接口設計論文范文10篇

引言

現場總線是安裝在生產過程區域的現場設備/儀表與控制室內的自動控制裝置/系統之間的一種串行數字式多點雙向通信的數據總線，多用于工空等領域，應用現場總線技術不僅可以降低系統的布線成本，還具有設計簡單、調試方便等優點，同時，由于現場總線本身還提供了靈活而又功能強大的協議，這就使得用戶對系統配置，設備選型具有強大的自主權，可以任意組合多種功能模塊擴充系統的功能。在眾多的現場工業總線中，CAN總線是一種具有國際標準而且性能價格比又較高的現場總線，它在當今自動控制領域中的應用極為廣泛，并發揮著重要的作用。一個由CAN總線構成的單一網絡中，理論上可以掛接無數個節點。實際應用中，節點數目受網絡硬件的電氣特性所限制。CAN可提供高達1Mbit/s的數據傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。

CAN通訊協議描述了在設備之間信息如何傳遞。它對層的定義與開放系統互連模型(OSI)一致。每一層與另一設備上相同的那一層通訊。實際的通訊是發生在每一設備上相鄰的兩層，而設備只通過模型物理層的物理介質互連。CAN的結構定義了模型的最下面的兩層：數據鏈路層和物理層。應用層通過不同的新型協議層（專門用于特殊的工業領域加上由個別CAN用戶定義的任何合適的方案）和物理層連接。物理層和數據鏈路層對于設計者來說是透明的，并包含在所有執行CAN協議的部件中。

實際中，許多設備是RS-232接口，為了實現CAN總線數據和RS-232接口設備數據的傳輸，設計完成了CAN總線與RS-232轉換接口電路設計。

1.CAN總線協議分析

1.1CAN總線主要特點

摘要：介紹SDRAM的主要控制信號和基本命令時序，提出一種應用于解復用的支持多路讀寫的SDRAM接口設計，為需要大容量存儲器的電路設計提供了新思路。

關鍵詞：SDRAM解復用接口

存儲器是容量數據處理電路的重要組成部分。隨著數據處理技術的進一步發展，對于存儲器的容量和性能提出了越來越高的要求。同步動態隨機存儲器SDRAM（SynchronousDynamicRandomAccessMemory）因其容量大、讀寫速度快、支持突發式讀寫及相對低廉的價格而得到了廣泛的應用。SDRAM的控制比較復雜，其接口電路設計是關鍵。

本文首先介紹SDRAM的主要控制信號和基本命令；然后介紹接口電路對SDRAM的主要操作路徑及操作過程，應用于解復用的SDRAM接口電路的設計方法；最后給出了實現結果。

1SDRAM的主要控制信號和基本命令

SDRAM的主要控制信號為：

摘要：各種觸摸屏的應用簡化了人機交互過程。介紹四線電阻式觸摸屏的工作原理及在激光治療儀中的應用。闡述ADS7846同微控制器PIC16F876的數據傳遞過程。

關鍵詞：觸摸屏ADS7846同微控制器PIC16F876

引言

隨著社會自動化程度的提高，人機交互能力急需大的轉變，向著更方便使用、更直觀的方向發展。激光治療機主要應用激光的物理特性作用于人體，產生機體化學反應從而達到治療疾病的目的。激光治療機作為一種精密儀器需要精確的控制及防塵、防靜電、防潮等方面的嚴格要求。激光治療機輸入設備采用觸摸屏控制，既是基于以上要求也是從方便使用者操作和界面直觀的角度考慮的。觸摸屏的應用使得數據的顯示和數據的輸入結合為一體，簡化了整個設備。

1觸摸屏原理

觸摸屏附著在顯示器的表面，與顯示器配合使用。通過觸摸產生模擬電信號，經過轉換為數字信號由微處理器計算得出觸摸點的坐標，從而得到操作者的意圖并執行。觸摸屏按其技術原理可分為五類：矢量壓力傳感器、電阻式、電容式、紅外線式和表面聲波式，其中電阻式觸摸屏在實際應用中的較多。電阻式觸摸屏由4層的透明薄構成，最下面是玻璃或有機玻璃構成的基層，最上面是一層外表面經過硬化處理從而光滑防刮的塑料層，附著在上下兩層內表面的兩層為金屬導電層（OTI，氧化銦），這兩層由細小的透明隔離點進行絕緣。當手指觸摸屏幕時，兩層電層在觸摸點處接觸。

摘要：簡要介紹了基于CompactPCI總線的熱插拔通用運動控制卡的硬件結構，并對CompactPCI總線接口的硬件設計進行了討論，提出了電氣措施和設計要點。

關鍵詞：運動控制CompactPCI總線PCI9030熱插拔

近年來，隨著嵌入式系統的快速發展及其對硬件可靠性要求的提高，特別是帶有多個運動控制卡的網絡運動控制系統的發展，對運動控制卡提出了新的要求。運動控制卡應具有帶熱插拔功能的CompactPCI總線接口。在這樣的運動控制系統中，采用可靠性高的嵌入式系統軟件，上位機只需對被控對象實施總體的控制和管理；而位置反饋信號的采集、閉環控制的計算及控制量的輸出則均可由以DSP為核心的運動控制卡完成，極大地提高了運算速度和控制響應速度。通過帶熱插拔功能的CompactPCI總線接口的上下機聯接，使系統具有更高的可靠性和帶電更換故障板卡的能力。

