引言 　　在电子技术中，三极管是使用极其普遍的一种元器件，三级管的参数与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，在电子设计中，三极管的管脚、类型的判断和测量非常重要。测量三极管管脚的方法有多种，其中实验室常用的是利用万用表和三极管各管脚的特点进行测量，但由于三极管各个引脚间的电压、电流关系复杂，且三极管本身体积较小，给测量带来很大不便，而目前市场上还没有对三极管管脚、类型自动判别的装置。因此，设计出一款能够自动判别三极管管脚、类型的电路显得尤为重要。 　　1 硬件电路组成原理 　　根据目前常用三极管的类型及管脚排列方式，设计的自动判别电路包含中心控制单元、转换电路、检测放大电路和显示电路四个部分，如图1 所示，其中用AT89C2051 作为中心控制单元。 　　 　　2 硬件电路设计 　　图2 所示为三极管管脚类型自动判别硬件电路原理图， 该硬件电路主要包括单片机AT89C2051、反相器CD4069、光电耦合器4N25、74LS06、74LS07、若干电阻和电容等元器件。 　　 　　图2 判别电路原理图 　　首先由单片机的P3.0~P3.2 口送出三位二进制码（高低不同的电平），分别送至三极管的1、2、3号引脚。对于不同的三极管，在单片机送出不同的编码时，其1、2、3 号引脚上的电流方向不同，有流入和流出两种情况，用两只光电耦合器反向并联来检测哪个方向上有电流通过，此时三位二进制码变成六位二进制码。将检测到的来自光电耦合器的电信号进行放大，由于此时输出的信号并非标准的高低电平，不能直接被单片机识别，相位也不符合要求，故加一级反相器CD4069 进行反相，然后将反相器输出的标准的六位二进制码送至单片机的P1.0~P1.5 口。单片机根据从P1 口读出的数据与单片机内部预先写入的数据进行比较，当满足相应的条件时从P3.3~P3.7 口输出检测结果，最后用发光二极管来显示对应的三极管类型。

　　近日，全球领先的模拟与嵌入式半导体厂商德州仪器（TI）与清华大学宣布共同组建清华大学—德州仪器（TI）“未来智能机器人”兴趣团队，从而为未来智能型机器人开发、多智能体协同技术研究感兴趣的学生提供学习、交流、研究、实践和创新的平台。兴趣团队将立足于拔尖创新人才培养，通过创新思维启迪、技术能力培训和科技项目研发，使学生深入了解智能机器人领域的现状和发展趋势，引导学生在智能产业前沿寻找学术志趣与个人能力的结合点。 　　清华大学校党委副书记史宗恺老师在兴趣团队的成立仪式中表示，“非常感谢TI对清华在学生创新项目、竞赛以及教学和研究方面长期和深入的支持。清华大学—德州仪器（TI）‘未来智能机器人’兴趣团队成立的最重要目的，就是为团队的每一位成员提供一个‘异想天开’的平台，激发他们内心对创新、对智能化技术的兴趣和激情。希望同学们充分利用学校和TI所提供的资源，跳出传统思维的条框，着眼于未来。” 　　TI 大中华区总经理、中国运营总裁谢兵先生说，“自1958年TI的工程师Jack Kilby发明了集成电路，基于集成电路的各种技术和产品的创新已经完全改变了我们的学习、工作、娱乐的方式，并渗透到日常生活的每一个角落。清华大学的‘未来智能机器人’兴趣团队，集中了智能机器人的拔尖人才，我们相信在他们当中，能够诞生出引领未来技术、影响我们生活的重大创新。我们希望尽我们的努力来帮助同学们实现梦想。” 　　“未来智能机器人”兴趣团队将以开发智能车、双足（多足）机器人、智能飞行器、实用型机器人和多智能体协同技术研究为方向，在为期两年的核心培养周期中，将陆续完成队员选拔、能力培训、企业实习、项目实践四个培养环节。 　　兴趣团队将采用TI先进的模拟、数字信号处理、无线连接技术及单片机如MSP430，Stellaris，C2000等系列用于智能机器人的开发。TI将在项目实施中为同学们提供深入的培训和技术支持。 　　除了此次与清华大学的合作，TI今年将拓展对中国大学生在不同兴趣领域的研究和创新支持，支持项目将达到数百个。此外在支持校内电子设计竞赛、省级及国家级电子设计大赛的数量方面，也会有进一步增加。 　　关于德州仪器中国大学计划 　　德州仪器（TI）的半导体技术（单片机，模拟技术和数字信号处理）能够满足中国高校电子电气、通信、计算机、仪器、自动化及微电子类等不同专业人才培养的需要，在课程改革、实验、综合实践环节、创新设计等环节中都能发挥巨大的作用。TI中国大学计划始于1996年，通过建立联合实验室，教材和课程开发，科研项目支持，教师培训和大学生设计竞赛等活动，致力于将上述业界最先进的技术带给中国高校，支持中国高校教育和创新型人才的培养。

