDS);Serial.begin(9600);}voidloop(){val=analogRead(tempPin);floatmv=(val/1024.0)*5000;floatcel=mv/10;Serial.print(cel);Serial.print("");Serial.print(TrBl);Serial.println();TrBl=map(cel,25,-10,0,255);if(TrBl255){(TrBl=255);}leds[BT1]=CRGB(0,255,TrBl);leds[BT2]=CRGB(0,255,TrBl);leds[BT3]=CRGB(0,255,TrBl);leds[BT4]=CRGB(0,255,TrBl);leds[BT5]=CRGB(0,255,TrBl);leds[BT6]=CRGB(0,255,TrBl);leds[BT7]=CRGB(0,255,TrBl);leds[BT8]=CRGB(0,255,TrBl);leds[8]=CRGB(200,255,TrBl);leds[9]=CRGB(200,255,TrBl);leds[10]=CRGB(200,255,TrBl);leds[11]=CRGB(200,255,TrBl);leds[12]=CRGB(200,255,TrBl);leds[13]=CRGB(200,255,TrBl);leds[14]=CRGB(200,255,TrBl);leds[15]=CRGB(200,255,TrBl);leds[16]=CRGB(200,255,TrBl);leds[17]=CRGB(200,255,TrBl);leds[18]=CRGB(200,255,TrBl);leds[19]=CRGB(200,255,TrBl);leds[20]=CRGB(200,255,TrBl);leds[21]=CRGB(200,255,TrBl);leds[22]=CRGB(200,255,TrBl);leds[23]=CRGB(200,255,TrBl);leds[24]=CRGB(200,255,TrBl);leds[25]=CRGB(200,255,TrBl);leds[26]=CRGB(200,255,TrBl);leds[27]=CRGB(200,255,TrBl);leds[WT1]=CRGB(0,255,TrBl);leds[WT2]=CRGB(0,255,TrBl);leds[WT3]=CRGB(0,255,TrBl);leds[WT4]=CRGB(0,255,TrBl);leds[32]=CRGB(200,255,TrBl);leds[33]=CRGB(200,255,TrBl);leds[34]=CRGB(200,255,TrBl);leds[35]=CRGB(200,255,TrBl);leds[36]=CRGB(200,255,TrBl);leds[37]=CRGB(200,255,TrBl);leds[38]=CRGB(200,255,TrBl);leds[39]=CRGB(200,255,TrBl);leds[40]=CRGB(200,255,TrBl);leds[41]=CRGB(200,255,TrBl);leds[42]=CRGB(200,255,TrBl);leds[43]=CRGB(200,255,TrBl);leds[44]=CRGB(200,255,TrBl);leds[45]=CRGB(200,255,TrBl);leds[46]=CRGB(200,255,TrBl);leds[47]=CRGB(200,255,TrBl);leds[48]=CRGB(200,255,TrBl);leds[49]=CRGB(200,255,TrBl);leds[50]=CRGB(200,255,TrBl);leds[51]=CRGB(200,255,TrBl);leds[52]=CRGB(200,255,TrBl);leds[53]=CRGB(200,255,TrBl);leds[54]=CRGB(200,255,TrBl);leds[55]=CRGB(200,255,TrBl);leds[56]=CRGB(200,255,TrBl);leds[57]=CRGB(200,255,TrBl);leds[58]=CRGB(200,255,TrBl);leds[59]=CRGB(200,255,TrBl);leds[60]=CRGB(200,255,TrBl);leds[61]=CRGB(200,255,TrBl);leds[62]=CRGB(200,255,TrBl);leds[63]=CRGB(200,255,TrBl);leds[64]=CRGB(200,255,TrBl);FastLED.show();delay(50);//thiscodechangesitscolortemperatureaccordingtoroomtemperature.itaddsmorebluethelowerthetemperaturegets.}第9步：Arduino库从以下位置下载ArduinoFastLED.h库：https://github.com/FastLED/FastLED

电路城有很多优秀的设计项目方案，一直深受广大电子工程师的欢迎，但随着时间和为数众多的内容资源更新，很多优质的资源沉下去了，为激活以往受欢迎的电路项目方案，我们对此按主题进行整理呈现出来，以飨读者。众所周知，ToF是3D深度视觉其中的主流方案之一，ToF技术应用广泛，譬如手机、VR/AR手势交互、汽车电子ADAS、安防监控以及新零售等多个领域都开始大显身手。如此受欢迎的技术，电路城本次就为大家推荐部分关于ToF电路解决方案，希望可以帮到大家。后续更多技术主题项目方案分享，敬请关注电路城（Cirmall.com）。1.通过3DToF影像传感器及跟踪与检测算法统计定区域人数（电路原理图+参考设计）采用3D飞行时间(ToF)的需求控制通风人数统计参考设计是一种子系统解决方案，它使用TI的3DToF影像传感器以及跟踪和检测算法对给定区域中的人进行计数，可实现高分辨率和高精度。该传感器技术是在标准CMOS中开发的，使系统能够以较低的系统成本实现很高的集成度。由于ToF影像传感器以三维处理可视化数据，因此传感器可以检测到人体的精确形状并以前所未有的精度跟踪人的移动和位置（包括微小的移动变化）。因此，ToF摄像头能够比传统监控摄像头和视频分析更加高效地执行实时人数统计和人员跟踪功能。特性精度：>90%可配置的响应时间、可实时或定期提供的占位数据宽视场：H74.4ºxV59.3º3DToF摄像头独立于环境光，甚至能够在黑暗中工作自动照明四个NIR激光可提供较大的照明区域短漫射激光脉冲可提供固有的眼睛安全性在嵌入式平台上运行。附件内容包括：马上点击下载2.用于高精度测量距离的飞行时间(ToF)光学方法各种应用（如激光安全扫描仪、测距仪、无人机和制导系统）中都利用了用于高精度测量距离的飞行时间(ToF)光学方法。该设计详述了基于高速数据转换器的解决方案的优点，包括目标识别、宽松的采样率要求和简化的信号链。该设计还解决了光学器件、驱动器和接收器前端电路、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和信号处理。特性测量距离为1.5m至9m距离测量平均误差小于±6mm，标准偏差小于3cm5.75W脉冲905nm近红外线激光二极管和驱动器，平均输出功率小于1mW激光准直和光接收器聚焦光学器件125MSPS15位ADC和500MSPS16位DAC信号链具有基于DFT的距离估算功能的脉冲ToF测量方法马上点击下载3.基于STToFVL53L1X人脸识别门禁测温系统方案面对突如其来的疫情，各行各业都在努力用专业为战“疫”助力。体温测量和人员追踪是此次防控疫情的重要手段。随着各地陆续复工，写字楼、园区等上班场所为测体温排起长队的现象多有出现。如何既能完成体温排查，又能减少对人们正常工作生活的影响，以及避免因排队测温引起的病毒传播风险，成为社会复工过程中的一个重要需求。STToFVL53L1X产品助力人脸门禁测温系统，该方案ToF主要工作目的是，上报被测人脸和热电堆传感器的距离，以便算法对热电堆传感器精度的衰减进行温度补偿，这样能大大提高体温的测量精确度。虽然ToF的代码里面能够返回的不仅仅是距离的数据，还有返回的光子量以及环境光干扰，但是对于大部分产品的应用来说，都是需求ToF的测量距离，本方案也是需求ToF的测距数据，然后根据被测量人脸的距离用算法来对温度进行补偿，温度的检测一般都是有一定的衰减，只有通过算法的加持，才能保证产品的精确度。马上点击下载本文由电路城综合整理

在电路设计当中，开关电源掌控着开关管的开通和关断的时间比率，在电路中发挥着基础但是又不可取代的作用。正因为非常重要，所以开关电源的测试也变得异常重要。本篇文章就将为大家介绍一种简单轻松的开关电源测试方法。该方案比较试合输入为AC220V功率输出5W到500W之间、无PFC电路的开关电源供应的简单检测。电路原理图需要用到的材料：交流调压器0-300VAC2KW、功率计、电子负载、示波器、60W白炽灯和灯座各一只、脚踏开关两只和电源线材。工作原理：连接被测产品，调压器调节到被测产品的输入电压值，当合上K1时电流由灯泡流向被测产品，此时如果被测产品有过流可能，灯泡上的电压降增大会使灯泡发光，经实验在输入AC220V时负载功耗不大于25W时灯泡亮度肉眼看不见的。正常的产品空载一般都在3W到5W之间。空载正常的产品如果需要加上负载测试只需合上K2让灯泡失去工作。通过经验的累积，我们发现开关电源开关元件损坏原因一般是过流伴有爆炸现象，因过压损坏的可能很小。配合上单片机对空载功率、被测产品输出的电压、纹波检测后去合上K2并控制电子负载的加载开关，已加载的被测产品直接通电测试（K1开关三次）合格提示。单片机功能：AD1如同功率计（用磁环取样）个值是空载值，二个值是加上负载值。AD2被测产品输出的电压值，个值是空载值，二个值是加上负载值。控制的开关有K1、K2,加负载开关K一只（电平指示：空载灯0加负载1）。仅仅掌握了理论和实践并不意味着完全掌握了一门技术。能够掌握检查错误的方法才是对知识熟悉的证明。希望大家在阅读过本篇文章后能够对自己设计的开关电源进行检测，从而验证知识的掌握程度。转载自维库电子市场网。

自然界运行着各种形式的正弦波，比如海浪。地震，声波，空气中传播的声音或者身体运转的自然节律，物理世界里，能量，振动粒子和不可见的力无处不见。即使是光也有自己的基频，并因为基频的不同呈现出不同的颜色。通过传感器，这些力可以转变为电信号，以便通过示波器能够进行观察和研究。有了示波器，科学家，工程师等能够观察随时间变化的事件。?示波器是任何设计，制造或是维修电子设备的必备之物。当今世界瞬息万变，工程师们需要的工具，快速而精准的解决测量疑难，在工程师看来，面对当今各种测量挑战，示波器自然是满足要求的关键工具。示波器快速维修与CPU及总线相关的故障大家知道，CPU的基本工作条件主要是电源（CPU供电VCC）、时钟（CPU的时钟振荡电路）、复位（CPU的复位电路）必须正常。随着新产品的电路变化，总线电路、键盘接口和其他辅助信号（例如电视机的行、场逆程脉冲）也会影响CPU的正常工作。本讲将结合实例讲解如何使用示波器快速维修与CPU及总线相关的故障。用普通万用表无法判断CPU的时钟振荡是否建立。更无法测量时钟频率，对于总线信号以及其他辅助脉冲信号也无法直观测量。所以往往采取大致判断，逐个更换的办法，维修效率自然不高，如果是遇到疑难故障，还会耗用大量的时间。但是用示波器来检测，我们将会发现，检测时间大大缩短。故障定位速度和准确度比用其他传统方式高得多。检修CPU和总线电路故障的基本检测点如附图所示（A～N为检测顺序）。附图比较全面地反映了彩电CPU与其他电路的相互关系，但是一台具体的电视机不会包括框图中的全部电路。例如有的电视机只有一对读写EEPROM总线。又例如有的电视机全部采用总线控制，没有PWM控制信号，现在的单片机没有独立的字符振荡电路等。对各检测点的检测要点简要说明（1）CPU的工作电源主要观察电源纹波，如果发生电源滤波电容失效、稳压电路异常等故障，将会导致CPU工作异常。可能发生开机速度慢。或者CPU出现反复复位，导致CPU的待机控制输出电压在待机与开机之间反复转换，或者继电器抖动并发出异常响声。可以用示波器DC耦合方式直接读取VCC电压值，方法是“数垂直方向的格子”再折算电压值，而不必再换用万用表去测量电压。（2）复位电路一般只需要测直流电压。如果需要观察复位过程，则需要用双踪示波器进行观察，由于复位时间在毫秒数量级，观测时有一定的操作难度。（3）时钟振荡电路其观察到的信号频率就是石英晶体上面的标称值。我们应该学会数水平方向的格子，读取信号的周期后就可以计算其频率。注：测量时应该将示波器的探头衰减开关置于10：1的位置，提高探头的输入阻抗（10MΩ），否则由于探头的负栽效应导致时钟电路停止振荡。（4）总线信号SDA、SCL，在开机的瞬间，CPU一定需要通过总线读取EEPROM里面的数据。决定电视机的开机工作状态（节目位置、音量等模拟量的太小）。其幅度的大小就是电源VCC，例如CPU为5V供电，SDA、SCL波形幅度则为5Vp-p（峰-峰值）。（5）第二对总线用于控制除EEPROM以外的其他电路，开机的时候CPU需要通过该总线将控制数据传送到相应电路单元，例如光栅几何失真校正电路、AV／TV转换电路、音效处理电路、频率合成高频头等。（6）键盘控制电路早期的电视机采用键盘扫描控制方式，用示波器测量该信号非常方便。其波形也是幅度为VCC的脉冲。目前的电视机多数是电压比较输入方式，也可以用示波器进行测量，观察直流电压的幅度和稳定性。如果电路异常，将会产生波动，例如按键漏电等故障。（7）遥控信号幅度等于VCC的脉冲。（8）PWM信号，即脉冲宽度调制信号幅度等于VCC的脉冲。（9）字符定位脉冲信号分别输入经过整形的行、场脉冲，幅度约等于VCC的脉冲。（10）字符振荡信号一般是在需要显示字符并同时输入了字符定位脉冲信号的条件下才发生振荡。如果满足上述条件仍无振荡。则是CPU或者外围电路故障。（11）CPU输出的字符显示信号幅度等于VCC的脉冲。（12）AFT输入信号在检修自动搜索不能保存节目的故障时，观察该信号的变化幅度及变化范围有一定的帮助。（13）节目识别信号CPU的节目识别一般有两种方式，即脉冲计数方式（检测单位时间内行同步信号的个数）和电压识别方式。在检修自动搜索不能保存节目的故障时，观察该信号波形或者电压变化范围十分方便。（14）保护控制输入端通常为高电平输入，发生故障时则输入低电平。测量直流电压即可分析是否进入保护状态（注：常见CPU的工作电源VCC为5V或3.3V）。转载自维库电子市场网。

