① 差分晶振訂購找哪個廠家
· TXC晶振公司成立於1983年.並根據市場需求生產了大量優秀的差分有源晶振.DA晶振,DB晶振便是其中的佼佼者.該款有源晶體最大特點就是可以輸出差分信號,清除共模時的噪音,實現高端晶體振盪器的低相噪特性,產品可廣泛使用於行動通訊,穿戴式裝置,物聯網,伺服器儲存設備,車用,電信,醫療等市場.
② 晶振輸出波形的選擇
我們在購買振盪器或者查看產品規格書時會出現 『輸出波形』 這個參數。普遍的輸出模式有CMOS, TTL, LVDS, HCSL, Sine Wave等。那這些輸出都有什麼特性,又有什麼優缺點呢?下面,我將帶著大家了解一下各種輸出模式吧。
KOAN晶振家族中的輸出波形普遍分為方波Square Wave和正弦波Sine Wave兩類。其中方波有非差分和差分的選擇;正弦波分類准正弦波和削峰正弦波的選擇。
❂ 方波Square Wave
方波的輸出功率大,驅動能力強,但是諧波分量豐富。主要應用在數字通信系統時鍾上,用來驅動計數電路。下面列出來屬於方波類別的波形,見表1:
非差分波 Non-Differential Wave:
TTL/CMOS: 功耗低,傳送時間慢, 電壓控制器件。CMOS雜訊容限比TTL大,輸入阻抗比TTL大。
差分波 Differential Wave:
(P)ECL是高速領域內一個非常重要的邏輯電路。它電路速度快,驅動能力小,雜訊小,高頻。但是功耗大,不同的電平不能驅動。廣泛應用於高速計算機,數字通信系統,雷達,測量儀器,頻率合成器等。
LVDS為低電壓差分信號; HCSL為高速電流驅動邏輯。
以KS20的參數規格為例,方波的主要參數有輸出電平,占空比,上升下降時間:
❂ 正弦波Sine Wave
正弦波的功率不如方波,但是其諧波分量小。
准正弦波True Sine Wave: 負載阻抗50Ω,諧波分量小。其應用於射頻信號處理,頻率源等。
削峰正弦波Clipped Sine Wave:諧波分布小,驅動能力比方波弱,負載10k//10PF時Vp-p為0.8Vmin
常見信號波性能比較如表2:
③ 尋跡感光智能車使用手冊
摘要 基於HCSl2單片機設計一種智能車系統。在該系統中,由紅外光電感測器實現路徑識別,通過對小車速度的控制,使小車能按照任意給定的黑色引導線平穩地尋跡。實驗證明:系統能很好地滿足智能車對路徑識別性能和抗干擾能力的要求,速度調節響應時間快,穩態誤差小,具有較好的動態性能和良好的魯棒性。關鍵詞 智能車 HCSl2單...
摘要 基於HCSl2單片機設計一種智能車系統。在該系統中,由紅外光電感測器實現路徑識別,通過對小車速度的控制,使小車能按照任意給定的黑色引導線平穩地尋跡。實驗證明:系統能很好地滿足智能車對路徑識別性能和抗干擾能力的要求,速度調節響應時間快,穩態誤差小,具有較好的動態性能和良好的魯棒性。
關鍵詞 智能車 HCSl2單片機 紅外光電感測器
智能車系統以迅猛發展的汽車電子為背景,涵蓋了控制、模式識別、感測技術、電子、電氣、計算機、機械等多個學科;主要由路徑識別、角度控制及車速控制等功能模塊組成。一般而言,智能車系統要求小車在白色的場地上,通過控制小車的轉向角和車速,使小車能自動地沿著一條任意給定的黑色帶狀引導線行駛。
筆者基於HCSl2單片機設計了一種智能車系統。硬體系統中的路徑識別功能由紅外光電感測器實現,車速控制由模糊控制器進行調節。軟體設計中實時檢測路況,並定時中斷採集速度反饋值。
1 系統分析及控制方案
1.1 智能車系統分析