　　引言 　　时间继电器是一种延时功能由电子线路来实现的控制器。根据控制场合可选择使用如：通电延时型A;断电延时型F;星三角延时型Y;带瞬动输出的通电延时型C;间隔延时型G;往复延时型R;断开延时信号型K等规格以满足所需控制场合。         在上述延时类型应用中，在许多场合都需要用断电延时型继电器进行控制。例如需要控制一台电机，要求在按下停止按钮需要延时一段时间后，电机再重新启动工作，则就需用到断电延时继电器来实现以上功能。所谓断电延时继电器，是当时间继电器线圈通电时，各延时触头瞬时动作，而线圈断电以后触头呈延时置位工作状态，当所设延时到达后，延时触头又恢复为初始状态。断电延时型因其工作状态（在延时过程中不需外接工作电源）以及控制触点在断电延时过程中吸合触点（常开触点变为接通状态应保持接通状态;常闭触点变为断开状态，应呈保持断开状态）转换特殊性（与常规通电延时型时间继电器触点工作状态正好相反）来满足其控制要求。         断电延时型时间继电器由最早分离器件构成（延时精度低、延时时间短）;现用相应可编程定时集成电路或CMOS计数分频集成来完成延时，与之相比，具有延时精度高，延时时间长的特点。以此满足断电长延时的控制场合。 　　典型电路 　　断电延时继电器整体构成包括断电延时继电器电源部分（经降压、整流、滤波）以提供断电延时继电器内置瞬动电磁继电器和2绕组闭锁型R复位线圈工作）;二次电源部分（供断电后延时部分与2绕组闭锁型S置位线圈工作）;延时工作部分（可编程定时集成或CMOS计数分频集成）;驱动部分;执行继电器部分组成（图1）。 　　 　　图1 控制框图 　　 　　图2 分立器件原理图 　　由V2 P沟道场效应管、V3、V4三极管以及继电器为主要器件构成的断电延时型继电器示于图2。如下：端加入工作电源后，C1~C5都按其回路完成充电过程（充电时间应参照产品规定的时间）。同时内部2绕组闭锁继电器R复位线圈得电工作（虚框内转换触点4与6由电源接通转为断开状态，4与8接通），相应外部触点进行转换端接通，呈延时工作状态）。 　　端工作电源呈断电时，则相应继电器进入延时工作状态。对V2 P沟道场效应管而言，随着C4经R6、RP2的放电，致使其源极S电压不断降低（在通电状态时，因UGS较小，ID为零，V2为截止工作状态），根据场效应管相应转移特性（漏极电流ID与栅源电压VGS间的关系曲线）当VGS电压达到VGS（Th）（开启电压）时，V2导通。随着V2导通，则漏电流ID经R4产生相应电压降，使V3三极管导通工作，最终致使V4也导通。当V4导通后，C5电容器上的储能将使2绕组闭锁继电器置位线圈通电工作，使延时触点又恢复原始状态，从而完成了断电延时工作。 　　该电路的缺点是延时参数不易于设定，通常要对RP2调整（控制C4放电回路）、RP1调整（确定V2栅极电压），并对C4、C3电容容量参数进行计算，再加上器件的离散性使延时误差较大，调整也不方便，现在基本上很少使用。 　　集成CD4060构成的延时电路示于图3。该电路核心延时由CD4060构成，延时设定由RP1与配置的C3来设定。内部2绕组闭锁继电器采用DC24V（采用较高工作电压的继电器，可降低其驱动电流，使驱动部分较为简单）。端加入工作电源，V1三极管工作，使其R复位线圈吸合工作，内部触点回至原始状态。C2、C4完成充电工作。 　　 　　图3 CD4060集成原理图 　　端工作电源断电时，则进入相应的断电延时工作状态。IC○12引脚因C1放电在R3产生一个电平经R4加至○12引脚清零引脚清零，使其延时开始，延时时间经Q4~Q14（根据需求延时时间）来驱动V2工作，待延时到达后经VD7使其振荡停止。根据延时情况，对C2电容可进行相应的增大或减小（通过并联来完成C2的容量的增大或减小）C4电容来完成S置位线圈的工作。 　　该线路特点是延时设定方便，延时精度高，产品调整简便，目前使用较为广泛。 　　集成IC4541构成的延时电路示于图4。 　　 　　