当今社会对大学生的创新能力有很高的要求，实验室为学生提供了很好地学习平台，但是实验室开放时间有限制，不方便学生在课余及假期前去做实验。另外实验室管理制度不够完善，往往存在仪器损坏、老化却得不到及时维护等问题。该设计以PIC32自带的以太网模块作为和外界网络联系的桥梁，实现对实验室(模型)的系统化管理。该系统可通过以太网远程开启实验室门禁，并对实验室内各种设备仪器的工作状态进行监控。在实验室内部采用物理结构简单、成本低廉的CAN总线实现实验室的各个设备的连接与通信。本系统以方便老师方便学生为宗旨，即使在节假日老师也可以为学生提供一个实验平台，且不用到实验室就可以了解实验室的各种状况。为学校实验教学提供了一种新管理模式，大大缩减了学校的管理经费，同时解决了仪器损坏发现维修不及时的问题。该系统拥有着广阔的应用前景，应用在实验室平台只是一个方面。在智能家居，工厂流水工作车间等，均可应用该设计的思想理念。项目内容2.1项目概括本设计采用实验室内PIC32以太网的模块和外界通讯，实时监控整个实验室的工作状态。另外PIC32作为系统的控制，综合调度实验室的各种设备仪器，以达到安全、节能的效果。外围模块可分别完成实验室门禁的开启与关闭，根据外界光强对实验室的光线进行调节，外对实验室内的温控系统加以控制涉等。该设计涉及到光(如室内光强度智能调控)、电(如设备电源管理)、温度(如恒定温度控制)等多种信号的处理，同时实现自动化管理，实现智能实验室的要求。2.2项目模块介绍本设计主要包括：以太网远程通讯模块，主要负责远程PC机与MCU间的通讯;MCU控制模块，主要负责信息汇总以及各模块间的通讯、协调和控制;门禁系统模块，完成在特定条件下对模拟实验室平台大门的开启和关闭，并将其状态向MCU汇报;室内电源控制模块，主要对室内电源的状态进行监测和控制，及时向MCU反馈各种设备的供电信息;光控模块，主要负责对模拟实验室室内光强的监测、调节和控制;智能加热控制模块既可以按预设模式独立工作，也可以接收来自CAN总线MCU的命令，并按其要求工作。2.3设计目标2.3.1远程控制本设计主要实现远程对实验室的监测与控制，同时该设计也兼容本地控制管理操作。由于PIC32具有丰富的片内资源，可利用系统以太网host实现便捷的以太网通讯，远程PC机可直接管理系统运行。以实验室平台模型为例，当用户(老师)需要打开实验室时，可直接通过远程PC机下达指令，以以太网为媒介进行通讯，当MCU接收到用户发出的指令后，按照具体要求通过CAN总线来传输控制信号，门禁系统识别相应的信息后即可开启实验室大门。2.3.2本地实时监测本设计可实现对整个实验室环境的整体监测。当设备正常工作后，各个模块通过CAN总线每隔一段时间向MCU发送状态，MCU根据收到的反馈信息做出相应的决策，并向相应设备发出下一步的命令，如此反复即可实现对整个实验平台的智能化管理。系统的结构图整个系统以PIC32为，采用以太网实现和外界的通信，系统内部采用CAN总线连接。该系统结构框图如下图所示：图1系统结构图A图2系统结构图B该系统软件设计采用基于事件触发的设计原则：图3系统软件流程图A图4系统软件流程图B转载自维库电子市场网。

红表笔接地，红圈内的脚位都是地点，电容的负极都是地点。黑色表笔放在要量测的IC脚上，这时万用表上就会显示一个二极体值，根椐二极体值判断IC的好坏。到底值为多少才是好的，这个就要评经验了，要么你有一片主板，做对比量测就行。如何万用表排查电路板故障电路板怎么快速检测出故障1、看元件的状态拿到一块出故障的电路板，首先观察电路板有没有明显的元件损坏，如电解电容烧毁和鼓胀、电阻烧坏以及功率器件的烧损等。2、看电路板的焊接如印制电路板有没有变形翘曲；有没有焊点脱落、明显虚焊；电路板覆铜皮有没有翘起、烧糊变黑。3、观察元件的插件如集成电路、二极管、电路板电源变压器等方向有没插错。4、电阻电容电感的简单测试使用万用表对量程内的电阻、电容、电感等可怀疑元件进行简单的测试，测试有否电阻阻值变大、电容短路、开路和容值变化、电感短路和开路等现象。5、上电测试经过上述简单观察和测试后，无法排除故障，可进行上电测试。首先测试电路板供电是否正常。如电路板的交流电源是否异常、稳压器输出是否异常、开关电源输出和波形是否异常等6、刷程序对于有单片机、DSP、CPLD等可编程元件，可考虑重新刷一遍程序，排除程序运行异常造成的电路故障。怎么维修电路板方法一：电路板维修之观察法这个方法是相当直观的，通过仔细的对其检查，我们可以很清晰的看到烧毁的痕迹。当出现这个问题的时候，我们在进行维修检测的时候，要注意其中的规律，确保不会在通电的时候出现更严重的伤害。我们在使用这个办法的时候，需要注意以下几个问题：步通过观察确定电路板是否人为损坏。第二步仔细的观察这个电路板相关的元器件，每一个电容还有电阻等都要观察，看看是不是有发黑的状况出现。由于电阻是没法观看的，只能用仪器来进行测量。相关的坏件要及时的更换。第三步电路板集成电路的观察，如CPU、AD等相关的芯片，观察到鼓包、烧煳等相关情况要及时的修改。以上问题的原因有可能出现在电流方面，电流过大造成烧毁，因此要检查相关的电路图，看看是哪里有问题。方法二：电路板维修之静态测量法电路板维修中，观察法往往很难发现一些问题，除非是很明显的烧毁或者是变形才可能看得出来。但是大多数的问题还是需要进行电压表的测量才可能得出结论。电路板元件以及相关的部位要逐一的进行检测。维修步骤应该依据下面的流程来操作。步：对电源跟地进行短路的检测，查看其原因。第二步：检测二极管是不是正常。第三步：检查电容是不是出现有短路甚至是断路情况。第四步：检查电路板相关的集成电路、以及电阻等相关器件指标。我们利用观察法以及静态测量法可以解决电路板维修中的大部分问题，这是毋庸置疑的，但是在测量时要确保电源正常，不能出现二次损伤。方法三：电路板维修之在线测量法在线测量法是生产厂家所经常使用的，为了方便维修而特别的进行搭建通用调试维修平台是一件很有必要的事情。这种方法进行测量的时候需要注意依照下面的步骤进行。步：给电路板通电，检查元件是否有温度过高的现象发生，如果有，检查出来进行相关元件的更换。第二步：检测电路板对应的门电路，观察逻辑是否有问题，判定芯片好坏。第三步：测试数字电路晶振的输出情况是不是正常。在线测量法主要用于两块好坏电路板的对比，通过对比，发现问题，解决问题。从而完成电路板的维修。转载自维库电子市场网。

低功耗，是万物互联中极为重要的一个概念，绝大多数的物联网节点都需要使用电池供电，而只有正确测量无线模块的功耗，才能准确估算到底5年续航需要使用多大的电池，本文将为您讲解详细的测量方法。在物联网的很多应用中，终端设备通常是电池供电，可用的电量有限。由于电池存在自放电，差情况下实际使用电量只有标称电量的70%左右，如常用的CR2032纽扣电池，一节电池标称容量为200mAh,实际可能只有140mAh可以使用。既然电池的电量如此有限，那么降低产品功耗就显得很重要了！下面就先了解下常用的测量功耗的手段，只有清楚了这些测量功耗的方法，才能进行产品功耗优化。一、功耗测量无线模块的功耗测试主要在测量电流，这里又分为静态电流与动态电流两种不同的测试。在模块处于休眠或者待机状态时，由于电流不变化，保持一个静止的数值，我们称之为静态电流。这时候我们可以采用传统的万用表来进行测量，只需要在电源引脚串联一个万用表就可以得到所需要测量的数值，如图1所示。图1万用表测试在测量模块正常工作模式的发射电流时，由于信号发射所需要的时间很短，整个电流是处于变化状态，我们称之为动态电流。万用表响应时间比较慢，很难捕捉到变化的电流，所以不能使用万用表测量，对于变化电流，需要使用示波器和电流探头进行测量，测量结果如下图2。图2电流探头测量结果图二、电池使用时长计算无线模块常有两种工作模式，工作模式和休眠模式，如下图3所示。图3平均电流上文数据于我司LM400TU产品，按照上图所示，两个发送包之间的发送间隔为1000ms，计算平均电流：也就是说，1秒内平均电流大约为2.4mA，如果使用一节CR2032供电，理想情况下可以大约使用83个小时，约3.5天。如果我们将工作时长延长为1个小时呢？类似的，可以通过上面的公式算出，1小时的平均电流仅为1.67uA。同样一节CR2032电池可以支持设备工作119760小时，约13年！从上述这两个例子比较看出，增加发送包之间的时间间隔，延长休眠时间，可以降低整机的功耗，使得设备能够更长久的工作。这也是为什么无线抄表行业的产品普遍使用年限很长，因为它们每天只发送数据。三、常见功耗问题与原因为了保证产品的低功耗，除了增加包间隔时间，还有就是降低产品本身的电流消耗，也就是上面提及到的Iwork和ISleep。正常情况下，这两个数值应该跟芯片数据手册一致，但如果用户使用不当，有可能出现问题。我们在测试模块的发射电流时，发现是否安装天线对测试结果有很大影响。在带天线测量的时候，某产品电流为120mA，但是如果拧掉天线，测试电流飙升到近150mA。这种情况下的功耗异常主要是由模块射频端失配，引起内部PA工作异常导致的。因此，我们建议客户在评估无线模块的时候，务必带载测试。在前面的计算中，当发送间隔越来越长，工作电流占空比降越来越小，这时影响整机功耗的的因素就是ISleep。ISleep越小，产品续航时间也就越长了。这个数值一般都是与芯片数据手册接近，但是我们经常遇到客户反馈测试的休眠电流偏大，那是为什么呢？这个问题往往是由MCU的配置引起的，一般的MCU单个IO口功耗就能达到mA级别。换句话说，如果不小心漏掉或者错配一个IO口的状态，很有可能就将破坏前期的低功耗设计。下面以某产品为例进行一个小实验，看看这个问题影响有多大。图4产品A的低功耗IO配置测试结果图5产品A的IO配置不当测试结果在图4和图5的测试过程中，测试对象是同一个产品，同样配置为模块休眠模式，可以很明显看到测试结果的不同。在图4中，所有IO都配置为输入下拉或者上拉，测试出来的电流仅为4.9uA，而图5中，仅仅把其中两个IO配置为浮空输入，测试结果为86.1uA。如果保持图3的工作电流和时长不变，发送间隔为1个小时，带入不同的休眠电流计算。按照图4的结果计算，一个小时的平均电流为5.57uA，而按照图5则为86.77uA，相差约16倍。同样使用一节200mAh的CR2032电池供电，产品按照图4的配置，可以正常工作时间约为4年，而按照图5配置，这个结果仅为3个月左右！从上文实例可以看出，要尽可能延长无线模块的使用时长需遵循以下设计原则：1、在满足客户应用需求的条件下，尽可能的延长发送包间隔，降低工作周期内的工作电流；2、一定要正确的配置MCU的IO状态，不同厂家的MCU可能有不同配置，详细参考的资料。转载自维库电子市场网。

一、不安全操作之浮地测量有些工程师会有这样的一个习惯：当要测量高压信号时，习惯性的把电源插头的保护地断开，使用普通无源探头直接进行高压的浮地测量。实际上这么做还是有危害的。常见现象举例：触摸示波器外壳感觉到触电检查：1.示波器电源地是否人为断开或接触不良；2.换个插排；3.所在的大楼地未接好。原因：Y电容是跨接在电源的火线和地线，零线和地线的电容，如图1所示，主要起到滤波保护的作用，并抑制共模干扰，其属于安规电容，电容器失效后不会导致电击，不会危及人身安全。当电源插头的保护地断开时，220V电压经Y电容分压，中间110V电压直接加在示波器金属外壳上，当人触碰到带电区域时则会发生被针扎一样的触电现象，虽不会危及人身安全，但是也属于危险操作。图1电源电路原理图二、不安全操作之拿起探头就接线测量常见现象举例：跳闸/被测电路板被烧穿/示波器或探头被烧毁检查：1.被测信号的地与示波器校准信号的地是否共地；2.测量市电时是否直接用单一无源探头进行测量。分析原因之前先了解什么是市电，以及供电线路的组成。我国市电（居民用电）规格为交流220V@50Hz，供电线路即电源三插头中的电线由火线、零线和地线组成，具体如图2所示。l火线（L）：也称相线，由发电站或变电站提供，电压220V，人体接触会有危险；l零线（N）：为火线提供回路，在发电站或变电站端接地；由于是远端接地，因此在居民楼用户端电位不一定为零，可能带弱电，但相对安全；地线（E）：零电势参考点，在居民楼用户端接大地，零电压，安全。图2三线的关系原因：电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，而普通数字示波器所有通道共地，相互间不隔离。所有施加到示波器上以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点，该连接点通常是示波器机壳通过使用交流电源设备电源线中的第三根导线地线，将探头地线连到一个测试点上。如果这时使用单端探头测量，那么单端探头的地线与供电线直接相连，后果将会是短路。三、规范操作1.接线测量前对“地”自检接线前我们如何判断探头上的地能否直接接被测板子的地呢？很简单，三个步骤实现自检：准备工具：被测板子、万用表、示波器（1）准备：万用表开启，选择交流档；（2）接线：示波器和被测板子分别接好电源，暂不通电；万用表的表笔一端接示波器校准信号的地，另一端接被测板子的地。简易接线图如图3所示；（3）测量：各自通电，测量交流值。此时若测量数值不为0，则说明被测板子与示波器的地之间有压差，示意图如图4所示。则不能直接用单一无源探头地夹连接被测板子上的地。图3测量压差接线图图4当存在压差时不能直接将两“地”相连1.“A-B”伪差分测市电采用普通无源探头应用“A-B”法对市电进行测量时，应将两通道探头的负端（地）均接至电源地线，一个通道的探头探针（正端）接零线，另一个通道的探头探针（正端）接火线（如图5左所示），则两通道的测量差值即为市电波形。但该方法会有测量误差，在信号时低频信号，信号幅度足够大，能够超过任何担心的噪声情况下，可以采取这种方法。图5测量市电推荐接线图1.测量法：使用高压差分探头使用高压差分探头进行测量是既安全又能使测量结果准确的方法。浮地测量和测市电（接线图如图5右所示）的解决办法就是使用高共模抑制比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，可实现安全的测量。ZP1500D高压差分探头由我司自主研发，探头标配的50×和500×档位下都可切换5M和100M带宽，衰减比和带宽档位灵活搭配使用，助您实现低频信号和高速信号的测量图6ZP1500D高压差分探头四、小结高压差分探头虽然相比普通无源探头价格更昂贵，但在测量高压信号时，能确保测量结果更准确且更安全，市电和浮地测量推荐使用。示波器作为生活中常用的测量仪器，我们应遵循安全用电规则，进行规范的接线操作，避免事故发生。转载自维库电子市场网。