1CompactPCI接口總線概述

CompactPCI接口總線定義了更加堅固耐用的PCI版本。在電氣、邏輯和軟件方面，它與PCI標準完全兼容。CompactPCI接口卡安裝在支架上，并使用標準的Eurocard外型。CompactPCI雖然與標準PCI屬同一標準，二者還是有很大的不同。CompactPCI相對PCI來講具有很多優點：(1)具有更好的機械特性。它增強了PCI系統在電信或其它條件惡劣的工業環境中的可維護性和可靠性。(2)采用Eurocard封裝，系統中氣流均勻。(3)CompactPCI連接器的電源和信號引線支持熱插拔規范，這對于容錯系統是非常重要的，也是標準PCI所不能實現的功能。(4)總線易于擴展，可同時支持多達256個標準的PCI總線設備。(5)CompactPCI背板的連接器插針分為長針、中長針和短針。長針是一些電源針，最短的針是BD-SEL#，其它總線信號和部分電源信號是中長針。連接器插槽J1插孔有長針插孔、中長針和短針插孔，而J2插槽都是中長針插孔。

2系統的硬件結構概述

摘要：給出一種基于CH371實用USB接口的硬件設計與軟件實現。該USB接口具有硬件接口簡單、軟件編制容易、勿需了解任何USB協議或固件程序甚至驅動程序等特點，是一種非常適用于工程應用的USB接口。

關鍵詞：CH371USB接口AT89C52

通用串行總線USB（UniversalSerialBus）是由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、NerthernTelecom七家世界著名的計算機和通信公司共同推出的新一代總線接口標準。作為一種PC機與外設之間的高速通信接口，USB具有連接靈活、可熱插拔、一種接口適合多種設備、速度高（USB1.1協議支持12Mb/s,USB2.0協議支持480Mb/s）、自動配置、無需定位及運行安裝程序、可為外設提供電源、低功耗、低成本、高可靠性等優點，因而在數碼相機、便攜式儀器、便攜式存儲設備等產品中廣泛應用。

但是，USB接口的開發一般要求設計人員對USB的標準、Firmware(固件)編程及驅動程序的編寫等有較深入的理解，因此限制了一般的硬件工程師對USB接口產品的開發使用。我們在便攜式無線抄表系統中使用的USB接口芯片CH371，使用簡單、性能卓越，價格低廉，只要熟悉單片機編程及簡單的VB或VC應用程序編程，一般的硬件工程師在極短的周期內就能很容易地開發出相應的USB產品。

1USB總線的通用接口芯片CH371簡介

CH371是一個USB總線的通用接口芯片，如圖1所示。在本地端，CH371具有8位數據總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機、DSP等控制器的系統總線上。在計算機系統中，CH371的配套軟件提供了簡潔易用的操作接口，與本地端的單片機通信就如讀寫硬盤中的文件。CH371屏蔽了USB通信中的所有協議，在計算機應用層與本地端控制器之間提供端對端的連接。使用CH371，不需要了解任何USB協議或者固件程序，甚至驅動程序，就可以輕松地將并口、串口的產品升級到USB接口。它具有以下特點：

摘要：闡述T=0傳輸協議，給出IC卡讀寫器中使用的IC卡APDU指令流程和原理框圖；重點介紹其中的IC卡接口芯片Philips的TDA8007，給出通過TDA8007對CPUIC卡上下電過程、具體程序及TDA8007使用中應注意的問題。

關鍵詞：CPUIC卡TDA8007ISO7816

IC卡（IntegratedCircuitcard）即集成電路卡，是將一個集成電路芯片鑲嵌于朔料基片中，封裝成卡的形式，外形與常用的覆蓋磁條的磁卡相似。IC卡芯片具有寫入和存儲數據的能力。IC卡存儲器中的內容根據需要可以有條件地供外部讀取，或供內部信息處理和判定。根據卡中所鑲嵌的集成電路的不同，可以分成存儲器卡、邏輯加密卡、CPU卡三類。其中CPU卡即為由中央處理器CPU、EEPROM、隨機存儲器RAM以及固化在只讀存儲器ROM中的片內操作系統COS（ChipOperationSystem）組成的IC卡。IC卡按與外界數據傳送的形式來分，有接觸式和非接觸式兩種。

圖1T=0的CPU卡APDU指令實現流程

1CPUIC卡T=0的協議介紹

目前大多數CPUIC卡采用T=0模式。所謂T=0，即CPUIC卡與接口設備（即讀寫器）中數據傳輸方式為異步半雙工字符傳輸模式。

摘要：POTS接口是連接網絡和普通電話的必備接口。介紹了實現電話與ISDN連接在POTS接口，給出了實現POTS接口的硬件詳細設計，并結合POTS及其接口信號敘述了POTS的工作過程。