图4 IC4541集成原理图 　　该电路核心部分由IC4541构成，延时设定由RP2、C*设定，A-B端根据需求接相应高、低电平（设定端）内部2绕组闭锁继电器采用DC12V（因继电器工作电压与IC4060组成延时电器要低，则为保证其驱动则分别由V6、V7、V1、V3构成）。其中C2为二次储能器件，可根据延时的长短予以调整，C4为完成S置位线圈工作。 　　总之采用由相应集成电路来完成延时的断电延时继电器，通常在选择集成上应考虑功耗低，闭锁继电器选择工作电压较高的继电器，从而使继电器在断电延时过程中的电能耗最小，以保证延时精确并可靠的工作。 　　工作时序图（图5）中延时t为在工作电源断开后，延时分断触点延时时间;如在延时过程中加入复位信号，则延时结束。

　　罕王集团（中国 沈阳）是一家位于中国东北的矿业和金属加工集团公司，该公司正在兴建一个生产微机电系统（MEMS）的大型晶圆厂。 　　罕王集团打算生产惯性传感器和硅膜麦克风，这两种产品在中国都有旺盛的需求。该公司也在讨论生产胎压传感器和用于医疗应用的微流体MEMS。中国目前生产的大量电子设备所使用的MEMS器件，几乎全部需要进口。因为不用缴纳关税和劳动力成本较低，罕王MEMS器件的成本将低于进口产品，所以罕王应该能够在中国系统生产商中找到买家。 　　为了实现上述目标，罕王集团成立了合资子公司Hangking Electronics Co.，Ltd，并聘请MEMS产业资深人士Doug Sparks 担任执行副总裁帮助实施相关计划。Sparks 直接向子公司总裁兼首席执行官黄向向报告。         　　“晶圆厂2012年3月动工兴建，位于沈阳以东40英里左右的抚顺。工厂将坐落在抚顺经济开发区的罕王MEMS工业园（HMIP）之中，工业园占地160英亩，道路也已经在2011年平整完毕。”Sparks说。 　　罕王计划投资30亿元人民币（约4.75亿美元），分三个阶段进行开发。Sparks表示，尽管初期准备安装200mm 晶圆生产设备，但厂房是为满足“300mm晶圆生产”建造的。他预测，将在几年内向生产300mm MEMS晶圆过渡。目前在MEMS领域还没有一家厂商能够生产300mm 晶圆。 　　Sparks表示，MEMS晶圆厂在第一阶段，将能够在2014年每月生产大约4，000个200mm 初制晶圆。他说，“我们将在2013年以前拥有后端处理工艺，比如电镀与蚀刻，再过一年可能就会拥有一切工艺。” 　　但Sparks并不十分担心项目进度拖延。他说，罕王进入MEMS领域是一项长期计划，而且资金充足。中国罕王控股有限公司是罕王集团的附属企业之一，2011年9月中香港上市，2011年净利润为6.706亿元人民币，营业收入为14.5亿元人民币（约2.3亿美元）。Sparks表示，整个集团的年营业收入约为5.5亿美元。

　　目前市场上虽然有很多型号的MCU，但主要以ARM架构、MIPS架构和专有架构为主，它们目前各有自己独特的卖点和市场，ARM已逐渐在手机、便携式设备、硬盘等应用市场占据主流地位，MIPS主要在多媒体应用和网络通信领域见长，自有架构主要以低功耗等特性见长，但这三种架构的MCU都互相瞄着对方的主流市场。 　　在通用和专有架构之间作选择时，目前大多数国际MCU厂商的普遍现状是在保有专有架构MCU市场的同时，利用通用架构来深挖现有市场或者拓展新领域。如飞思卡尔（Coldfire& Kinetis ARM MCUs）、Microchip（PIC & MIPS PIC32 MCUs）、ADI的专有架构Blackfin系列，NXP基于ARM内核的LPC系列以及Atmel（AVR & AT91SAM ARM MCUs）等。 　　台湾新唐科技作为本土企业在这方面也算走在前列，早在2009年取得ARM公司的Cortex-M0 IP授权之后，短时间内开发出NuMicro Cortex-M0 MCU系列，并在2011年又发表了一款32位Cortex-M0 MCU给力芯“Mini51系列”，价格更是低于0.5美元。之所以切换到通用架构，新唐科技微控产品营销企划处部经理黄日安先生表示：“每家供货商有自己专属封闭式CPU架构，在这样的情况下会出现两个问题：第一是消费者容易被供货商锁定，因为要选用别家的MCU势必需从头学习新的MCU和开发工具与环境。第二是供货商投入的成本很大，芯片价格无法降低。供货商不仅要开发芯片，而且还要花费相当多的人力物力投入开发环境与工具的设计与制作”。 　　