在自主行走机器人系统中，机器人要实现在未知和不确定环境下行走，必须实时采集环境信息，以实现避障和导航，这必须依靠能实现感知环境信息的传感器系统来实现。视觉、红外、激光、超声波等传感器都在行走机器人中得到广泛应用。由于超声波测距方法设备简单、价格便宜、体积小、设计简单、易于做到实时控制，并且在测量距离、测量等方面能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。本文所介绍的机器人采用三方超声波测距系统，该系统可为机器人识别其运动的前方、左方和右方环境而提供关于运动距离的信息。超声波测距原理超声波发生器内部由两个压电片和一个共振板组成。当它的两极外加脉冲信号，且其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两极间未加外电压，当共振板接收到超声波时，就成为超声波接收器。超声波测距一般有两种方法：①取输出脉冲的平均电压值，该电压与距离成正比，测量电压即可测量距离；②测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，根据被测距离s=vt？2来得到测量距离，由于超声波速度v与温度有关，所以如果温度变化比较大，应通过温度补偿的方法加以校正。本测量系统采用第二种方法，由于测量要求不是特别高，所以可以认为温度基本不变。本系统以PIC16F877单片机为，通过软件编程实现其对外围电路的实时控制，并提供给外围电路所需的信号，包括频率振动信号、数据处理信号等，从而简化了外围电路，且移植性好。系统硬件电路方框图见图1。图1系统硬件电路方框图由于本系统只需要清楚机器人前方、左方、右方是否有障碍物，并不需要知道障碍物与机器人的具体距离，因此不需要显示电路，只需要设定一距离阀值，使障碍物与机器人的距离达到某一值时，单片机控制机器人电机停转，这可通过软件编程实现。超声波发射电路超声波发射电路以PIC16F877为，当单片机上电时，单片机从RA0口产生40kHz的超声波信号，但是此时该信号无法通过与非门进入放大电路使超声波发射头发射超声波，只有闭合开关S1时，从RA1口发射出一门控信号，该信号的频率为4kHz，同时启动单片机内部的定时器TMR1，开始计数。该门控信号每发射一个周期的波形，超声波就会发射10个完整的波形，这可由它们的频率得出。超声波的周期为1（40kHz）=01025ms，而门控信号的周期为1（4kHz）=0125ms。根据s=vt2求出障碍物与移动机器人的距离。当超声波接收头收到反射回来的超声波时，计数器停止计数，时间t可以根据计数器的计数与门控信号的周期求出。RA2口接RS触发器，RS触发器可以自动控制超声波的发射和停止。本系统的电路还包括人工复位电路，由单片机的MCLR引脚接S2来控制，超声波发射电路图见图2。图2超声波发射电路图门控电路（RS触发器）为实现对超声波发射和接收的自动控制，须在电路中加一门控电路，该门控信号频率为4kHz，如把输出脉冲作为闸门信号，让已知频率fc的脉冲恰好通过闸门，那么t=NTc，其中，Tc为已知脉冲的周期，N为脉冲的个数。门控电路由RS触发器组成，当输入端R=1（S=0）时复位，即输出端Q=0;当R=0（S=1）时置位，即Q=1。RS触发器与单片机的RA2口相连。超声波放大电路超声波放大电路由三极管等组成，由于单片机RA口多只有20mA～25mA上拉电流，而超声波发射器需要60mA的电流，所以在与非门后加放大电路来放大电流，以完成超声波的发射。超声波放大发射电路见图3。图3超声波放大发射电路图超声波接收放大电路由于超声波接收头接收到的超声波信号很微弱，所以在其后需加一超声波接收放大电路。该电路采用两个集成运放，设计为两级，两级都为同相输入，因为同相输入的电压放大倍数为1+RfR，所以每的放大倍数为10，两级放大倍数接近100倍，这样后续电路就可以很容易地检测到输入的信号。集成运放采用双电源供电，超声波接收放大电路见图4。图4超声波接收放大电路图信号滤波电路从信号放大电路出来的声波带有一定的干扰，为了去除干扰信号，需要一滤波电路，信号滤波电路选用带通滤波器电路，使其中心频率为40kHz、带宽为2kHz，外加一过零比较器，使输出信号转化为方波信号。信号滤波电路见图5。图5信号滤波电路图信号整形电路从信号滤波电路出来的方波信号很不规则，故其后加一整形电路，整形电路由两级非门串联，并联一电阻组成，整形后再送单片机进行处理，信号整形电路见图6。图6信号整形电路图本文设计的超声波测距系统采用了单片机编程技术，配合硬件完成了系统的要求，其能满足大部分的工程需要。与传统的测距系统相比，具有结构简单、价格便宜、移植性好等特点。来源：维库电子市场网

对于许多应用，监控电力线意味着使用电流互感器和电阻分压网络，以便感测三相及零序的电流和电压，如图1所示。AD7606B具有高输入阻抗，可以直接连接传感器，并且它提供了所需的全部内建输入模块，从而简化了数据采集系统设计。图1.典型的电力线监控应用中的AD7606BAD7606B在片内集成8个独立的信号链，即使采用5V单电源供电（数字接口电压Vdrive不计），仍可接受±10V或±5V的真正双极性模拟输入信号。因此，无需使用外部驱动运算放大器和外部双极性电源。每个通道都由21V模拟输入箝位保护电路、具备5MΩ输入阻抗的电阻可编程增益放大器、一阶抗混叠滤波器和16位SARADC组成。此外，还可包含一个过采样率高达256的数字均值滤波器，以及一个低温漂2.5V基准电压源，用于帮助构建完整的电力线数据采集系统。除了提供完整的模拟信号链之外，AD7606B还提供许多校准和诊断功能，以改善系统级性能和可靠性。直接传感器接口与AD7606不同，AD7606B的输入阻抗已提高到5MΩ，使其可以直接与多种传感器接口，从而获得两个好处：·降低外部串联电阻（例如，滤波或电阻分压网络）导致的增益误差。·当传感器断开时，所看到的偏移量会减小，可以轻松实现传感器断开检测功能。外部电阻造成的增益误差进行工厂修整时，会严格控制PGA的RFB和RINN（一般为5MΩ），确保准确设置AD7606B的增益。但是，如图1所示，如果在前端放置一个外部电阻，那么实际增益与理想的修整RFB/RIN值之间会存在偏差。RFILTER越高，增益误差越大，这需要从控制器一侧补偿。但是，RIN越高，相同RFILTER产生的影响就越小。与AD7606具有1MΩ输入阻抗不同，AD7606B具有5MΩ阻抗，这意味着在没有任何校准的情况下，相同串联电阻（RFILTER）的增益误差会降低到约1/5，如图2所示。图2.串联电阻导致的增益误差但是，通过在软件模式下使用AD7606B，系统增益误差可以基于每个通道自动进行片内补偿，因此完全无需再在控制器一侧实施任何增益校准计算。传感器断开检测传统上，将下拉电阻（RPD）与传感器（图1中所示的电流互感器）并联，用户可通过监测多个样本（N）的ADC输出代码是否重复小于20LSBs，来检测传感器何时断开。建议采用比传感器的源阻抗大得多的RPD，将该并联电阻可能产生的误差减至。但是，RPD越大，在传感器断开时生成的ADC输出代码也越大，这并非我们期望的结果。由于AD7606B的RIN比AD7606大，对于给定的RPD，如果传感器断开，ADC输出代码会降低（如图3所示），从而降低了误报的风险。图3.传感器与ADC的模拟输入断开连接时的偏置误差进入AD7606B的软件模式时，可以使用开路检测功能，从而无需后端软件来检测传感器断开情况。编程设置样本数量N（在图4的示例中，N=3）之后，如果模拟输入保持由几个样本较小的直流值，算法会自动运行，并在模拟输入信号断开被判定为开路时，置一个标记位。图4.传感器断开检测系统级性能系统失调校准使用一对外部电阻时，如图1所示，它们之间出现任何不匹配都会导致产生偏移。传感器短接至地时，该偏移可以测量为ADC输出代码。然后，可以通过编程设置对应的通道偏移寄存器，在转换结果中增加或减去–128LSBs至+127LSBs偏移，以补偿系统偏移。系统相位校准CONVST引脚用于管理模数转换启动，以便同时在所有通道上触发该流程。但是，对于通过电流互感器（CT）测量电流同时通过分压电阻按比例缩小来测量电压的应用，存在电流和电压通道之间相位不匹配的情况。为了补偿这种不匹配，AD7606B可以延迟任何通道（相对延迟大一点儿的通道）上的采样时刻，以便将输出信号调整到同相，如图5所示。图5.相位调整系统可靠性为了提高系统的可靠性，在片内增加了几种诊断功能，包括：·每个通道上的过压/欠压比较器。·一种接口检查，在每个通道上输出固定的数据，以验证通信状态。·如果尝试对无效寄存器实施写入或读取，则会发出SPI无效读取/写入警报。·在转换开始后，如果BUSY线持续的时间比正常时间长，则会发出BUSYSTUCKHIGH警报。·如果检测到对内部LDO稳压器的完全、部分或上电复位，则发出复位检测警报。·可以对存储器映射、ROM和每个接口通信实施CRC校验，以确保正确初始化和/或操作。总结AD7606B为市场带来了完整的芯片数据采集系统。可实现所有的模拟前端内建模块。它提供了一套完整的诊断功能，以及增益、偏移和相位校准。因此，AD7606B降低了组件成本和系统设计的复杂性，从而简化了电力线监控应用设计。转载自维库电子市场网。

温度继电器是一种温度敏感元件，它的输出状态完全由所需控制温度高低决定。温度继电器的关键工序是温度特性(升温时的动作温度和降温时的回复温度)的检测。目前，对温度继电器的测量还采用手工测试，测试人员要不停地调整温度，当温度达到要求时，需要手工记录下每个数据，操作步骤十分繁琐，工作量也非常大。为了简化测试工作，提高工作效率及提高测试数据的可靠性，本文介绍的是一种利用KEITHLEY2700数据采集仪器，并在LabVIEW虚拟仪器平台上开发的温度继电器测试系统。1检测原理及系统的组成1.1检测原理温度继电器的温度特性检测，实质上是判断温度继电电器是断开还是闭合那瞬间的温度是否符合技术指标。对温度继电器检测方法有3种分别是试块测定法、空气测定法和液体测定法。对温度继电器的检测无论采用3种方法中的哪一种，都需要对温度继电器进行温度特性的状态判定(升温断开或降温闭合)和温度监测。通常空气测定法与液体测定法检测值较为接近，而与试块测定法相比就会有大约3～5℃差值。行业中通常采用试块法测定和空气测定法。另外产品检测中的升温和降温速度对检测结果影响较大，必须按照标准规定选择升降速度。本系统采用空气测定法。1)温度特性判定传统的检测方法中，通常采用发光二级管来判定温度继电器是断开或者闭合，即二极管亮则温度继电器是闭合的，否则温度继电器是断开的。在断开或者闭合时人工手动记录动作时的温度。本系统通过，KEITHLEY2700数据采集仪器循环扫描40个通道的阻值，如果阻值为0，则判定此时温度继电器为闭合;如果阻值为∞，则判定温度继电器为断开。自动将KEITHLEY2700对应通道的温度继电器动作或回复时的温度记录存储到excel中。2)温度监测试块法通常采用水银温度计监测，空气测定法和液体测定法通常采用温度传感器监测温度。本系统采用PT100铂电阻传感器，利用KEITHLEY2700循环扫描PT100阻值，通过下面公式换算出温度，实现对实时温度的检测。在实际测试过程中需要对公式进行修正，才能更接近真实的温度值。在本系统中，经过计量校正后PT100温度误差小于0.1℃。1.2系统组成图1给出了系统的组成框图，该温度继电器测试系统主要由计算机、KEITHLEY2700、高低温测试箱和温度继电器测试电路组成。1)温度继电器测试电路该电路将温度继电器与7700开关模块相连，从而实现计算机通过LahvIEW控制KEITHLEY2700采集温度继电器开闭点的温度。在扫描操作时，单个7700提供20路双刀信号通道或10路4线信号通道。该电路将通道1接Pt100热敏电阻用于采集温箱的温度，通道2至通道n为待测温度继电器通道。理论上KEITHLEY2700可以扫描40个通道，即可测39个温度继电器(通道1用于测温度)。由于条件限制，本方案的温度继电器采集板只用到KEITHLEY2700前10个通道，即1通道测温度、2通道至10通道用于温度继电器测试。2)数据传输LabVIEW和KEITHLEY2700通过GPIB接口进行通信。通过NI488将USB转换串口，使计算机和KEITHLEY2700互联通信。2测试系统软件设计本系统是在LabVIEW平台上开发的温度继电器自动化测试系统，该系统设计了直观的操作界面，能够自动采集并记录数据。其工作流程图如图2所示。该方案的LahVIEW操作界面如图3所示。1)设备连接首先将数据采集卡7700插入KEITHLEY2700中，每台KEITHLEY2700多可以支持两块(共40通道)采集卡。将电路板连接在7700数据采集卡的插槽中。使用GPIB数据线连接计算机与KEITHLEY2700设备。在测试过程中需要将KEITHLEY2700的GPIB地址与本软件的ADDR：06要一致。KEITHLEY2700的LahVIEW驱动程序如图4所示。2)实时温度Pt100贴片热敏电阻接在数据采集卡7700的通道1上，LabVIEW控制KEITHLEY2700循环扫描通道1的电阻值，利用公式，即可算出实时的温度。在实际测量过程中由于导线存在阻值，存在误差需要对公式进行修正。LabVIEW程序图如图5所示。3)升温断开温度继电器在升温过程中未断开时的阻值为0，断开后其阻值为∞。在LabVIEW中对KEITHLEY2700扫描的阻值进行判断。如果通道n其阻值大于10，则温度继电器断开记录当前温度(温度值为次断开时的温度值)。当所有通道的阻值都大于10时，程序自动停止。要在LabVIEW中实现循环判断阻值，使用循环嵌套加反馈方式能够很好的简化编程。LabVIEW程序图如图6所示。4)降温闭合如果通道n其阻值小于10，则温度继电器断开记录当前温度(温度值为次闭合时的温度值)。当所有通道的阻值都小于10时，程序自动停止。次编程与升温断开相似。5)数据处理测试到的数据都保存在设置好的电子表格中。打开这些文件可以清楚地看到所测量的数据。在excel中可调用宏，即可判断温度继电器是否合格。3实际测试与数据分析本系统测试利用2700自动扫描各个通道的阻值来判断温度继电器是断开或闭合。一个2700可以插2个7700即可以测试40个通道。以80个某型号(30±5℃)温度继电器为例，每次测20个需测4次，如表1给出其中测量的数据。这些数据将保存到excel中。从表中可以看出通道8和通道16超标，需要剔除出来做进一步的验证。其他通道都符合测试技术要求可判为合格。需要说明的是通道8超标，主要误差来自于高低温箱升温过程中各个部位不均匀，因此在测试过程中，温箱的温度需要缓慢的升降以降低误差。4结束语温度继电器在很多行业中都非常实用，传统的手工测试，人工记录已经满足不了更高的生产效率。该系统可以很好地解决这一问题，可以满足正常的测量需求，达到了自动化测试的目的。该系统也具备一定的扩展性，例如可以连接多个KEITHLEY2700，实现测量更多的温度继电器，大大提高测试的效率。来源：维库电子市场网

从自动驾驶汽车到飞机再到工厂车间，电气化和自动化的进步正在迅速改变我们的世界。由于性能和可靠性的提高，以及总寿命成本的降低，以前的手动、机械或混合系统正在向全自动化和电气化方向发展。事实上，我们正处于聚焦于自动化和智能监控的第四次工业革命，也称为工业4.0时代。随着电气化革命的全面展开，高压系统在实现更高的效率和性能方面的作用越来越突出。在高压系统中，信号和电源隔离有助于保护人员和关键电路免受高压交流或直流电源和负载的影响。随着系统集成了更多的电气功能，人们目前正在努力进一步缩小这些系统的体积。在缩小体积的同时如何降低系统成本和设计复杂度，并维持系统的高性能，对工程师来讲是一个全新的挑战。电流检测通常用于高压系统中的过电流保护、监控和诊断以及闭环控制。电流检测通常需要高精度的负载监测和控制，以较大限度地提高效率。例如，功率因数校正电路需要精确地检测交流电流，以提高系统效率并监控能耗。高压电机还需要精确的电机相线电流感测，以便精确控制电机的扭矩。由于每个系统的特性会有许多不同的要求，本文将重点介绍如何为您的高压应用选择合适的电流检测技术。在高压应用中测量电流的三个主要选择是使用基于分流电阻的隔离放大器、闭环霍尔效应电流传感器或开环霍尔效应电流传感器。如表1所示，隔离式电流传感器和闭环霍尔效应电流传感器具有较高的精度和隔离度，但它们比开环霍尔效应电流传感器更昂贵、体积更大。因此，如果高精度是您的首要考虑因素，那么这两种方法中的任何一种都可以满足您的需求。如果尺寸和成本对您的设计至关重要，则开环霍尔效应电流传感器可能是您的不二选择。如表1所述，它们可以在简单、小尺寸的情况下实现高压隔离测量，且不需要外部元件，但是传统的开环霍尔电流传感器随时间和温度漂移很大，这就限制了它们的精度。TI最新的TMCS1100零漂移霍尔效应电流传感器解决了这个问题——这是TI首款开环霍尔效应电流传感器，很好地实现了精度、体积和成本的平衡。它的零点漂移架构、实时灵敏度补偿和可靠的3-kV隔离，可在高压系统中随时间和温度提供一致、准确的测量结果。表1：隔离式电流检测测方案比较TMCS1100提供小于1%的总误差电流测量，其零漂移高精度信号链结构改善了器件温漂，并且不再需要额外的多点校准。此外，这种精度使系统的效率更高，从而实现更精确的控制，同时将需要高精度隔离电流测量的设计复杂性降至较低，如图2所示。此外，TMCS1100在电流路径和电路之间提供600-V基本工作隔离和3-kV介质隔离。图2：TMCS1100可实现对时间和温度的一致、精确测量。您可以在“高精度霍尔电流传感器助力功率系统的性能和效率提升”白皮书中进一步了解更多这种基于磁的电流感测方法的优点，包括更高的精度、更低的漂移和可靠的3-kV隔离。转载自电子技术应用。