智能車系統根據檢測到的路況和車速的當前信息,控制轉向舵機和直流驅動電機,相應地調整小車的行駛方向和速度;最終的目的使智能車能快速、穩定地按給定的黑色引導線行駛。
小車在行駛過程中會遇到以下兩種路況:①當小車由直道高速進入彎道時,轉角方向和車速應根據彎道的曲率迅速做出相應的改變,原則是彎道曲率越大則方向變化角度越大,車速越低。②當小車遇到_卜字交叉路段或是脫離軌跡等特殊情況時,智能車應當保持與上次正常情況一致的方向行駛,速度則相應降低。因此,對智能車的設計,要求具有實時路徑檢測功能和良好的調速功能。
1.2 控制方案的設計
系統的控制分為小車轉向角控制和速度控制兩部分。
小車轉向角的控制通過輸入PWM信號進行開環控制。根據檢測的不同路徑,判斷出小車所在位置,按不同的區間給出不同的舵機PWM控制信號。小車轉過相應的角度。考慮到實際舵機的轉向角與所給PWM信號的占空比基本成線性關系,所以舵機的控制方案採用查表法。在程序中預先創建控製表,路徑識別單元檢測當前的路況,單片機通過查表可知當前的賽道,然後給出相應的PWM信號控制舵機轉向。
本設計採用了一種數自整定的模糊控制演算法對小車速度進行閉環控制。小車在前進過程中,根據不同的路況給出不同的速度給定值,通過模糊控制器進行速度調節,以縮短小車的速度控制響應時間,減小穩態誤差。系統將小車的角度變化率反饋給模糊控制器,通過修正規則進行模糊參數的自整定。智能車自動控制系統結構框圖如圖1所示,圖中dt表示小車角度的微分環節,θ表示輸出的轉角,n』表示速度的設定值,n表示實際速度反饋值。
2 硬體結構與方案設計
系統硬體主要由HCSl2控制核心、電源管理單元、路徑識別單元、角度控制單元和車速控制單元組成,其結構框圖如圖2所示。
2.1 HCSl2控制核心
系統的核心控制採用飛思卡爾半導體公司的16位HCSl2系列單片機MC9S12DGl28。其主要特點是高度的功能集成,易於擴展,低電壓檢測復位功能,看門狗計數器,低電壓低功耗,自帶PWM輸出功能等。系統I/O口具體分配如下:PORTAO、PTH0~PTH7共9位用於小車前面路徑識別的輸入口;PACNO用於車速檢測的輸入口;PORTB0~PORTB7用於顯示小車的各種性能參數;PWM01用於伺服舵機的PWM控制信號輸出;PWM23、PWM45用於驅動電機的PWM控制信號輸出。
2.2 電源管理單元
電源管理單元是系統硬體設計中的一個重要組成單元。本系統採用7.2V、2000mAh、Ni-Cd蓄電池供電。為滿足系統各單元正常工作的需要,系統將電壓值分為5V、6.5V和7.2V三個檔。三個電壓檔的具體實現及其功能如下:
①採用穩壓管晶元L7805CV將電源電壓穩壓到5V,穩壓電路如圖3所示,給單片機系統電路、路徑識別的光電感測器電路、車速檢測的旋轉編碼器電路和驅動晶元MC33886電路供電;
②將電源電壓7.2V經過一個二極體降至6.5V左右後給舵機供電;
③將電源電壓7.2V直接供給直流驅動電機。
2.3 路徑識別單元
為提高小車轉向角的控制精度,系統路徑識別單元採用9個發射和接收一體的反射式紅外光電感測器JY043作為路徑檢測元件。紅外線具有極強的反射能力,應用廣泛,採用專用的紅外發射管和接收管可以有效地防止周圍可見光的干擾,提高系統的抗干擾能力。
對於小車循跡場地的黑白兩種顏色,發射管發出同樣的光強,接收管接收到的光強不同,因此輸出的電壓值也不同;給定一個基準電壓,通過對不同輸出電壓值進行比較,則電路的輸出為高低電平。當檢測到黑自線時分別輸出為高低電平,樣不僅系統硬體電路簡單,而且信號處理速度快。其路徑檢測硬體電路如圖4所示。