节省开发时间和成本是一个原因，也有公司更看重帮助拓展新领域的潜力。飞思卡尔工业和多元市场微控制器部亚太区市场经理曾劲涛接受采访时表示：“飞思卡尔专有架构Coldfire系列在其所属应用市场占大约20%的份额，现又采用基于ARM Cortex M4内核授权开发出全新Kinetis系列，专攻通用市场，如消费电子，智能电表，智能楼宇控制，医疗电子市场等。在很多新应用中，需要加入辅助处理功能，而在ARM Cortex M4内核中新增加了DSP浮点运算能力，将MCU逐渐向MPU扩展，正好切合这类应用。因此，今年飞思卡尔结合Coldfire系列在工业控制等领域的优势，将 Kinetis系列作为推广的重点。” 　　除了这些，另一个重点是选择的通用架构一定要符合自己产品的定位。“当前MCU行业的大多数MCU通过专有架构构建，这些架构由MCU供应商开发并内部维护。维护这些架构非常昂贵并且耗费资源，因此，很多企业应该随着行业过渡到 32位而考虑采用符合自己产品定位的业界标准架构”，MIPS科技公司战略营销经理Ian Anderton认为，“随着越来越多的企业看到应用第三方架构在降低开发成本方面的优势，他们应该会考虑采用MIPS架构”。 　　Anderton还将MIPS产品与ARM进行对比：“与ARM的Cortex-M系列产品相比，我们能够提供卓越的性能、更低的能耗和更多先进的功能等优势。我们内核提供的效率和可配置性为MCU和嵌入式控制器设计人员提供了“三合一”的方案：单个MIPS32 M4K/M14K内核比ARM Cortex-M3、M0或M1提供了更高的性能和更多的功能，可替代这三个内核。此外，M14K内核可通过选择不同的优化方向和制造工艺，实现多种不同的性能、功耗和成本平衡。在同等配置条件下与 Cortex-M3相比，可实现更小的面积和更低的功耗。” 　　对于大多数MCU厂商来说，也许又到了重新站队的时候，除了考虑性能、成本，产品定位也是重要的考量标准。近日，MIPS 科技授权MIPS32和MIPS64架构技术给包括东芝和NEC在内的SoC开发商，用于开发了基于MIPS架构、面向应用的MCU产品。ARM阵营这边也添新军，英飞凌和Silicon Labs分别推出了他们各自基于Cortex-M4和Cortex-M3的MCU产品。看来多元化的MCU市场依然是你方唱罢我登场，百花齐放。

　　如果您使用触摸屏手机，那么您一定有机会感受到触觉反馈（Haptics）技术的魔力，它让游戏机、触摸屏设备和移动电子产品的用户体验上升到一个全新的水平。人们为什么会给一种如此“酷”的功能性技术取一个如此怪异的名称呢？就字面而言，让我很是费解。“Haptics”这个词来自希腊语“ἅπτω”，意思是“我盯着看，我触摸。”基本上，具备触觉功能的系统通过触觉震动来实现操作反馈。希腊人发明这个词以后使用的并不多，直到现代触觉技术广泛应用于各行各业中才赋予了它新的含义。航空领域首先应用了这种技术，它让飞行员能够在飞机发动机熄火时“感觉”到操纵杆的模拟震动。在老式飞机上，这种震动是真实出现的，但控制系统改进以后飞机会检测到这种震动，然后强制反馈给系统。 　　这几年，触觉系统已扩展到仿真和电子产品领域。一些让用户可以感受和感觉遥远（或者虚拟）环境中事物的设备，已经广泛应用于挖掘、建筑设计、教育甚至是远程医疗。在更加个人的层面上，触觉反馈技术可以让您在安静地观看电影的同时，被提醒还有会议要参加，或者被提醒收到了彩票中奖短信，而您的邻座对此全然不知。在游戏世界，由于您的控制器集成了嵌入式传动器并在游戏中编入了相应程序，因此当您的汽车将要驶出公路，或者您在《Halo grudge match》（Xbox 游戏）中受伤时，触觉反馈技术都会提醒您。 　　这种技术对您何其重要我们不再累述，让我们谈谈它的工作原理吧！基本上来说，在今天的市场上共有 2 种触觉传感技术：守旧派和新兴派。但是，这两派本质上都是基于马达的。每种拓扑结构都有其自己的优缺点和独特的功能。我们现在来深入研究每种拓扑。 　　偏转质量 （ERM）–守旧派 　　偏转质量是市场上最老也是最成熟的触觉反馈技术。回想您童年时代的所有具备震动功能的设备，这种震动大多是由 ERM 实现的。如图1所示，ERM包含有一个偏心旋转质量，它旋转时形成一个全方向的震动，震动传遍整个设备，例如，您的手机处于静音或者震动模式时便利用震动提醒您。 　　 　　