在测试和验证分辨率高于16位的高精度快速模数转换器（ADC）的交流性能时，需要用到近乎完美的正弦波生成器，该生成器至少支持0kHz至20kHz音频带宽。通常会使用价格高昂的实验室仪器仪表来执行这些评估和特性表征，例如AudioPrecision提供的音频分析仪AP27xx或APx5xx系列。大多数情况下，24位或更高分辨率的现代高速SAR和宽带Σ-ΔADC都采用单电源和全差分输入，因此要求用于DUT的信号源具备准确的直流和交流性能，同时提供全差分输出（180°错相）。同样，这款交流生成器的噪声和失真水平应该远优于这些ADC的规格，根据大部分供应商提供的规格，其本底噪声水平远低于-140dBc，失真水平低于-120dBc，输入信号音频率为1kHz或2kHz，最高可达20kHz。有关适合高分辨率带宽ADC的典型测试台的典型测试配置，请参考图1。最关键的元件就是正弦波生成器（单信号音或多信号音），其中基于软件的直接数字频率合成器（DDS）可以提供完全的灵活性、极高的频率分辨率和时钟同步性能，利用数据采集系统来执行相干取样，以避免泄漏和FFT窗口滤波。因为成本只有音频精密分析仪的几分之一，所以能够基于直接数字频率合成（DDFS）原理设计非常精准的正弦波生成器，但需要通过软件在SHARC处理器等浮点DSP处理器上实现。一个相当快的浮点DSP将能满足实时性要求，以及所有算法和处理条件，以达到先进的SARADC所设置的失真和噪声性能水平。通过利用SHARC内核架构的全字数据长度（32位或64位定点格式）来实施NCO相位累加，利用专有的40位浮点扩展精度来执行正弦近似函数，以及利用数字滤波器来确定频谱形状，量化效应（回转噪声和截断噪声）得到大幅降低，与用于信号重构的数模转换器（DAC）缺点相比，这种效应可以忽略不计。直接数字频率合成1970年4月，JosephA.Webb1提出了数字信号生成器频率合成器的专利申请，其中描述了有关DDS生成包括正弦波等各种模拟波形的考虑因素，只需使用数个数字逻辑模块即可实现。之后，Tierney等人2在1971年初发表了论文（后来成为大家频繁引用的参考文献），阐述了通过深化DDS操作进行正交生成来实现直接数字频率生成，以及采样系统理论相关局限性（字词截断和频率规划）问题。随后出现的实际应用大部分依赖于分立式标准逻辑IC，例如TTL74xx或ECL10K系列。后来在不到10年的时间里，StanfordTelecom、Qualcomm、Plessey和ADI等纷纷推出了完全集成式解决方案，例如ADI的AD9950和AD9955。这些逻辑IC旨在实现速度、功率和成本之间的最佳平衡，其架构基于查找表（LUT），以确保在有限相位、频率和幅度分辨率下实现相位-正弦幅度转换。如今，ADI公司仍然是DDS独立集成电路的最大供应商，可能也是最独特的供应商，而当前的数控振荡器（NCO）往往都集成到AD9164或AD9174之类RFDAC中。虽然这些器件在多GHz带宽上具备出色的噪声和线性度性能，但它们都不适合测试中等速度、高分辨率ADC，例如LTC2378-20、AD4020或AD7768。图1.基于IEEE1241标准的典型ADC（ac）测试设置的处理链。DDFS能够让整个测量系统完全实现数字化，具备多种优势，包括完全的灵活性和相干取样采集与基于PLL的传统频率合成器相比，NCO和DDS的显著优势包括：极高的频率分辨率、快速灵敏性，以及可轻松生成完美正交的正弦/余弦波形。此外，还提供宽带宽范围和高直流精度。其工作原理受数字信号处理和采样系统理论，数字特性支持对输出信号的相位、频率和幅度实施全数字独立控制。图2所示的框图显示传统DDS的架构，该DDS由三大功能模块组成：·N位相位累加器；·相位-正弦幅度转换器，由W位截取相位输入字表征特性；·D位DAC及其相关重构滤波器。相位累加器由简单的N位加法器结合寄存器构成，寄存器的内容按照采样时钟FCLK的速率，以输入相位增量Δθ（通常也称为频率调谐字，FTW）更新。累加器会定期溢出，在采样或参考时钟FCLK和DDS输出频率FOUT之间像小数分频器一样运行，或像齿轮箱一样运行，分频比为：溢出速率为生成的波形提供输出频率，使得：其中0≤FTW≤2N-1。因为分频器的原因，NCO输出端的参考或采样fS时钟相位噪声的影响会降低相位累加器寄存器的输出表示生成波形的电流相位。每个分立式累加器输出相位值然后通过相位-正弦或相位-余弦映射引擎，被转换成幅度正弦或余弦数据或样本。此功能通常利用存储在LUT（ROM）中的三角函数值完成，有时通过执行正弦近似算法完成，或两者组合方式完成。相位-正弦幅度转换器的输出供DAC使用，在滤波之前生成量化和采样正弦信号，使信号平稳，并避免频谱混叠。由DAC有限分辨率导致的幅度量化设定了本底噪声以及相应的频率合成器信噪比（SNR）的理论限值。此外，DAC作为混合信号器件，由于其INL、DNL、压摆率、毛刺和建立时间等特性，展现出一系列直流和交流非线性，这会产生杂散信号音，缩小正弦波生成器的整个动态范围。基于图2中架构实现的实际正弦波形生成器，主要是相位-幅度转换模块不同，受数字无线电应用这一市场导向影响，该模块通常针对速度和功耗，而不是高精度而优化。实施相位-正弦幅度转换器最简单的方法就是使用ROM，采用一对一映射的方式来存储正弦值。遗憾的是，LUT的长度与相位累加器的宽度N呈指数增长（2N），并且与波表数据字精度W呈线性增长。而且，减小累加器的尺寸或截断其输出之间的权衡和取舍会导致频率分辨率降低，并且严重降低SFDR的性能。结果表明，相位或幅度量化导致的杂散会降低-6dB/位。实现精细的频率调谐通常需要较大的N，已有几种技术可用来限制ROM的尺寸，同时保持足够的杂散性能。一般会使用简单的压缩方法，利用正弦或余弦函数的四分之一波长对称性将相位幅度范围减小4倍。为了进一步缩小范围，实际会使用截断相位累加器输出的方法，不过这会导致产生杂散谐波。尽管如此，这种方法也因精准的频率分辨率要求、存储器尺寸和成本考量而得到了广泛采用。建议采用多种角分解方法，以降低基于LUT的方法对存储器的要求。与使用各种分段、线性或多项式内插法的幅度压缩结合，在进行需要正弦和余弦函数的I/Q合成时，准确估算正弦函数的第一象限，或按[0,π/4]间隔估算。同样，在没有ROMLUT的情况下，只需要按照逐次逼近的方法调用位移和添加操作，即可使用基于角旋转的方法有效生成复杂信号。这种方法以流行的CORDIC为代表，当硬件乘法器不可用时，或者出于速度或成本考虑，应最大限度减少实施函数所需的栅级数量时（在FPGA或ASIC中），此方法通常比其他方法更快。相反，当硬件乘法器可用时（在DSP微处理器中总是如此），采用插入方法和完整多项式计算（例如泰勒级数展开、切比雪夫多项式）的表查找要比CORDIC更快，尤其是要求高精度时。图2.NCO的主要功能部分，以及与完整的直接数字频率合成器的区别，其中包括重构DAC和其相关的AAF。NCO部分可用于测试或仿真DAC在软件中实现高精度NCO如同著名的惠普分析仪，或者如同应用笔记AN-1323中描述的那样，构建与最出色的模拟振荡器具备同等或更出色的失真性能的高精度交流信号振荡器并不容易，即使是针对音频频谱（直流至20kHz范围）。然而，如前所述，利用嵌入式处理器具有的足够运算精度来执行相位计算（ωt）和正弦函数（sin（ωt））近似计算，从而完整实施软件，这显然有助于最大限度减少量化的不利影响、噪声和由此导致的杂散。这意味着图2中的所有NCO功能模块都会转换成代码行（不是VHDL!），从而实现一个满足实时约束的软件版本，以确保实现最小的采样速率和所需的频率带宽。对于相位-正弦幅度转换引擎，完整的LUT方案或任何变化都需要用到太多的存储空间或太多的插值运算来实现完美的正弦一致性。相反，用于计算正弦近似值的多项式方法允许使用成本极低的通用DSP，在复杂性与精度之间达成了不错的平衡。多项式级数展开也很有吸引力，因为它相对简单，并且能够采用选择的幂级数类型提供充分的灵活性，并且调整算法来实现给定精度。它不需要很大的存储空间（可能不到100行SHARCDSP汇编代码），只需要几个RAM位置来存储多项式系数和变量，因为正弦值只在采样时刻计算。首先，对于正弦近似值函数，显然会选择使用具有适当顺序的泰勒/麦克劳林幂级数来满足目标精度。但是，由于幂级数在端点处往往会失效，所以在执行任何多项式求值之前，必须将参数输入范围缩小到更小的区间。如果不缩小参数范围，只能使用非常高阶的多项式来支持在功能域（例如[-π，+π]）中实现高精度。所以，需要对初等函数进行一些变换，以获取所需的约化参数，例如sin（|x|）=sin（f+k×π/2）和sin（f）=sin（x-k×π/2），其中0≤f除了周期性和modulo-2π重复之外，sin（x）函数的对称性可用于进一步缩小近似值范围。鉴于正弦函数在区间[0,2π]内，关于点x=π不对称，所以能够使用以下关系式：sin（x+π）+-sin（x）将范围缩小到[0,π]。采用同样的方式，sin（x）在区间[0,π]内，关于由x=π/2定义的线对称，所以：sin（x+π/2）+sin（π/2-x）x在区间[0,π/2]以内，这会进一步缩小角输入近似值的范围。通过进一步缩小参数区间（例如[0,π/4]）来提高精度并不是有效方法，因为这需要同时估算正弦和余弦函数的值，如常用三角关系所示：sin（a+b）=sin（a）×cos（b）+cos（a）×sin（b），从生成正交信号这一角度，这有其价值。ADI公司的ADSP-21000系列应用手册第1卷描述了一个近乎理想的（用于嵌入式系统）正弦近似值函数，该函数基于为第一个ADIDSP浮点处理器编写的幂级数优化，即ADSP-21020，后者基本上属于SHARC核。这种sin（x）的实现方法依赖于Hart等人4发布、由Cody和Waite5完善、适用于浮点运算的极大极小逼近多项式，以减少舍入错误和避免出现前面提到的取消。极大极小方法依赖于切比雪夫多项式和雷米兹交换算法来确定所需的最大相对误差的系数。如图3中的MATLAB?所示，与第七阶泰勒多项式6相比，设置系数的微小变化可能会明显提高极小极大值的精度。为了实现精度与速度的最佳平衡，这个正弦近似值函数的角输入范围应该缩小到[-π/2至+π/2]区间内，且软件程序包含一个有效的范围缩减滤波器，约占总“正弦”子程序执行时间的30%。图3.不同于泰勒-麦克劳林方法围绕0进行定义，极小极大正弦逼近方法在[-π/2至+π/2]区间内，会最小化和均衡最大相对误差。虽然所有计算都可以使用32位定点算法执行，但多年以来，最常见和最方便的数学计算格式是IEEE754浮点标准，特别是在处理长数字时。作为一家DSPVLSI芯片制造商，ADI公司从一开始就率先采用了IEEE754-1985标准。当时还没有单芯片浮点DSP处理器，只有简单的浮点乘法器和ALU计算IC，如ADSP-3212和ADSP-3222。这种格式取代了计算机行业的大多数专有格式，成为所有SHARCDSP处理器的本机格式，采用单精度32位、扩展精度40位，以及最近出现的适用于ADSP-SC589和ADSP-SC573的双重精度64位。具备32位尾数的SHARC40位扩展单精度浮点格式为这种正弦波生成应用提供了足够的精度（u2-32），且有助于保持均等，Cody和Waite表示第15阶多项式的总体近似精度为32位，在[0至+π/2]输入域内具有均匀分布的误差。为了最大限度减少运算次数并保持精度，最后的调整是对多项式计算执行霍纳法则，这是一种快速求幂的方法，可以求取一个点的多项式值，所以：R1至R7是多项式级数的Cody和Waite系数，只需要进行8次乘法和7次加法即可计算任何输入参数ε[0,π/2]的正弦函数值。以汇编子程序的形式编写的完整sin（x）近似代码在SHARC处理器上大约执行22个核心周期。原有的汇编子程序在更改之后，在获取40位多项式浮点系数时执行同步双存储器访问，以减少6个周期。图4.软件DDS简化框图给出了处理单元之间的各种量化步骤的数据运算格式和位置。NCO64位相位累加器本身在执行时，就用到了双精度2的小数格式的SHARC32位ALU。提供存储器更新的整个相位累加器执行过程需要11个核心周期，因此，每个NCO输出样本都在约33个核心周期内生成。图4中的框图显示了基于软件DSP的NCO的功能模块实现方案，每级都参考了运算格式精度。此外，进行信号模拟重构以及实现完整的DDFS还需要用到一个或两个DAC及其模拟抗混叠滤波器电路。处理链的关键元件包括：·64位相位累加器（SHARCALU双精度，带溢出）；·64位小数定点到40位浮点转换模块；·范围缩减模块[0至+π/2]和象限选择（Cody和Waite）；·正弦逼近算法（Hart），用于相位-幅度转换；·-1.0至+1.0范围内的sin（x）重构和归一化级；·LPFIR滤波器和sin（x）/x补偿（如果必要）；·以及40位浮点至D位定点转换和标度函数，以匹配DAC数字输入。可以在NCO输出端放置一个可选的数字低通滤波器，以去除可能进入目标频段的杂散和噪声。或者，该滤波器可以提供插值和/或逆sin（x）/x频率响应补偿，具体由选择用于模拟重构的DAC决定。这种低通FIR滤波器可以使用MATLABFilterDesigner工具设计。例如，假设采样频率为48kSPS，带宽为DC至20kHz，带内纹波为0.0001dB，带外衰减为-150dB，则可以实施具有40位浮点系数的高质量均衡纹波滤波器。它只有99个滤波系数，在单指令单数据（SISD）单计算单元模式下，总执行时间将消耗约120个SHARC核心周期。经过数字滤波后，使用其中一个DSP同步串行端口，由DMA将计算的样本对发送至DAC。为了获得更好的速度性能，链接DMA操作也可以使用大型乒乓存储器缓冲区来支持块处理操作。例如，块数据大小可以等于FIR数据延迟线的长度。为了实现最佳SFDR，在NCO上进行的最后调整如前所述，NCO遭受杂散的主要原因是对相位累加器输出的截断，其次是针对通过计算或列表得出的正弦值的幅度量化。相位截断引起的误差通过相位调制（锯齿形）在载波频率附近产生杂散，而正弦幅度量化引起与谐波相关的杂散，不过长期以来一直被认为是随机误差和噪声。如今，在HenryT.Nicholas和H.Samueli撰写的技术论文7中，从数学角度深入阐述了相位累加器的操作。在深入分析的基础上，提出了一种模型，将相位累加器视为分立式相位样本排列生成器，并据此预测频率杂散。无论相位累加器参数（M、N、W）是多少，相序的长度都等于（其中GCD是最大公约数），如图4所示，由频率调谐字M最右边的位位置L决定。因此，L的值定义序列类别，这些类别彼此共享自己的相位分量集，但根据比率重新排序。这些在时域内生成的截断相位样本序列被用来通过DFT确定频率域内各杂散线各自的位置和大小。这些序列还表明，M（FTW）的奇数值显示最低频率杂散的幅度，并建议对相位累加器进行简单的修改以满足这些最低程度的条件（只需在FTW中添加1LSB）。如此，相位累加器的输出序列必须始终具有相同的2N个相位元素，无论相位累加器的M值和初始内容是什么。之后，最差的杂散信号音幅度等级降低3.922dB，等于SFDR_min（dBc）=6.02×W。由Nicholas更改的相位累加器为NCO提供了多种优势，首先，它消除了FTW最右边的位非常接近MSB（FMCW应用中的频率扫描）的情况，其次，它让杂散幅度与频率调谐字M无关。这种修改可以通过按采样速率fS切换ALULSB来轻松实现，如果FTWLSB置位至逻辑1，则可以仿真与相位累加器相同的行为。相位累加器大小N=64位时，对于所需频率FOUT的精度，可以将？LSB偏移视为可忽略的误差。图5.FTW最右边非零位的位置确定了理论上SFDR的最差水平。由Nicholas修改的相位累加器解决了采用任何N值的问题，并且使NCO的SFDR最大。采用32位输出相位字W时，由相位截断导致的最大杂散幅度会限制为-192dBc！正弦采样值的有限量化也会导致产生另一组频率杂散，该杂散通常被认为是噪声，可采用大家熟知的SNRq（dB）=6.02×D+1.76公式进行估算。这必须添加到寄生参数中，因为相位-正弦幅度转换算法阶段的近似误差被认为是可以忽略的，但是，必须非常谨慎地选择相位-正弦近似算法和计算精度。这些结果表明，从理论水平上，我们的软件正弦NCO的线性和噪声都远远超过了测试市场上大多数高精度ADC所需的阈值。它仍然需要找到信号链中最后一个、也是最关键的元件：重构DAC及其互补模拟抗混叠滤波器和相关的驱动电路，以满足预期的性能水平要求。重构DAC：关键之处！首先可能会选择具备出色的非线性误差（INL和DNL）规格的高精度DAC，例如出色的20位高精度DACAD5791。但是它的分辨率只有20位，而且其R-2R结构不支持实施信号重构，特别是产生非常纯的正弦曲线，这是因为在输入代码转换期间，它存在很大毛刺。传统的DAC架构基于二进制加权电流发生器或电阻网络构建，对数字直通和数字开关损伤（例如外部或内部时序摆动），以及数字输入位的其他开关不对称非常敏感，特别是在会导致能量变化的重大转变期间。这就产生了与代码相关的瞬态，从而产生高幅度谐波杂散。在20位以上的分辨率下，使用外部超线性快速采样和保持放大器对DAC输出去毛刺并无太大帮助，这是因为它在几十LSB下会生成自己的瞬态，且会因为重采样产生组延迟非线性。信号重构主要存在于通信应用，通过使用分段架构（混合适用于MSB的完全解码部分和适用于最低有效位的二进制加权元件）来解决毛刺问题。遗憾的是，目前还没有超过16位精度的商用DAC。与NCO完全可预测的行为不同，DAC误差难以预测和准确仿真，尤其是当制造商的动态规格很小或者不存在时，但专用于音频应用的DAC或ADC除外。插值过采样和多位∑-DAC似乎是唯一的解决方案。这些先进的转换器具有高达32位的分辨率、超低失真和高信噪比，是在中低带宽内实施信号重构的最佳选择。为了在音频频谱或稍宽的频段（20kHz或40kHz带宽）内实现出色的噪声和失真性能，可以使用ADI公司产品系列中杰出的∑-?DAC产品，音频立体声DACAD1955，虽然分辨率最高为24位，这款DAC仍然是市场上非常受欢迎的音频DAC。这款音频DAC于2004年推出，基于多位Σ-Δ调制器和过采样技术，配合各种技巧，用于缓解这种转换本身固有的失真和其他问题。即使目前，AD1955采用的插值LPFIR滤波器仍然是同类出色产品。它具有极高的阻带衰减（≈-120dB）和极低的带内波纹（≈±0.0001dB）。它的两个（左侧和右侧通道）DAC可以以最高200kSPS速度运行，但在48kSPS和96kSPS时实现最佳交流性能，其动态范围以及立体声模式下的SNR，都支持典型的EIAJ标准、A加权120dB系数。在单声道模式下，两个通道同时异相组合，性能有望提高3dB。但是，对于宽带应用，这些规格不太实际，这是因为它们是合成的，带宽范围在20Hz至20kHz之间。带外噪声和杂散不会超过20kHz，部分是因为EIAJ标准、A加权滤波器和音频行业规格定义。这种满足特定音频测量要求的带通滤波器模拟人耳的频率响应，与未滤波的测量值相比，性能提高3dB。DDFS硬件演示平台：采用AD1955实现正弦波重构整套DDFS使用两个评估板实现，一个支持DSP处理器，一个适用于采用AD1955DAC进行模拟信号重构。选择第2代SHARCADSP-21161N评估板的原因在于其可用性、易用性，以及适合任何音频应用的精简配置。目前仍在量产的ADSP-21161N于不久之前设计，支持工业高端消费电子和专业音频应用，提供高达110Mips和660MFlops，或220MMACS/s容量。与最新一代的SHARC处理器相比，ADSP-21161N最大的不同在于它采用较短的3级指令管道、一个片内1Mb三端口RAM，以及数量更少的外设。精准信号音生成器的最后和最关键的级基于AD1955评估板，该板必须从软件NCO提供的样本中，以完全还原的方式重构模拟信号。这个评估板带有一个抗混叠滤波器（AAF），优化音频带宽来满足Nyquist标准，除了常用的S/PDIF或AES-EBU接收器外，还配有两个串行音频接口，用于支持PCM/I2S和DSD数字流。PCM/I2S串行链路连接器用于将AD1955DAC板连接到ADSP-21161NEVB的串行端口1和3连接器（J）。这两个板都可以配置为采用I2SPCM或DSP模式，以48kSPS、96kSPS或192kSPS采样速率运行。DSP串行端口1生成左右通道数据、字选择或左/右帧同步，以及双频DAC的数字输入接口所需的SCK位时钟信号。串行端口3仅用于生成运行DAC内插滤波器和Σ-Δ调制器所需的DAC主时钟MCLK，调制器以比输入采样频率（48kSPS）快256倍（默认）的速度运行。由于所有DAC时钟信号都由DSP生成，所以使用Crystek提供的超低噪声振荡器CCHD-957替代了板原有的低成本爱普生时钟振荡器。其相位噪声在1kHz下可能低至-148dB/Hz，适用于24.576MHz输出频率。在模拟输出端，有源I/V转换器必须用于在恒共模电压下（通常为2.8V）保持AD1955电流差分输出，以最大限度减少失真。像AD797这样的超低失真和超低噪声的高精度运算放大器能够满足此需求，还可用于处理模拟信号重构。由于两个差分输出由DSP分别处理，因此选择了具有AAF拓扑结构的立体声输出配置，而不是单声道模式。这个AAF使用LTspiceXVII进行仿真，结果如图6所示。由于滤波器的最后一部分是无源的，所以应该像最近推出的ADA4945那样增加一个有源差分缓冲级。这种具备低噪声、超低失真、快速建立时间特性的全差分放大器是近乎完美的驱动任何高分辨率SAR和Σ-ΔADC的DAC配件。ADA4945具有相对较大的共模输出电压范围和出色的直流特性，可以提供出色的输出平衡，有助于抑制偶数阶谐波失真产品。EVB三阶滤波器的-3dB截止频率为76kHz，在500kHz下仅衰减-31db。这款低通滤波器具备出色的带内平坦性，但带外衰减必须大幅改善，即使是限于纯粹的重构音频应用。要抑制DAC成型噪声和调制器时钟频率MCLK，就必须满足这一点。根据软件DDS的具体使用，用于单信号音生成器或任意波形生成器（生成复杂波形时为AWG），必须优化AAF，以解决带外衰减或群延迟失真。以大家熟悉的SRSDS360超低失真函数生成器为例进行比较，采用7阶CauerAAF可达到类似的采样速率。信号重构由AD1862完成，后者是一款串行输入20位分段R-2RDAC，适用于数字音频应用。AD1862在高达768kHz（×16fS）频率下可以保持20位字采样速率，且具备出色的噪声和线性度。它支持单端电流输出，所以能够使用最出色的放大器来实施外部I-V转换。图6.LTspice仿真AD1955EVB三阶抗混叠滤波器（立体声配置）的频率响应。AD1955和SHARCDSP组合针对多种高分辨率SARADC实施测试，例如AD4020，其中未设置外部可选无源滤波器。默认情况下，基础AD4020评估板除了板载ADA4807驱动器之外，并无其他选项可用。用于在V_REF/2共模电压下偏置ADC输入的简单电路提供相当低的300Ω输入阻抗，需要使用信号隔离、交流耦合，或使用外部差分放大器模块，例如EVAL-ADA4945-1。电路笔记CN-0513中描述的AD4020参考设计板就是一项不错的选择。它包含一个分立式可编程增益仪表放大器（PGIA），提供高输入阻抗，支持±5V差分输入信号（G=1）。虽然这些AD4020板和它们的SDP-H1控制器不支持相干采样采集，但它们具备出色的样本波形捕捉长度，最高可达1M。因此，可以实现具备可选窗口的FFT，提供出色的频率分辨率和低本底噪声。例如，对于7项Blackman-Harris窗口，图7中所示的1MptsFFT图描述了AD1955在生成的990.059Hz正弦波下的失真水平。二次谐波是350kHz带宽内-111.8dBc下的最大失真分量和最大杂散。但是，在考虑整个806kHzADCNyquist带宽时，SFDR受∑-?DAC调制器、内插滤波器频率和其二次谐波（384kHz和768kHz）限制。图7.从1M点FFT分析中可以看出，在低于-111dBc下具备不错的失真性能，在1kHz输入频率下，10kHz至200kHz频段内出现最大杂散。本底噪声约为-146dBFS。在相同条件下，对传统的AD1862进行测试，结果显示频率行为略微不同。在差分配置下，两个20位DAC的时钟速度约为500kSPS，在1.130566kHz下，本底噪声为-151dBFS，正弦输出水平为12Vp-p时的THD为-104.5dB。在AD4020Nyquist带宽（806kHz）下，SFDR接近106dB，受三阶谐波限制。DAC重构滤波器基于两个AD743低噪声FET放大器，与AD1955评估板中的滤波器一样，属于三阶滤波器，但是-3dB时的截止频率为35kHz。为了变得有效，基于DDS的生成器需要采用不错的滤波器，支持在约250kHz下实现大于100dB衰减，以生成达到25kHzCW信号频率范围的直流。这可以使用六阶切比雪夫滤波器实现，甚至使用用于显示出色带内平坦度的六阶巴特沃兹低通滤波器实现。滤波器阶将被最小化，以限制模拟级的数量和问题点，例如噪声和失真。结论在标准评估板上实施的初级和开箱即用测试显示，用于传统正弦波CW生成的基于处理器的DDS技术要实现高性能指日可待。通过精心设计重构滤波器和模拟输出缓冲级，可以实现-120dBc谐波失真系数。基于DSP的NCO/DDS不只受到单信号音正弦波生成限制。通过使用具备合适的截止频率，且无其他硬件变更的优化AAF（贝塞尔或巴特沃兹），同样的DSP和DAC组合可用作高性能AWG来生成任何类型的波形，例如，完全合成可设置参数的多信号音正弦波（可以完全控制每个分量的相位和幅度）来实施IMD测试。由于浮点算法对于要求高精度和/或高动态范围的应用至关重要，如今，低成本ADSP-21571或SoCADSP-SC571（ARM和SHARC）等SHARC+DSP处理器实际上是业界的实时处理标准，支持最高10MSPS的合计采样速率。双SHARC内核和其硬件加速度计采用500MHz时钟频率，可以提供高于5Gflops的计算性能和数十个内部专用SRAM，后者是生成各种波形，以及实施复杂的分析处理需要的基本组成部分。此类应用表明，在实施精准的数字信号处理时，并非一定要系统性地使用硬件可编程解决方案。得益于ADI公司的CCES、VDSP++C和C++编译器，以及全套仿真器和实时调试器，浮点处理器及其整个开发环境可以快速轻松地从仿真器（例如MATLAB）移植代码，以及快速实施调试。转载自电子技术应用。