關鍵詞：ISDNPOTS企業上網設備

隨著網絡的發展，網絡帶這的增加，上網速度將越來越快。人們也不再僅限于上網，在追求上網的同時打網絡電話，實現與網友的相互交流。目前人們很大程度上依賴于傳統的ISDN上網，且在今后一段時間內，這種依賴不會發生很大變化。其于這種狀況，設計了針對企業的上網設備（簡稱“企業上網設備”），它實現了企業上網的同時又可打網絡電話雙重功能。企業上網設備的整體實現方案如圖1所示。

“企業上網設備”一端連接ISDN網，通過ISDN連接Internet，另一端通過以太網交換機芯片連接用戶端的以太網。另外在用戶端通過POTS電話機接口連接兩部電話機。

普通電話撥打和接收網絡話音，必須通過POTS接口才能進行。POTS接口是能夠連接普通電話與ISDN的接口設備，它能使兩部電話同時上網并與其它電話通信。本文對POTS接口進行闡述。

1POTS接口

摘要主要介紹了TI公司的新型的16位超低功耗Flash型h6N30F44X系列單片機的結構、特性和功能及液晶顯示器LCD的發光原理和類型，討論了該系列單片機與ILD及鍵盤的人機接口電路的設計方案和相應的軟件的實現方法，最后給出它在體內電刺激器的應用實例。

關鍵詞單片機；MSP430；LCD；人機交互接口

1引言

在當今的各種實時自動控制和智能化儀器儀表中，人機交互是不可缺少的一部分。一般而言，人機交互是由系統配置的外部設備來完成，但其實現方式有兩種：一種是由MCU力口驅動芯片實現，如鍵盤顯示控制芯片SK5279A，串行數據傳輸數碼顯示驅動芯片MAX7219等等，這時顯然MCU沒有LCD的驅動功能。另一種就是MCU本身具有驅動功能，它通過數據總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式或I／O設備訪問形式控制鍵盤和LCD實現人機對話。這里的MCU主要有世界各大單片機生產廠商開發的各種單片機，其中TI公司的MSP430系列因其許多獨特的特性引起許多研究人員的特別關注，在國內外的發展應用正逐步走向成熟。

2LCD簡介

LCD(LiquidCrystalDisplay)，即液晶顯示器。液晶顯示是通過環境光來顯示信息的，它本身并不發光，因而功耗很低，只要求液晶周圍有足夠的光強。LCD是人與機器溝通的重要界面，早期以顯像管(CRT／CathodeRayTube)顯示器為主，但隨著科技不斷進步，各種顯示技術如雨后春筍般誕生。LCD由于具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險、平面直角顯示以

摘要：DSP的高速運算性能使它在數字信號的處理上有著獨一無二的優勢，但是通常數字信號的數據量非常龐大，需要一種非常方便、高速的接口來實現與PC機的接插。本文給出一種基于DSP平臺的低成本高速USB接口方案。它采用Philips公司的PDIUSBD12接口芯片，實現DSP圖像采集系統與PC機的高速數據傳輸。最后作出的接口，其數據傳輸速率達580KB/s以上，效果很好。

關鍵詞：USBDSPPDIUSBD12圖像傳輸接口設計

引言

USB接口（UniversalSerialBus）是一種通用的高速串行接口。它最主要的特點是它的高速傳輸特性。USB1.1理論速度極限可以達到12Mb/s，USB2.0可達到480Mb/s。這樣，它可以很好解決大數據量的數據在嵌入式系統與PC機之間的互傳問題；同時，它支持熱插拔，并且最多同時支持127個外設，非常適合嵌入式系統的應用。

本次設計是在一個已有的DSP圖像采集嵌入式系統的基礎上，為它配接上一個USB1.1的接口，以達到DSP圖像采集系統高速地將圖像數據回傳到PC機中的目的。設計的要求主要有：

①在原有平臺提供的接口基礎上，加入一個低成本、高速度的USB接口；

摘要：介紹了一種使用CPLD完成DSP芯片I2C總線接口的設計和實現方案，重點敘述了I2C核的設計思想。

關鍵詞：PWMSG3524控制器

帶有I2C總線接口的器件可以十分方便地將一個或多個單片機及外圍器件組成單片機系統。盡管這種總線結構沒有并行總線那樣大的吞吐能力，但由于連接線和連接引腳少，因此其構成的系統價格低、器件間總線連接簡單、結構緊湊，而且在總線上增加器件不影響系統的正常工作，系統修改和可擴展性好。即使有不同時鐘速度的器件連接到總線上，也能很方便地確定總線的時鐘。

如今，為了提高系統的數據處理精度和處理速度，在家用電器、通訊設備及各類電子產品中已廣泛應用DSP芯片。但大多數的尚未提供I2C總線接口，本文將介紹一種基于CPLD的已實現的高速DSP的I2C總線接口方案。

圖1I2C總線接口電路結構

1I2C通信協議