图1 偏转质量 （ERM） 触觉传动器结构图 　　不幸的是，由于ERM的结构问题，形成复杂波形的能力有限。每个波的频率和振幅一起耦合至输入控制电压，让您仅能使用一个变量来产生不同的震动效果。一般而言，您仅能得到不同的脉冲或者速度组合，其与莫尔斯电码差不多。相比更新的技术，唤醒马达让其工作随后再停止的这种方法存在一定的局限性。当要求速度和响应时间时ERM便成为相对较慢的一种选择。但是，这种技术的优点是，由于它已存在相当长一段时间，是目前可以使用的几种高成本效益方案之一。 　　线性共振传动器 （LRA）–新兴派 　　新一代触觉反馈技术是线性共振传动器，它已得到许多新型手持设备厂商的广泛采用。LRA基本上就是一个连接弹簧的磁铁，被一个线圈环绕，放置于一个盒形外壳内，如图2所示。磁铁受到控制，以线性方式移动，最终达到共振频率。这种以共振频率工作的方式，让驱动器可以在更低功耗条件下运行，功耗比 ERM 平均低30%；但是，会受限于这一频率。 　　LRA驱动频率移至该共振频带以外时，效率和性能都会大大降低。这就成为一个需要解决的设计问题，因为弹簧常数会因损耗、温度波动或者其他环境因素变化而改变，比如LRA器件是否被卡住等（如果没有，就不用担心性能问题了。） 　　 　　图2 线性共振传动器 （LRA） 触觉传动器 　　尽管在频率方面没有了灵活性，但是仍然可以对输入信号的振幅进行调整。发出该信号的作用是增加额外的自由度和独特的波形，而这些是使用ERM无法达到的。关于响应时间，LRA也要胜过ERM，因为它们可以在一秒钟内输入多个字母的操作提供按键确认反馈，从而让其成为手机短信或者任何输入应用的理想选择。 　　我们已经介绍了触觉传动器的新旧两派，但仍然还有另一种传动器我们没有涉及。这种传动器并非为马达型，它拥有惊人的响应时间，很高的能效，并拥有比ERM和LRA都要小得多的体积。这款理想的新型器件被称为压电传动器。

主办方：深圳市创意时代会展有限公司 时间：2012年8月 21-23日  地点：深圳会展中心 •2号馆官方网站：www.elexcon.com/ipce 展会亮点： • 专注嵌入式技术、面向工业级市场的大型技术盛会；• 汇集最新IPC与嵌入式系统产品与技术• 推动嵌入式行业向开放、融合、标准化方向发展• 展现物联网、智能电力、智能交通、智能安防、汽车电子等行业应用方案• 立足深圳，影响中国。 如果您提供以下产品，请加入IPC & Embedded Expo 2012 展示范围：•嵌入式元器件： MCU/DSP/FPGA/单片机总线控制器/接口I C模拟芯片/ AD/DA 电源管理/功率器件嵌入式存储/工业存储传感器/光电元件继电器/开关/按键 • 嵌入式开发工具：嵌入式开发板嵌入式开发平台仿真器/模拟器调试器/片上调试工具软硬件协调设计其他测试测量仪器 • IPC： 平板工业电脑箱式工业计算机机架式工业计算机导轨式工业计算机瘦客户型工业电脑 • 嵌入式板卡： 嵌入式工业主板数据采集板通信板I/O接口其他各种功能板卡 • 机箱、电源 • 人机界面、工业显示• 嵌入式操作系统与应用软件 • 行业解决方案• 其他   如果你是IPC与嵌入式系统各应用领域的技术与管理人员，欢迎莅临参观！目标专业观众领域包括： • 工业控制与自动化 • 通信及网络设备• 安防监控 • 轨道交通• 电力电工 • 汽车电子• 公共服务 • 科研院所及大学• 医疗电子 • 物联网• 其他   展位价格：标准展位                RMB13800元/ 9平米 空地 （36平米起租）     RMB 1380元/平米 同期举办更多高端论坛，汇聚行业智慧 2012工业智能与普适计算大会    Industrial Intelligent & pervasive computing 2012大会主题：做物联网应用腾飞的基石智能化、信息化技术提升生产力更加和谐的工业级智能人机交互 “云”与“海”，无处不在的普适计算 第四届MCU技术创新与嵌入式应用大会   MCU！MCU！