随着《电梯监督检验规程》的发布，对检验机构的电梯检验质量提出了新的要求。但在《检规》的实施过程中，不断发现现有的检验项目缺乏必要的、科学的检测手段。为此，探索研制一些检测仪器，检测仪器应用十分广泛，主要应用于石化工业、电力工业、航空造船业、造纸业、纺织业、冶金工业等。当任何气体(空气、氧气、氮气……等)通过一泄漏孔隙，均会产生具有可探测高频成份的扰流，以渗漏检测仪来扫描附近区域，经由耳机可听到泄漏的急流声或是指示。检测仪愈靠近泄漏点，则急流声会愈大，指示读值会更高。当然，环境噪音是个问题，但使用橡皮聚音探头可缩小探测仪的接收区域。以阻隔杂讯噪音波的干扰，渗漏检测仪的频率调整功能可降低背景噪音干扰，让没经验的使用者也可容易地操作来检测泄漏。具有发现并解决各种故障特性的硬件或软件设备，这些特性包括特殊协议包的解码、特殊的编程前的故障测试、包过滤和包传输。本研究针对电梯缓冲器复位时间的检测要求而展开。《检规》中是这样描述的："对耗能型缓冲器需进行复位试验，复位时间应不大于120s."对应的检验方法是："轿厢在空载情况下，以检修速度下降，将缓冲器全压缩，从轿厢开始离开缓冲器瞬间起，直到缓冲器回复原状。观察并用秒表计时。"1系统功能特点S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用0.18um制造工艺的32位微控制器。该处理器拥有：独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer，I/O口，RTC，8路10位ADC，TouchScreen接口，IIC-BUS接口，IIS-BUS接口，2个USB主机，1个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI.S3C2410处理器可运行在203MHz.板的尺寸仅相当于名片的2/3大小，尺寸如此小巧的嵌入式板是国内首创。开发商可以充分发挥想象力，设计制造出小体积，高性能的嵌入式应用产品。实用性：应用数据通信接口规范，使检验结果判断和检验结果输出自动进行，达到有效提高检验的安全性和工作效率的目标。易用性：采用便携式设计，提供彩色图文界面和触摸屏操作，直观方便易用。2系统硬件实现方案2.1总体设计方案电梯缓冲器复位时间测试仪三星S3C2410的ARM芯片为，采用TFT彩色液晶图文显示和触摸屏操作。预留各种通信接口。系统主要有控制部分，数据采集部分，数据存储部分，输入输出部分等4个主要组成部分。具体硬件框图如下图1所示：系统的下位机部分主要负责前端的传感器数据采集存储以及和上位机的有关通讯，有关数据的分析和算法处理及用户程序设计主要有上位机的S3C2410来完成。2.2数据采集方案下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据(一般模拟量)，转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。图2为数据采集的硬件框图：3系统软件部分：WindowsCE主要分为四个模块，如图所示，这四个模块提供重要的操作系统功能：内核，对象存储模块，网络与通讯模块和GWES模块。WindowsCE还包含其它可选模块，支持如管理可安装设备驱动程序和支持COM的任务，图3为系统结构图：为了把WindowsCE移植到特定的目标平台上，微软提供了一套完整的开发工具PlatformBuilder.该工具以对象库格式提供给操作系统，以便开发人员可以将其作为特定操作系统平台的组件。首先，选择造作系统的基本配置，并且为特定的平台选择相应的微处理器和板级支持包BSP(BoardSupporPacket)。BSP板级支持包(boardsupportpackage)，是介于主板硬件和操作系统中驱动层程序之间的一层，一般认为它属于操作系统一部分，主要是实现对操作系统的支持，为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包，使之能够更好的运行于硬件主板。在嵌入式系统软件的组成中，就有BSP.BSP是相对于操作系统而言的，不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP，例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说尽管实现的功能一样，可是写法和接口定义是完全不同的，所以写BSP一定要按照该系统BSP的定义形式来写(BSP的编程过程大多数是在某一个成型的BSP模板上进行修改)。这样才能与上层OS保持正确的接口，良好的支持上层OS.本测试仪采用S3C2410处理器，因此我们改造了微软提供的基于S3C2410的BSP，自定义了符合我们要求的BSP.其次，制定平台，在此阶段可开发设备驱动，适当地裁剪、添加组件。然后，封装所需的各功能模块，编译生成OS镜像文件。接着，把镜像文件到目标设备，进行调试。，导出定制操作系统的SDK(SoltwareDevelopmentKit)软件开发工具包，安装到EVC中，便可以进行基于我们定制的测试仪硬件平台的应用程序开发。如图4所示为操作系统移植流程图：3.2应用软件开发操作系统的主要任务是为了管理所有硬件资源，并且提供应用软件一个合适的操作环境。将WindowsCE操作系统移植到ARM平台上以后，下一步工作就是进行应用软件的开发。本系统的上位机软件主要在EVC的环境下开发完成，使用C语言为主要编程语言。3.2.1串口通讯协议说明模块串口波特率9600，无奇偶效验，一位停止位。控制命令通过一致的帧结构通讯，帧长度4字节：命令+数据0+数据1+校验和。效验和=命令+数据0+数据1的相加和的低8位。系统通过上位机串口直接对下位机模块进行操作。上位机向下位机发送启动16位距离读取命令：Ox22+度数+NC+SUM.当测量完毕时，这时返回的数据是：Ox22+距离高+距离低+SUM;当测量无效时返回的距离高位和低位数据都是Oxff.(注：NC代表任意数据，SUM代表效验和)串行端口在WindowsCE下属于流接口设备，是串行设备接口常规I/O驱动程序的调用与通信相关的具体函数的结合。串行设备被视为用于打开、关闭和读写串行端口的常规的可安装的流设备。WindowsCE的串口函数和Windows的串口函数基本相同，但有几点值得注意：WindowsCE只支持Unicode字符集，在编程时必须特别注意;WindowsCE不支持重叠的I/O操作。在所有的流设备驱动程序中，均使用CreateFile来打开串行端口设备，如果这个端口不存在，CreateFile返回ERROR_FILE_NOT_FOUND.关闭串行端口比较简单，调用CloseHandle函数就能关闭一个打开的串行端口。CloseHandle只有一个参数，即调用CreateFile函数打开端口时返回的句柄，方法如下：CloseHandle(hPort);正如使用CreateFile打开串行端口一样，可以使用ReadFile和WriteFile函数来读写串行端口。假设已经调用CreateFile成功地打开了串行端口，那么只需调用ReadFile即可从串行端口读取数据：如果从主线程读、写大量的串行数据，主线程就会因为等待相对较慢的串行读或串行写操作而阻塞，不能即时处理其他的消息，因此这里用单独的线程来读写串行端口。对于串行端口来说，还必须配置超时值，否则程序可能陷入到一个等待来自串口字符的死循环。通常，配置超时值和配置串口类似。首先用GetCommTimeouts函数获取当前串口的超时值，然后修改CommTimeouts成员变量的值，用SetCommTimeouts设置新的超时值。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/275211.htm3.2.2算法分析根据电梯检测规程要求，缓冲器从全压缩到复位的时间应不大于120秒。上位机从上电检测开始每隔0.1秒发送数据采集命令，并将返回的距离值和开关量信号存储于不同的数组待分析。数组s(m)和F(n)分别存储采集到的距离值和开关信号值(0或1)，t为每次数据采集循环时间，T为缓冲器回复时间。软件的算法流程图如5所示：4结束语基于ARM技术和WindowsCE系统的电梯缓冲器复位时间测试仪功能齐备，性高，实用性强，满足了新的检测规程的要求。本设计方案首次实现了缓冲器复位过程中瞬时脱离点的检测，实现了各种状态时刻的计时和状态识别，解决了信号同步，结果自动判断和输出等问题。来源：维库电子市场网