2.4 角度控制單元
系統角度控制單元採用Sanwa公司SRM-102型舵機作為小車方向控制元件。在實際運行過程中,舵機的輸出轉角與給定的PWM信號值成線性關系,以PWM信號為系統輸入信號,實現舵機開環控制。舵機響應曲線和控制電路如圖5、圖6所示。由於舵機的開環轉向力矩足夠,單片機通過採集的當前路況,給定PWM控制信號,從而實現舵機的轉向,具體的舵機轉向角與路徑識別單元輸出值的關系如表1所列。
2.5 車速控制單元
車速控制單元採用RS-380SH型直流電機對小車速度進行閉環控制,並用MC33886電機驅動H-橋晶元作為電機的驅動元件。車速檢測元件則採用日本Nemaicon公司的E40S-600-3-3型旋轉編碼器,其精度達到車輪每旋轉一周,旋轉編碼器產生600個脈沖。
系統通過MC9S12DGl28輸出的PWM信號來控制直流驅動電機。考慮到智能車由直道高速進入彎道時需要急速降速。通過實驗證明:當採用MC33886的半橋驅動時,在小車需要減速時只能通過自由停車實現。當小車速度值由80降至50時(取旋轉編碼器在一定采樣時間內檢測到的脈沖數作為系統速度的量綱),響應時間約為0.3s,調節效果不佳;當採用MC33886的全橋驅動時,其響應時間約為0.1s。因此系統利用MC33886的全橋結構,實現了小車的快速制動。其電機驅動電路如圖7所示。VCC為電源電壓7.2V,INl和IN2分別為MC33886的PWM信號輸入埠。MC33886的輸出埠OUTl和OUT2分別接驅動電機的兩端。Dl、D2為晶元的使能端。
3 軟體流程設計
本智能車系統的軟體設計基於MetrowerksCodeWarrlor CWl2 V3.1編程環境,使用C語言實現。整個系統軟體開發、製作、安裝、調試都在此環境下實現。
系統軟體設計由以下幾個模塊組成:單片機初始化模塊,實時路徑檢測模塊,舵機控制模塊,驅動電機控制模塊,中斷速度採集模塊和速度模糊控制模塊。系統軟體流程如圖8所示。
4 實 驗
對小車循跡功能實驗是通過控制舵機的轉向角實現的,而對車速控制功能,則進行了傳統模糊控制與參數自整定模糊控制的對比實驗。
(1)小車循跡功能實驗
系統通過採集到當前路況,對舵機的轉向角進行控制米實現小車的循跡功能。在舵機工作電壓6.5V情況下,輸入的PWM信號與舵機輸出的轉角一一對應。實驗測得,舵機角度從左轉-45°至右轉45°對應的輸入PWM信號范圍為131~165。具體的舵機轉角與PWM對應關系如表2所列,實驗測得小車運行軌跡平滑,循跡圖如圖9所示。圖中細線為任意給定的黑色引導線,粗線為小車循跡所行駛的曲線。
(2)小車速度控制功能實驗
在小車給定的三檔速度情況下,對小車速度進行傳統模糊控制與參數自整定的對比實驗。具體車速控制曲線如圖10所示。圖中縱軸為采樣周期(T=O.0ls)的車速檢測元件檢測到的脈沖數,橫軸為采樣周期的整倍數。曲線1為速度設定值,曲線2為傳統模糊控制響應曲線,曲線3為採用參數自整定模糊控制響應曲線。由小車的速度控制曲線可知,採用傳統模糊控制用於智能車系統時,響應時間太,且調節過程中會產生較大幅度的振盪;當採用帶參數自整定的模糊控制演算法後,小車在減速時能在較小的振幅范圍內快速調節到設定值,從而保證了小車的平穩過渡且不影響整體速度。
5 結論
通過對小車進行轉向角度和車速控制實驗證明:小車能平穩地按照任意給定的黑色引導線行駛,循跡效果良好,速度控制響應快,動態性能良好,穩態誤差較小,系統的穩定性和抗干擾能力強。