2012大会主题：从MCU到SoC融合、开放与创新，采用更多架构MCU将嵌入式系统无缝升级32位MCU更绿色可靠的嵌入式设计 第五届中国国际医疗电子技术大会 CMET2012China Int’l Medical Electronics Tech 2012大会重点关注：医疗成像技术医疗及家用监护技术便携及消费类医疗电子并特别开设“移动医疗、远程医疗分论坛” 2012工业无线技术与应用大会Industrial Wireless Forum 2012大会重点关注：工业无线网络技术发展脉络从有线到无限更安全可靠的无线通信系统无线、传感、物联网短距无线技术在各产业的创新应用 2012人机界面技术创新与应用大会HMI Forum 2012大会重点关注：全球及中国人机界面市场趋势分析 智能人机界面助力智慧地球安全、便携与人性化“云”下的人机界面终端无处不在的人机界面创新应用 行业应用专场论坛物联网智能安防智能交通智能电力 现在加入IPC & Embedded Expo，获取最佳展示及推广机会！热线电话： 86-755-88312780   88312522Email：ipce@elexcon.com 更多详情，请登录官方网站 www.elexcon.com 关于主办方：　　作为国内最早的立足于B2B行业的专业会展机构之一，创意时代会展拥有多年积累的活动策划、组织和管理经验；并以关注细节和专业化的服务，在业界享有良好的口碑。创意时代组织和承办的专业活动包括：高交会电子展 (始于2004年)、中国电子展(始于1964年)、便携产品创新技术展 (始于2010年)、工业计算机及嵌入式系统展、国际被动元件技术与市场发展论坛(始于2006年)、中国手机制造技术论坛（始于2004年）、中国国际医疗电子技术大会 (始于2008年)、MCU技术创新与嵌入式应用大会 (始于2009年)等。  

　　1 引言 　　晶闸管作为一种半控性功率半导体器件，其基本功能是对电压进行整流、调压和斩波等进行控制，以满足实际需求。目前，晶闸管整流器装置已在工农业生产中得到了广泛的应用，特别是在直流调速系统中。触发电路是晶闸管电力变流技术的一种核心技术，触发电路应具有可靠性高，对称性好等要求。以分立元件及专用集成电路为主的触发电路，其性能不尽如人意，其具有电路复杂、易受电网电压影响、触发脉冲对称度不好等缺点。由单片机组成的控制，其触发电路具有性能良好、触发电路结构简单、控制灵活、温漂影响小、控制精度高、移相范围可任意调节等特点； 因其移相触发角通过软件计算完成，由于软件的可编程性，使微机数字触发器的调速范围更加灵活，能满足更多方面的需要。另外，本设计的原本目的就是利用单片机非对称触发三相整流桥，以产生谐波，然后用整理桥作为有源电力滤波器（ APF） 实验样机的非线性负载使用。 　　本文以三相桥式全控整流电路为例，主要介绍采用ATMEL89S52 单片机控制的三相桥式可控整流电路触发电路的设计方法，包括三相桥式全控整流电路、同步信号的检测、脉冲的形成与放大、键盘电路、显示电路以及软件实现等内容。 　　2 三相桥式全控整流电路 　　三相桥式全控整流电路如图1 所示。电路图中有两组晶闸管，一组是共阴极（ VT1、VT3 和VT5） ，一组是共阳极（ VT4、VT6 和VT2） 。在任何时候均需二个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极的，另一个是共阳极的，并且不能为同一相的晶闸管。由于共阴极的晶闸管是在正半周触发，共阳极组的晶闸管是在负半周触发，因此，接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲相位应该相差180°。6 个晶闸管的脉冲按VT1 – VT2 – VT3 – VT4 – VT5 – VT6 的顺序依次导通，相位相差60°。为保证电路的正常工作，需确保同时导通的晶闸管均匀脉冲。可采用两种方法： 　　一种是宽脉冲触发，一般脉冲宽度位80° ~ 120°；另一种是双窄脉冲触发，即在触发某一晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管均有触发脉冲，脉冲宽度一般为20° ~ 30°，两个脉冲的前沿相差60°。 　　采用前者效率较低，本文采用后者，脉冲宽度取为27°。   图1 三相桥式全控整流电路 　　3 触发电路的硬件电路设计 　　硬件电路以Atmel89s52 单片机为控制器，其结构框图如图2 所示。它包括同步信号检测、AD转换电路、脉冲的形成与放大、显示模块和键盘电路等。   图2 触发器的硬件结构框图 　　3. 