信号完整性测试的手段有很多，主要的一些手段有波形测试、眼图测试、抖动测试等,目前应用比较广泛的信号完整性测试手段应该是波形测试,即——使用示波器测试波形幅度、边沿和毛刺等,通过测试波形的参数,可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求,有没有存在信号毛刺等。信号完整性的测试手段主要可以分为三大类，下面对这些手段进行一些说明。抖动测试抖动测试现在越来越受到重视，因为专用的抖动测试仪器，比如TIA(时间间隔分析仪)、SIA3000，价格非常昂贵，使用得比较少。使用得多是示波器加上软件处理，如TEK的TDSJIT3软件。通过软件处理，分离出各个分量，比如RJ和DJ，以及DJ中的各个分量。对于这种测试，选择的示波器，长存储和高速采样是必要条件，比如2M以上的存储器，20GSa/s的采样速率。不过目前抖动测试，各个公司的解决方案得到结果还有相当差异，还没有哪个是权威或者行业标准。波形测试首先是要求主机和探头一起组成的带宽要足够。基本上测试系统的带宽是测试信号带宽的3倍以上就可以了。实际使用中，有一些工程师随便找一些探头就去测试，甚至是A公司的探头插到B公司的示波器去，这种测试很难得到准确的结果。波形测试是信号完整性测试中常用的手段，一般是使用示波器进行，主要测试波形幅度、边沿和毛刺等，通过测试波形的参数，可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求，有没有存在信号毛刺等。由于示波器是极为通用的仪器，几乎所有的硬件工程师都会使用，但并不表示大家都使用得好。波形测试也要遵循一些要求，才能够得到准确的信号。其次要注重细节。比如测试点通常选择放在接收器件的管脚，如果条件限制放不到上面去的，比如BGA封装的器件，可以放到靠近管脚的PCB走线上或者过孔上面。距离接收器件管脚过远，因为信号反射，可能会导致测试结果和实际信号差异比较大;探头的地线尽量选择短地线等。，需要注意一下匹配。这个主要是针对使用同轴电缆去测试的情况，同轴直接接到示波器上去，负载通常是50欧姆，并且是直流耦合，而对于某些电路，需要直流偏置，直接将测试系统接入时会影响电路工作状态，从而测试不到正常的波形。眼图测试眼图测试是常用的测试手段，特别是对于有规范要求的接口，比如E1/T1、USB、10/100BASE-T，还有光接口等。这些标准接口信号的眼图测试，主要是用带MASK(模板)的示波器，包括通用示波器，采样示波器或者信号分析仪，这些示波器内置的时钟提取功能，可以显示眼图，对于没有MASK的示波器，可以使用外接时钟进行触发。使用眼图测试功能，需要注意测试波形的数量，特别是对于判断接口眼图是否符合规范时，数量过少，波形的抖动比较小，也许有一下违规的情况，比如波形进入MASK的某部部分，就可能采集不到，出现误判为通过，数量太多，会导致整个测试时间过长，效率不高，通常情况下，测试波形数量不少于2000，在3000左右为适宜。利用分析软件，可以对眼图中的违规详细情况进行查看，比如在MASK中落入了一些采样点，在以前是不知道哪些情况下落入的，因为所有的采样点是累加进去的，总的效果看起来就象是长余晖显示。而新的仪器，利用了其长存储的优势，将波形采集进来后进行处理显示，因此波形的每一个细节都可以保留，因此它可以查看波形的违规情况，比如波形是000010还是101010，这个功能可以帮助硬件工程师查找问题的根源所在。转载自维库电子市场网。

上图便是金属检测器的电路图。555定时器在此处的作用为方波生成器，它会生成人可以听见的脉冲频率。引脚1和引脚2之间的电容不应改变，因为它需要用来生成人可以听到的频率。在该电路中有一部分RLC电路，由47Ω电阻，2.2uF电容和150匝的电感组成。其中RLC电路部分就是用来检测金属的部分。正如我们上述所说，一个金属磁芯的电感比空芯电感的电感值要打。要知道我们此处使用的是一个空芯电感，所以当一个金属物体接近线圈时，金属物体就充当了磁芯的身份。而金属物体作为磁性后，线圈的电感值会极大增加。如此突增让RLC电路的总电抗或感抗也发生了极大的改变。一开始没有金属物体时，信号通过扬声器会形成一些声音。有了RLC电路的电抗变化，这时候传入扬声器的信号就不再相同了，因此扬声器里传出来的声音也会与之前不同。所以无论何时一个金属物体接近线圈，RLC的感抗变化会使信号发生改变，也就导致了扬声器生成的声音改变。转载自维库电子市场网。

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。由于风能具有不稳定性和随机性，风力发电机发出的电能是电压、频率随机变化的交流电，必须采取有效的电力变换措施后才能够将风电送入电网。为了提高风力发电机组输出的电能质量，近年来基于交-直-交变流器的变速风力发电系统迅速发展，如何同时测量风力发电机组各个环节的参数对测试测量仪器提出了新的挑战。图1测试系统框图致远电子作为一家高端仪器研发企业，在高端测量仪器领域拥有十几年丰富的研发和市场经验，引领着行业发展方向。根据风能逆变器行业的产品测试需求，致远电子提供了基于PA6000功率分析仪的风能并网发电机组整体测试方案，具有以下特色：全方位同时测量PA系列功率分析仪最多支持7通道同时测量，采用6功率模块+1电机模块组合，可同时测量风力发电机的机械功率、输出三相电参数，以及风能逆变器输出三相电参数，同时计算出发电机效率、逆变器效率以及系统总效率；独有的真实低电压穿越测试技术PA6000功率分析仪内置60GB固态硬盘，支持海量数据高速存储，在高达10ms数据刷新率下能对工频信号进行完整的半波分析，在进行低电压穿越测试时，普通的功率分析必须搭配专用的示波记录仪或者数据采集仪，而PA6000是业界唯一能真正实现低电压穿越测试数据波形记录与分析的测量方案；图2PA6000功率分析仪支持最新标准支持IEC61000、VDE-AR-N4105、NB-T32004-2013等标准进行谐波测量、闪变测量、防孤岛效应保护测试和低电压穿越等一系列自动测试，严格符合德国VDE-AR-N4105谐波测量标准：PA6000功率分析仪在符合IEC谐波测量标准前提下，仍能提供256次谐波测量能力，是全球唯一能根据德国VDE-AR-N4105标准要求测量178次谐波的分析仪器；全自动测试系统通过控制变频器、电网模拟电源对风能发电机组输入、输出端的不同工况进行模拟，PA6000实时采集各种工况下发电系统各环节的参数指标，全方位评估风力发电机、风能并网逆变器的各项性能指标：●通过风能逆变器测试软件控制变频器带动风力发电机转动，可模拟在不同风速、风力等级快速变化时发电机的工作情况；●模拟电网电源可模拟电网电压跌落、电压暂升、暂降，电压缓升、缓降等事件，进行低电压穿越测试、防孤岛效应测试、谐波分析等多项测试；●准确捕捉防孤岛效应测试全程波形细节：200KS/s采样率令PA6000功率分析仪能同时实现数据测量与示波器的瞬态波形分析功能，提供独一无二的便捷体验；●同步误差低于10ns,准确测量功率因数：PA6000功率分析仪将功率输入单元的同步误差控制在10ns以内，能对功率因数、三相不平衡度等对电流电压相位差十分敏感的参数进行最精确的测量；●半波分析技术实现过欠压、过欠频保护测试瞬时：业界最高10ms数据刷新率，可对工频信号进行半波分析，轻松捕获50ms内脱网电压信号。转载自唯样电子资讯。