1 同步信号的检测 　　采用北京森社公司生产的CHV – 100 /300A 型号的电压传感器，其额定电压为300V （ 有效值） ，额定输出电流25mA.检测电路中，电压传感器接入220V 的A 相交流电，输出的电流信号经100 欧姆的电阻后，转变为大小为0 ~ 2. 5V 的电压信号（ 实际输出为- 2. 5V ~ 2. 5V） ，此电压信号接入LM258 构成的加法器转换成0 ~ 5V 的直流信号，此信号输入到飞利浦半导体公司生产的8 位AD 转换器PCF8591 的模拟信号输入通道AIN3，PCF8591 的输出信号AOUT 即可接入Atmal89s52单片机，利用I2C 总线进行数据传输，单片机经过软件检测，即可得知同步电压Us 过零点信号。其硬件电路如图3 所示。   图3 同步信号的检测电路  

　　几天前，我曾经被一部1950年代科幻电影中的一个场景深深吸引。它发生在一座未来世界的工厂中，厂房内的控制室墙上满布着大型专用开关，上面还清楚的标示着“激活熔炉”、“主传送器”等等，就像在这部电影拍摄时代里的工厂实况。一个机械式开关直接控制一组电路回路，以便为相应的致动器供电，而且现实情况还存在更多的开关、走线与控制回路。 　　时间快速地来到21世纪，看看现在的控制面板并没有完全发展成影片中描述的那样。即使也会为开关加注标记，但不太可能直接布线或使其成为控制回路的一部分。相反地，它是由系统控制器上的I/O端口来感应，透过软件侦测与评估发现开关被按压后，再根据控制程序来采取行动。再进一步来看，在许多设计中，开关功能实际上是相当灵活的，它会根据实际情况以及屏幕菜单上所显示开关当时的功能为何而加以改变。 　　如果同时出现许多开关，那可能是在某种内部、低阶网络或矩阵应用中，而不是采用一种专用于每一个开关触点的输入接脚。同时，这种情况不只发生在工厂控制室，今日的汽车中也不再采用为各种功能之间配置直接回路的作法了；取而代之地，在经由局域网络(LAN)感应到开关动作后，由微控制器(MCU)进行功能解读，再透过同一个LAN传送出所需的指令行动。 　　这很容易理解，因为它能免于复杂的布线(成本、重量与空间)，并提供定位开关的设计灵活度。甚至是收藏用的铁路模型也已经透过广泛采用的“数字指令控制”(DCC)标准而实现开关“网络化”了。 　　这些改变还不只是透过I/O或网络进行感测而已；随着目前无所不在的触控屏幕与GUI出现，也为我们带来了一种非开关式的控制功能。屏幕本身就能显示影像或按钮，我们只需在正确的位置轻轻触摸一下即可实现功能的控制。相较于开关、I/O感应以及弹性化的观点而言，这种触控方式更具高效率。 　　但采用这种软键与触控屏幕的接口也有其缺点：从功能方面来看，它从指令开始到结束动作的感应路径较长。或许我们觉得从指令发出的结果到其如何实现之间的时间更久，但那只是一种心理作用罢了，实际上很难评估。 　　在过去的旧时代里，如果某部份出了什么问题而无法正常运作，你可以用基本仪表来检查开关本身是否出了问题，然后再去检查回路、电源供应以及致动器，然后应该就可以找出并解决问题了。因为当时采用的都是基本的电源以及连续性测试，相当简单。即使有时候出了什么问题，你也可以用另一个开关或回路来进行修复或暂时增加旁路。而今在采用完全弹性化的触控屏幕系统时，一切就没这么容易了。 　　我知道我们不可能再回到过去的日子，而且也不应该这样。无论是考虑到BOM或系统设计层级，采用I/O端口或基于网络的开关所具有的好处，以及触控屏幕用户接口的灵活性，这些优势都让大部份的产品设计无法抗拒。然而，这些优势也伴随着缺点而存在，我们也应该同样注意这些问题。我想，在一些重大的危急时刻，我还是坚持得采用那个圆形的大型红色“停止”按键开关，才能迅速地中断引擎或作业错误。 　　你觉得呢？我们还应该保留传统采用固线、直接控制的机械式按键开关吗？ 