示波器是任何业余电子爱好者都要使用的最重要的工具之一，但不是每个人都能买得起的。因为商业成品示波器往往过于昂贵，几乎每一个电子爱好者都想着，找到一个能自己亲手从头开始来diy的示波器。下面8个方面，给自己一个动手的机会吧。1、基于STM32示波器DDS信号发生器该DDS信号发生器采用STM32VET6作为主控制芯片，DDS芯片采用AD9708，外部接口支持手动按键、SD卡、USB接口等。电路主要有STM32最小系统和电源电路以及并行信号转换和外接转接口等组成。https://www.cirmall.com/circuit/19112、基于PIC32MZ的1x120msps示波器我们正在设计一个基于PIC32MZ的示波器，它只有1英寸×1英寸，包括一个OLED屏幕。该项目是围绕PIC32MZEF处理器设计的。我们以交错模式使用其内部ADC，以获得完整的20Msps。我们发现在实践中我们能够实现大约1MHz的带宽。https://www.cirmall.com/circuit/103323、STM32F103示波器+信号源仿真资料基于STM32F103ZET6制作的示波器及信号源。可完美移植到正点原子开发板，不需修改程序。软件基于UCOSIII+STEMWIN5.26制作。显示屏使用正点原子2.4寸LCD屏幕。使用触摸屏作为交互方式。可采集频率不大于40KHz的各类波形，无闪烁。可通过触摸屏选择时间间隔，幅值范围，上下平移等操作。可设置输出方波、正弦波、三角波，频率、幅值、占空比均可调。显示三角波。https://www.cirmall.com/circuit/124004、基于15单片机的示波器设计基于单片机自制示波器资料15单片机主控，程序原理图源文件，可测量正弦波，三角波，方波，可以暂停四个屏幕，可更换多种背景图，频率测量范围可高达20MHz，含软件流程图，答辩PPT和设计报告，可作为课设，毕设使用，实际使用误差比较大，毕竟示波器是高要求的仪器，勿较真。https://www.cirmall.com/circuit/155935、基于51单片机的简易数字示波器设计LCD12864液晶示波器电子套件实物（原理图+源码+pcb）本设计硬件电路部分由单片机控制系统电路，前向输入调理电路，模数转换和存储电路，以及按键显示电路组成。其工作的基本思路就是以单片机为控制核心，让AD芯片完成数据的离散化，采集数据经过缓冲暂存于存储器里面，当波形显示时，单片机从存储器的读使能端读取采集数据存于数组中，然后进行相应的数据处理并把所存取得数据按一定的顺序打在液晶显示器相应的位置上，从而再现波形信号;其中输入调理电路由阻抗变换电路，信号抬升电路以及频率测量电路构成，阻抗变换电路是为了提高输入阻抗，信号抬升是为了使信号的幅度满足AD芯片的输入幅度要求，频率测量电路主要是测量周期性信号的频率。https://www.cirmall.com/circuit/181036、示波器太昂贵，国外开源教你拥有自己的示波器！输入电路是用德州仪器（TI）的OPA2652运算放大器，和一个RC组成的低通滤波器，设置的带宽到20MHz。此外，输入电路使用由微控制器产生的PWM信号（引脚15）的输入处理的垂直扫描移位（偏移）。ADC转换器是一个8位的ADS830，来自德州仪器，能工作到60MSPS，在本设计中，ADC工作在最大为40MHz。而这个时钟是由QOS40（塑封）或QOM40（金封）振荡器生成，可通过CPLD电路编程（分频）（Xilinx公司的XC9572）。在处理ADC高速率采集的大码流的时候，ADC的数字输出连接到一个来自IDT的高速FIFO存储器IDT7201（长达512字节），当存储器的缓冲区写满后，整个内存的内容被放到微控制器的内存，在那里对其中的样品进行进一步处理，然后显示在液晶显示屏上……https://www.cirmall.com/circuit/66247、基于STM32示波器DDS信号发生器该DDS信号发生器采用STM32VET6作为主控制芯片，DDS芯片采用AD9708，外部接口支持手动按键、SD卡、USB接口等。电路主要有STM32最小系统和电源电路以及并行信号转换和外接转接口等组成。https://www.cirmall.com/circuit/19118、基于STC89C52单片机数字示波器本设计是基于STC89C52（STC89C52数据手册）单片机数字示波器，并将测试参数显示在LCD12864上。具体功能如下：1.电压轴分档定标2.时间轴分档定标3.交流直流切换4.运行停止切换5.电压测量6.频率测量7.波形平移https://www.cirmall.com/circuit/1381

网络分析仪是一种功能强大的测试测量的仪器仪表，只要按照流量正确使用和操作，可以达到极高的精度，它通过使用自身的信号源来进行比对和测量其他电子设备、电子元器件、电子零件、网络接头、电缆线等电气特性和性能参数是否符合标准和要求，能精确地测量入射波、反射波、传输波中的幅度和相位信息，通过比值测量法定量描述被测器件的反射和传输特性。它的应用十分广泛，在很多行业都不可或缺，尤其在测量无线射频（RF）元件和设备的线性特性方面非常有用。一台网络分析仪的价格通常也比较贵，对于新手来说，在测试过程中如何正确用好网分仪，避免仪器损坏是一项非常重要的事情。今天安泰测试就简单给大家介绍一下网络分析仪使用注意事项，希望对大家有所帮助：1、测试产品时，不能直接加电测试。2、测试功放前，必须在频谱仪上检测过没有自激，才能用网络仪测其它指标。3、防止有大的直流电加入，网络仪最大能承受10V的直流电。4、防止过信号的输入。（1）网络分析仪的最大允许输入信号为20dBm。（2）输入信号大于10dBm时，应加相应的衰减器。5、仪器使用前确保已接地。网络分析仪在正确使用的前提下，是某些最精确的射频仪器，典型的精度为±0.1dB和±0.1度。它可以进行精确，可重复的RF测量，提供的配置和测量能力像他们应用范围一样广泛。选择合适的仪器，校准，功能，以及采用可靠的RF测量方法，可以最优化你的测试的结果。转载自电子工程网。

示波器的输入耦合方式的意思是输入信号的传输方式。耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网络等的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象；示波器的输入耦合属于信号直接耦合，一般有两种方式，分别是直流模式和交流模式，档位选择上一般还有接地。1．输入通道选择输入通道至少有三种选择方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时，示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时，示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时，首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择，将示波器探头插到相应通道插座上，示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起，示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1”位置时，被测信号无衰减送到示波器，从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“×10"位置时，被测信号衰减为1／10，然后送往示波器，从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。2．输入耦合方式输入耦合方式有三种选择：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时，扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在数字电路实验中，一般选择“直流”方式，以便观测信号的绝对电压值。触发第一节指出，被测信号从Y轴输入后，一部分送到示波管的Y轴偏转板上，驱动光点在荧光屏上按比例沿垂直方向移动；另一部分分流到x轴偏转系统产生触发脉冲，触发扫描发生器，产生重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上，使光点沿水平方向移动，两者合一，光点在荧光屏上描绘出的图形就是被测信号图形。由此可知，正确的触发方式直接影响到示波器的有效操作。为了在荧光屏上得到稳定的、清晰的信号波形，掌握基本的触发功能及其操作方法是十分重要的。转载自电子工程网。

由于微波工程上的需要，大多微波射频部件的端口都是阴头，而电缆连接器件的端口却是一阴一阳，这些微波射频部件不能直接连接在矢量网络分析仪上进行直通测试，被称为非插入式器件。实际测量中，存在大量的非插入器件，他们端口连接类型相反，阴阳极性相同，校准时不能直接进行直通测量。为了让非插入式器件连接上矢量网络分析仪，必须加双阴或双阳转接头，这样矢量网络分析仪的测试值并不是被测件实际值，而是被测件加上转接器的值。一般测量中都忽略了转接器的影响，认为所测结果就是被测件实际值，无形中将转接器的损耗和时延加在被测件上，从而无法得到被测件的准确值。或者测试中用不同的校准方法，例如，特性未确定直通法、特性确定直通法、等适配器交换法、适配器移除等，减少转接器对被测件的影响，但这些方法无论优劣都无法直接去除转接器对非插人器件的影响。本文通过单端口测试未知特性的转接器(如双阳和双阴接头)，根据算法和假设条件，使级联后理论计算值接近实际测量值，进而确定转接器的值，终得到被测件的准确值，从而去除转接器在测试中对被测件的影响。1原理信号流图(如图1所示)结合散射参数是分析微波网络和微波测量系统的简便有效方法。流图公式亦称梅森不接触环法则(Mason’snon-touchinglooprule)，简称梅森公式。根据梅森公式可以直接求出信号流图中任意两点之间的传输值。2验证过程适配器有很多种，为了研究方便和具有普遍性，本试验用双阴和双阳做验证，其他类型的适配器原理和过程也是相同。实验中要用到矢量网络分析仪1台(100MHz～40GHz)、电缆2根、2．4mm的校准件1套(AV31123，校准件和电缆要高，误差要小)，可编程步进衰减器1个。设置线性频率范围1～21GHz，每100MHz取一个点，扫描点数201，中频带宽100Hz。在矢量网络分析仪两端口接电缆，对电缆进行全双端口SOLT校准后，电缆端口为校准端面，去处12项系统误差。准备工作完成后，使用不同的方法进行测试。方法1中，双阴和双阳值是接50Ω匹配负载计算得到；方法2中，双阴和双阳值是通过接可编程步进衰减器计算得出。下面为2种方法的详细过程。2．1方法1端口1接双阳接头后，分别连接开路器、短路器、50Ω匹配负载(如图2所示)测出反射系数分别为ΓAO、ΓAS、ΓAL。端口2接双阴接头后，分别连接开路器、短路器、50Ω匹配负载(如图3所示)，测出反射系数分别为ΓBO、ΓBS、ΓBL。然后端口1直接加开路器、短路器、50Ω匹配负载，测出反射系数分别为Γ1O、Γ1S、Γ1L(如图4所示)。端口2直接加开路器、短路器，测得反射系数分别为Γ2O、Γ2S、Γ2L(如图5所示)。图5端口2接开路器、短路器、匹配负载由式(2)可以得到双阳、双阴的方程组[SA]、[SB]分别为：式中：m11、m12、m21、m22为待测双阳接头参数值,n11、n12、n21、n22为双阴接头的S参数值。假设网络互易有，m12=m21n12=n21，则方程组可解出双阳S参数矩阵SA和双阴S参数矩阵SB。分别为：2．2方法2用2OdB衰减器作为负载替代方法1中50Ω匹配负载，用矢量网络分析仪测出衰减器连接双阴、双阳的反射系数ΓAL、ΓBL，测得2OdB衰减器的反射系数分别为Γ1L，Γ2L。其他步骤类似于方法1。计算出S并和方法1中的对比。3验证为了上述方法的可行性，用2种方法验证双阳双阴接头的计算值。3．1级联双阳双阴首先计算出双阴双阳级联后的S参数。级联二端口网络的S参数不能直接计算出，需将S参数转换为T参数，求出级联值[TAB]-[TA][TB]，再将级联后的[TAB]转换为[SAB]。将双阳双阴级联(如图6所示)。图6双阳双阴级联上述方法得到的S参数为参考值，将这些值和由梅森公式计算得到的S参数对比。将所有的测试数据用MATLAB软件处理，仿真得到终级联后的S参数曲线图和矢量网络分析仪中测试的S参数曲线对比。由图7可以看到S12、S21，的差别很小，但S11、S22之间有些差别。方法1中接50Ω匹配负载和方法2中接20dB衰减器的两条曲线基本一致。双阳双阴级联后不管接那种负载，其级联值都为定值。存在差别的原因是20dB衰减器不是标准器件，双阳双阴级联时有反射存在。图7双阳双阴接20dB衰减器计算的和矢量网络分析仪测试的S11、S22S11理论计算值的曲线图和矢量网络分析仪的测试曲线非常接近。在低频段，S22理论计算值的曲线图和矢量网络分析仪的测试曲线一致。在高频时理论计算值的曲线图要好一些，是因为反射系数在-40dB以下，并且隔离度较高。事实上，直通测试时双阳双阴的连接端口受到影响。因此理论计算值比测量值更。试验中对标准件，转接器和衰减器有多次的连接，每次连接都会在不同程度引人人为误差。标准件的值是通过校准矢网后测试得到，没有采用更高的定标系统测试。传输参数的测量对得到s参数是不可缺少的，但实验中只是通过测量反射系数间接地得到传输参数种种因素造成结果上必然存在一定的误差。对这些误差进行一定的修正就可以得出更好的结果。3．2可编程步进衰减器下面的验证使用可编程步进衰减器，被测件为衰减器衰减值分别为0、10dB、20dB、30dB、40dB、50dB、60dB。衰减器的S参数由实验数据计算得到(如图8～10所示)。由上面的计算结果可以看到：没接双阳双阴接头计算得到的可编程步进衰减器的S参数得到预期的结果。衰减器的计算值经过验证与安捷伦给定的传输参数与反射参数相符合。4结束语本文是验证性实验，通过计算双阴和双阳转接器去除它们在测试中对非插入器件的影响。将普遍适配器的问题特殊化和简单化，但是这对其他适配器的测量，和进一步对端口延伸和去嵌入技术的研究有了理论上的突破口。来源：维库电子市场网

在进行电子电路设计时，就必定会接触一些测试测量仪器，万用表就是其中之一。万用表一般对直流电流、直流电压、交流电压等进行测量。变频器是一种修改电机的工作电源频率，来实现控制交流电动机的设备，随着工业化的普及，变频器越来越多的应用到现代电子领域。本篇文章就将为大家介绍如何使用万用表来测量变频器的好坏。需要注意的是，为了人身安全，必须确保机器断电，并拆除变频器输入电源线R、S、T和输出线U、V、W后方可操作！首先把万用表打到“二级管”档，然后通过万用表的红色表笔和黑色表笔按以下步骤检测：黑色表笔接触直流母线的负极P（+），红色表笔依次接触R、S、T，记录万用表上的显示值。然后再把红色表笔接触N（-），黑色表笔依次接触R、S、T，记录万用表的显示值。六次显示值如果基本平衡，则表明变频器二极管整流或软启电阻无问题，反之相应位置的整流模块或软启电阻损坏，现象：无显示。红色表笔接触直流母线的负极P（+），黑色表笔依次接触U、V、W，记录万用表上的显示值。然后再把黑色表笔接触N（-），红色表笔依次接触U、V、W，记录万用表的显示值。六次显示值如果基本平衡，则表明变频器IGBT逆变模块无问题，反之相应位置的IGBT逆变模块损坏，现象：无输出或报故障。用变频器现场拖动一台功率匹配的异步电机空载运行，调节频率f，由50Hz开始下降一直到频率。在此过程用电流表检测电机空载电流，如果空载电流在频率下降过程中很平稳，能保持基本不变，那就是一台好变频器。频率可以这样计算，（同步转速-额定转速）×极对数p÷60。例如，一台4极电机，额定转速是1470转，频率=（1500-1470）×2÷60=1Hz。交、直流固态继电器的判别：通常，在直流固态继电器外壳的输入端和输出端旁，均标有“+”、“-”符号，并注有“Dc输入”、“DC输出”字样。而交流固态继电器只能在输入端上标出“+”、“-”符号，输出端无正、负之分。输入端与输出端的判别：无标识的固态继电器，万用表R×10k档，通过分别测量各引脚的正、反向电阻值来判别输入端与输出端。当测出某两引脚的正向电阻较小、而反向电阻为无穷大时，这两只引脚即为输入端，其余两脚为输出端。而在阻值较小的测量中，黑表笔接的是正输入端，红表笔接的是负输入端。若测得某两引脚的正、反向电阻均为0，则说明该固态继电器已击穿损坏。若测得固态继电器各引脚的正、反向电阻值均为无穷大，则说明该固态继电器已开路损坏。来源：维库电子市场网