　　引言 　　嵌入式系统具有智能化程度高、体积小、可靠性高、实时性强等诸多优点，已经越来越多地应用于消费电子、工业控制、汽车电子等各个行业。往往一个大的系统又由许多小的嵌入式系统共同构成，它们之间通过相互通信协同完成各种检测控制任务，构成分布式嵌入式系统。汽车电子系统中的车载GPS、倒车雷达、发动机控制、仪表盘系统等，数控机床中的键盘显示系统、马达控制系统等，这些无一不是嵌入式系统的具体应用。 　　众多嵌入式系统的应用也为软件升级带来了诸多困难，主要有以下几点： 　　①这些系统分处于大系统的各个位置，单独对每个系统进行升级比较困难； 　　②某些系统为了满足保密和可靠性的要求，对系统进行了永久密封，只预留了通信和电源端口，这就更不可能单独对它进行升级。 　　针对这些问题，本文提出一种利用CAN总线的分布式嵌入式系统升级方案，实现了多点、单点甚至全系统的升级，其他种类的通信端口与此类似。 　　1 系统架构 　　系统结构框图如图1所示。   　　整个系统由多个独立的完成一定功能的嵌入式模块、CAN总线和一个用于对整个系统进行升级的控制模块组成。其中，控制模块也可以是其中一个功能模块。在每个功能模块上安装有独立的引导程序，可以看作该模块的Bootloader，该引导程序永久固化在模块内，不随程序升级而升级。在该引导程序中嵌入CAN总线通信程序。正常工作情况下每个功能模块单独或通过CAN总线与其他模块协同工作。当需要对某个模块进行软件升级时，通过系统升级控制模块向该模块发送升级命令，该模块接收到命令后即跳转至引导程序，并等待系统升级模块发送升级数据，升级结束后再跳回至应用程序。 　　2 系统实现 　　2.1 在线升级的实现原理 　　采用ST公司基于ARM Cortex-M3核心的32位嵌入式处理器STM32F103VC，其片上Flash为主存储区。应用程序代码是存储在闪存（Flash）中的（0x0800C3000~0x0807FFFF），而Flash是按Page来管理的，所以可以把Flash分成几个区域来使用。在本系统中将Flash分成两个区域，其中一个为前面提到的引导程序区，另外一个为应用程序区。Flash分区如图2所示。   图2 Flash分区 　　芯片上电后，STM32F103VC会自动跳转到0x08000000地址执行后面的程序。而一个工程的起始位置（也就是main函数的地址）具体映射到Flash的地址是可以设置的。在本系统的设计中，在Flash放了两个main函数。引导程序用于对应用程序的升级和上电后跳转至应用程序，应用程序则完成相应的模块功能。这两个区域通过特定的指令可以实现相互的跳转，并以此实现在线升级。 　　2.2 硬件系统 　　STM32F103VC处理器具有高性能、低成本、低功耗等特点。该处理器片上外设丰富，具有多个系统定时器、CAN通信接口、USART通信接口、DMA等丰富的资源，并且借助于ST公司提供的固件库，可以很容易地对系统资源进行操作。该处理器集成了256 KB片上Flash和64KB片上SRAM，足以应对大多数任务。为实现CAN总线通信，只需要为STM32F103VC添加一片CAN驱动芯片进行电平转换。 　　系统硬件结构框图如图3所示。   　　2.3 软件系统 　　为实现在线升级功能，首先需要编写引导程序，然后将它烧入Flash引导区中。为防止应用程序升级失败，在引导程序中需判断Flash指定位置是否有程序完好标志，该标志由完整的应用程序在每次上电后写入。应用程序可采用烧写方式和升级方式写入相应程序区。为实现引导程序和应用程序之间的相互跳转，采取指向函数指针的方式来实现。可以将Flash中的引导程序和应用程序作为两个普通函数，这两个函数的进入位置分别为0x08000000和0x08004000，然后在引导程序中设置一个指向函数的指针，其指针值为0x08004000;同理，在应用程序中设置一个函数指针，其值为0x08000000.这样在相应的程序中调用函数指针时就可以实现程序跳转。 　　CAN总线采用多主竞争工作方式和非破坏性总线仲裁技术，总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息而不分主次，各节点之间实现自由通信。当多个节点同时向总线发信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而优先级较高的节点不受影响，从而大大节省了总线冲突仲裁时间，即使在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪的情况。因此，适用于分布式监控系统的数据通信。由于CAN总线协议规范只定义了物理层和数据链路层，所以在实际应用中必须根据实际系统制定合适的应用层协议。本系统中根据数据传输要求自定义了几个应用层命令，分别是升级相关命令和数据收发校验相关命令，限于篇幅在此就不一一详述。