从事电源行业的朋友们都知道，所谓EMC其实就是设备或系统在其电磁环境中能正常工作，并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。通常其测试包括对其向外界发送的电磁骚扰强度进行测试，以及对其在规定电磁骚扰强度的电磁环境条件下进行敏感度测试，前者是以便确认是否符合有关标准规定的限制值要求；而后者是确认是否符合有关标准规定的抗扰度要求。掌握一定的EMC测试技术是十分必要的，本文就将分享那些EMC的测试要点以及其故障排除方案。单片机系统EMC测试1.测试环境为了保证测试结果的准确和可靠性，电磁兼容性测量对测试环境有较高的要求，测量场地有室外开阔场地、屏蔽室或电波暗室等。2.测试设备电磁兼容测量设备分为两类：一类是电磁干扰测量设备，设备接上适当的传感器，就可以进行电磁干扰的测量；另一类是在电磁敏感度测量，设备模拟不同干扰源，通过适当的耦合/去耦网络、传感器或天线，施加于各类被测设备，用作敏感度或干扰度测量。3.测量方法电磁兼容性测试依据标准的不同，有许多种测量方法，但归纳起来可分为4类；传导发射测试、辐射发射测试、传导敏感度（抗扰度）测试和辐射敏感度（抗扰度）测试。4.测试诊断步骤5.测试准备●试验场地条件：EMC测试实验室为电波半暗室和屏蔽室。前者用于辐射发射和辐射敏感测试，后者用于传导发射和传导敏感度测试。●环境电平要求：传导和辐射的电磁环境电平最好远低于标准规定的极限值，一般使环境电平至少低于极限值6dB。●试验桌。●测量设备和被测设备的隔离。●敏感性判别准则：一般由被测方提供，并实话监视和判别，以测量和观察的方式确定性能降低的程度。●被测设备的放置：为保证实验的重复性，对被测设备的放置方式通常有具体的规定。图1电磁兼容测试诊断步骤6.测试种类传导发射测试、辐射发送测试、传导抗扰度测试、辐射抗扰度测试。7.常用测量仪电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）测试，需要用到许多电子仪器，如频谱分析仪、电磁场干扰测量仪、信号源、功能放大器、示波器等。由于EMC测试频率很宽（20Hz~40GHz）、幅度很大（μV级至kW级）、模式很多（FM、AM等）、姿态很多（平放、斜放等），因此正确地使用电子仪器非常重要。测量电磁干扰的合适仪器是频谱分析仪。频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器，它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点，能够精确测量各个频率上的干扰强度，用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量。在解决电磁干扰问题时，最重要的一个问题是判断干扰的。只有准确将干扰源定位后，才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源泉是最简单的方法，因为在信号的所有特征中，频率特征是最稳定的，并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚。因此，只要知道了干扰信号的频率，就能够推测出干扰是哪个部位产生的。对于电磁干扰信号，由于其幅度往往远小于正常工作信号，用频谱分析仪做这种测量是十分简单的。由于频谱分析仪的中频带宽较窄，因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉，精确地测量出干扰信号频率，从而判断产生干扰信号的电路。电磁兼容故障排除技术1.传导型问题的解决●通过串联一个高阻抗来减少EMI电流。●通过并联一个低阻抗将EMI电流短路到地或引到其它回路导体。●通过电流隔离装置切断EMI电流。●通过其自身作用来抑制EMI电流。2.电磁兼容的容性解决方案一种常见的现象是不把滤波电容的一侧看成直接与一个分离的阻抗相连，而看成与传输线相连。典型的情况是，当一条输入输出线的长度达到或超过1/4波长时，该传输线变“长”.实际可以用下式近似表示这种变化：l≥55/f式中：l单元为m,f单位为MHz.这个公式考虑了平均传播速度，它是自由空间理论的0.75倍。电介质材料及容差：电磁干扰滤波使用的大部分电容是无极性电容差模（线到线）滤波电容性电容共模（线到地/机壳）滤波电容共模（CM）去耦通常使用小电容（10~100nF）。小电容可以将不期望的高频电流在其进入敏感电路之前或在其离噪声电路较远时就将其短路到机壳上去。为了得到良好的高频衰减电路，减小或消除寄生电感是关键之所在。因此有必要使用超短导线，尤其希望使用无引线元器件。3.感性、串联损耗电磁兼容解决方案就电容而言，Zs和Z1如果不是纯电阻的话，在计算频率时，要使用它们的实际值。电容器串联在电源或信号电路时，必须满足：●流过的工作电流不应该引起电感过热或过大的有过之而无不及降；●流过的电流不能引起电感磁饱和，尤其是对高导磁材料是毫无疑问的。解决方案有以下几种：磁芯材料；铁氧体和加载铁氧体的电缆；电感、差模和共模；接地扼流圈；组合式电感电容元件。4.辐射型问题的解决在很多情况下，辐射电磁干扰问题可能在传导阶段产生并被排除，还有些解决方案是可以抑制干扰装置在辐射传输通道上，就像场屏蔽那样工作。根据屏蔽理论，这种屏蔽的效果主要取决于电磁干扰源的频率、与屏蔽装置之间的距离以及电磁干扰场的特性--电场、磁场或者平面波。●导体带。使用铜或铝带要吧简单快速地建立一种直接的屏蔽和低阻连连接或总线。它们对于临时的解决方案和相对永久的解决方案来说是很方便的。厚度在0.035~0.1mm之间，并且背面带有导电黏合剂以便安装。如果使用铜导电带，其通过电阻约20mΩ/cm2.应用场合：电气屏蔽罩；发生故障时泄露点定位；作为一个应急的解决方案，将塑料连接器变成金属的、屏蔽普通的扁平电缆等。●网状屏蔽带和拉链式外套。涂锡的钢网带：主要用来安装在一个已经装配好的电费护套上作为一种易安装的绷带型的屏蔽罩。为了降低电费的磁场辐射或敏感问题，钢网带是一种有效的解决方案。拉链式屏蔽外套：当有明显迹象表明电费是主要的引起EMI耦合的原因时使用。●EMI密封垫。应用场合：当下述条件存在，并且需要真正的SE时，EMI密封垫是最常用的解决辐射问题、敏感问题、ESD、电磁脉冲和TEMPEST问题的方法。已经把机箱泄漏确认为主要的辐射路径。啮合面不够光滑、平整或不够硬、本身无法提供良好的连接接触。●窗口和通风板的EMI屏蔽：适合对孔径的屏蔽。平面波的大概模型是：SE≈104（-20-lgl）-20lgf式中，SE单位为dB;l为网格或网孔的尺寸，单位为mm;f单位为MHz.当然，随着频率的下降，网孔的屏蔽效率SE的上限受限于金属本身。在近区场，对H场的屏蔽，其屏蔽功率SHE不受频率的影响，可由下式近似得出：SEH≈10lg（πr/l）

本文主要提出了基于一种新的无线技术—ZigBee的新型的胎压监测系统（TPMS）的设计方案。鉴于ZigBee低成本、低功耗等特点，适用于胎压监测系统，目前业界还没有出现类似的设计方案。本设计为直接式胎压监测系统，即在车辆轮胎上安装压力和温度传感器，通过ZigBee无线方式将胎压的信息传送给车内显示模块，并显示在液晶显示屏上。由此可实时监测车辆的胎压情况，并在胎压异常情况下发出报警。引言随着商业用车和家庭用车的日益增多，汽车安全越来越受到人们的重视。美国汽车工程师协会的调查统计表明，美国每年有26万起交通事故是由于汽车轮胎气压低或渗漏造成的，美国运输部国家公路交通安全管理委员会（NHTSA）制定的法规中规定：2003年11月到2006年10月31日期间，美国新出厂的轻型汽车将逐步引入胎压监测系统（TirePressureMonitoringSystem,TPMS）[1].可见，TPMS的研究和投产势在必行。TPMS主要用于实时监测汽车轮胎温度和压力，当压力和温度超出或低于标准值范围时，系统发出蜂鸣或光报警信号，从而有效的避免交通意外的发生。1ZigBee技术简介ZigBee是一个简单的、低成本的网络通信技术，它应用于一些功率有限和对网络吞吐量无严格要求的设备之间的无线连接。ZigBee能建立一个易于安装、有可靠的数据传输、通信距离短、成本低、极好的电池寿命的网络，并且能保持简单的和灵活的网络协议。其主要技术特点如下：低成本：ZigBee通信模块的单位成本已经减小到两美元左右。低功耗：发射功率为1mw,两节普通干电池可以用6个月到两年。数据传输率低：ZigBee通信在免费2.4GHz工业、科学、医学（ISM）的最高传输速率为250kbps,适用于报文吞吐量较小的通信应用场合。信道接入方式采用CSMA-CA，能有效地减少了帧冲突。具有高可靠性、良好的安全性和兼容性。2TPMS硬件设计TPMS系统采用直接式温度压力测量系统。该系统分为两个模块：远程感应模块和接收显示模块。远程感应模块利用车胎内的温度压力传感器和无线收发器，把数据发送给车内的接收显示模块。直接式系统特点是成本偏高，但监测效果较好，精确可靠。2.1远程感应模块：该模块固定安装于4个车胎内部，负责数据的采集、简要处理及传输。其硬件结构包括压力温度传感器元件、MCU、ZigBee无线通信装置、天线和供电设备，如图1所示：图1TPMS远程感应模块硬件结构图传感器：选用Daytona传感器，它是一种表面微机械型电容性微机电系统（MEMS）单芯片压力传感器，包括压力变换器、正温度系数扩散电阻温度传感器和所有必需电路，用以产生一个校准的8bit温度和压力数字输出。Daytona的特点是专用于TPMS温度和压力测量：单片MEMS微机械压力感应单元；3V工作电压；低功耗、待机电流600nA；压力采样电流1.5mA；温度采样电流500uA；4种工作模式灵活运用以求节电；内置低频振荡器，可用于唤醒MCU；8位数据输出：SSOP封装；介质保护[2]。MUC和ZigBee无线通信装置：远程感应模块通信都是由ZigBee收发器来实现的。本设计中采用Chipcon公司的ZigBee单芯片CC2430.该芯片集成了8051单片机（MCU）和ZigBee收发器，具有以下一些特点[3]:16个信道。典型的发射功率为0dBm。采用DSSS扩频通信技术，最大速率为250kbps。在分组差错率为1%的情况下，其接收灵敏度为-94dBm。邻近信道干扰>30dBm，间隔信道干扰>53dBm。工作温度为-45oC到125oC.适用于恶劣的工作环境。供电设备：使用专业的胎压监测系统电池，由于ZigBee和Daytona的低功率特点，其可有效供电10年以上。2.2接收显示模块：一般安装于车内仪表板附近。用于接收和处理远程感应模块传送来的数据。该模块由ZigBee无线接收装置、天线、液晶显示装置、键盘和MCU组成，如图2所示：图2TPMS接收显示模块硬件结构图接收显示模块的ZigBee收发器和MCU同样采用CC2430来实现的。LED:液晶显示装置需要图形显示和数字显示两个部分。图形显示为车辆的简化图，当发生报警时，可以分别接通该图中用于表示左前、右前、左后、右后4个车轮的发光二极管，显示告警的远程感应模块的具体位置，同时数字显示部分显示每个车轮的温度和压力的具体数字信息。并在数值超出门阈值时，发出蜂鸣声告警。键盘用于开启TMPS系统电源、并可对存储在MCU的RAM中的历史数据进行查询。3系统网络结构和协议ZigBee网络层（NWK）支持星形、树形和网状网拓扑。在本系统中采用星形拓扑结构，即其网络由一个单独设备—ZigBee协调器控制。ZigBee协调器负责发起和维护网络上的设备和所有的其它设备，终端设备直接和ZigBee协调器通信。位于4个轮胎里的远程感应模块为ZigBee终端设备，由简单功能设备（RFD）组成。位于车内的接收显示模块为全功能设备（FFD），作为ZigBee协调器。当ZigBee协调器被激活后，它就可以开始建立一个自己的网络。通过选择一个PAN标识符可实现其唯一性，即在某个网络的覆盖范围内，该标识符不能被其它网络所使用。当选定PAN标识符以后，PAN协调器就可以允许其它设备加入该网络当中。在本系统中，远程感应模块有其唯一的64位IEEE地址，当协调器扫描到具有匹配的64位扩展地址的设备时，便允许其加入网络，并进行数据传输。所有的星形网络和其它的星形网络各自独立运行，就可以避免在车辆行驶中与其它ZigBee设备产生干扰，造成数据丢失。4软件设计首先应初始化系统，设置压力、温度的门阈值以及远程感应模块的设备ID.系统启动后，接收显示模块首先发送命令帧给远程感应模块，唤醒远程感应模块的接收器。远程感应模块收到命令帧，返回确认帧，以告知车内接收显示模块已激活接收机。远程感应模块激活后，传感器首先采集数据，传递给MCU进行处理，然后通过无线收发模块将数据传输给接收显示模块，然后自动转入休眠状态。接收显示模块在收到数据以后，MCU处理数据。通过与标准温度和压力数据门阈值的比较，判断是否产生告警，并把处理结果存储在MCU的RAM中，以供及时查询。最后将结果显示于液晶显示屏上，以供驾驶员观测。系统每3秒钟激活一次远程感应模块采集数据；每30秒远程感应模块向接收显示模块传送一次数据。系统的软件设计主要采用嵌入式操作系统，用C语言进行编程和调试。其软件流程如图3所示：图3TPMS软件流程图5系统误码率分析ZigBee对于不同的信噪比的可以选用不同的消息传输速率，从而有效地降低误码率。由于本系统的远程感应模块放置于胎内，环境较为恶劣。运用低比特率、2字节消息的数据传输，可以保证较高的可靠性。对于本系统分析所得的消息误码率与信噪比的关系见图4:图4消息误码率VS信噪比小结：通信技术和传感器技术的迅速发展，TPMS的结构也随之不断的更新，在降低功耗和成本的同时，也需要提供数据传输的可靠性和安全性。本系统主要是基于ZigBee技术的TPMS，能实时监控的车胎内的温度和压力，并能可靠地将数据发送到接收端，有效在各个方面提高TPMS的性能，具有一定的创新性，进一步增强了系统的实用价值。参考文献：[1]彭锴、丁国清。轮胎智能监测系统的研究[J].微计算机信息。2005,21（4）：82-83.[2]TPMSSystemAndFreescale'sTPMSSolutions,2006,11.[3]cc2430Datasheet.2006.2006,12.维库电子市场网

生化分析仪及典型架构生化分析仪利用许多电化学和光学技术来分析血液、尿液、脑脊髓液和其他生物样本。使用最广泛的技术是光学测量，实例包括比色、吸收、光谱测定和透视检查方法。这些技术可用来测量体液中的抗原、分子和蛋白质等化学物质。由于哪怕测量小剂量化学物质时都具有测量速度快、灵敏度高且精度高等特点，这些技术广泛用于各级医院、诊所、防疫站和计划生育服务站。生化分析仪是一种非常复杂的系统，包括光学引擎（由光源、检波器及其他光学元件组成）、样本移动/流控、自动控制和处理、电源管理、环境监测和控制（温度、压力、湿度）。为了提高效率，生化分析仪已经高度自动化。该技术可自动完成样本加载、试管清洁、机械控制和数据处理。操作员只需放入待分析样本，选择程序并启动仪器即可。实验室生化分析仪可按照处理容量分为大型（每小时处理600以上的样本）、中型（每小时300-600样本）和小型（每小时300以下样本）。其特性也可以由实验室测试仪或护理点测试仪（POCT，部署在病人旁边以加快测试周转时间）测定。生化分析仪的设计考虑和主要挑战●系统集成很复杂，因为生化分析仪包含多种不同的技术，例如分光光度计、电化学模块（ISE、ph）、流控和样本处理、自动控制以及数据处理系统。○测量速度非常重要。○为降低成本和确保一致性，试剂容量控制很重要。○光学系统控制和精度是系统的关键要素。●分光光度计○光电二极管输入中的I/V转换器需要低偏置电流、高输入阻抗、低噪声、低失调运算放大器。○快速、高精度、同步采样ADC。○低噪声且稳定的电源。○低噪声且稳定的光源。●温度控制对于试剂和化学反应极为重要。○酶对温度波动很敏感。○反应速率对温度非常敏感。○一般温度范围是体温，精度最高为0.1°C。○有时集成加热/冷却设备以便平稳地控制温度。●自动控制是提高执行效率所必需的。○精确的步进和位置控制。○用于在仪器内移动和转移样本的多轴电机运动控制。○精确的液位测量。○用于检测阻塞的压力检测。○精确快速的样本加载和清洁。●数据处理和分类。○用于多通道数据处理的高速处理器。○用于加快复杂分析的DSP。○尽可能快地提供检查报告。ADI公司的整体解决方案ADI公司提供各类放大器用于I/V转换、滤波器设计、信号调理和ADC驱动，并提供数据转换、信号处理和电源管理解决方案，使生化分析仪应用的产品质量和可靠性达到最佳程度。此外，ADI公司还提供评估板、仿真工具和应用专业技术，为客户的设计和开发工作提供支持。主信号链生化分析仪是包含多种不同技术的复杂设备。下面的信号链首先给出整体系统示意图，然后分别说明各子系统。（图可放大）来源：维库电子市场网