USB接口芯片PDIUSBD12PW电路中的应用_机械行业_中国百科网
USB接口芯片PDIUSBD12PW电路中的应用
     关键词：USB 接口 芯片摘要：　近几年来，随着大量支持USB的个人电脑及Windows的广泛应用，使用USB接口（携式、手提式电子产品的日益增多）也以惊人的述度发展。这里详细介绍了PDIUSBD12芯片在USB接口电路方面的应用。所以，对于广大的工程师设计人员来说，USB是设计外设接口时的首选总线。1　PDIUSBD12芯片的性能与特点　　Philips公司生产的型号为PDIUSBD12的接口芯片是一个具有集成的SIE，FIFO存储器、发送器和电压调整器的高性能USB接口芯片，同时还支持DMA逻辑传输形式。他通常应用于基于微的系统中，并且可以通过高速的并行接口和系统中的微处理器进行通信，其中最高并行接口速率可以达到2 MB／s，是一个具有8位数据总线和一个地址的存储与数据交换设备。PDIUSBD12芯片的功能方框图如图1所示 。 他采用28PIN脚模式，有SO28和TSSOP28封装，SIE用来实现USB协议层的完整功能。具体功能如下：同步方式识别、并／串转换、比特填充／解填充、CRC校验／生成、PID确认／生成、地址识别和握手信号的鉴定／生成、批处理数据传输可达1 MB／s，3&0．3 V双极性输入范围，可接受4．5～5．5 V工作电压、工业级标准工作环境温度范围为－40～＋85℃。也就是说，利用该芯片可以完成微控制器所送出的信号到符号USB规范的信号的转换。2　USB工作电路　　USB相对于其他传统接口而言，其快速数据传输能力和安装简单的和谐平衡在扫描仪上体现得尤为突出。传统的SCSI接口的扫描仪安装极为麻烦，并且对计算机的要求非常苛求，必须带有SCSI接口，并行接口传输数据又显得实在太慢。USB接口可以从速度和安装的简易性两方面满足用户的要求。现在的主流扫描仪生产厂家都在生产USB接口扫描仪，如HP，ACER和TARGA等公司都在纷纷推出，这种款式的机器具有以下的优点： （1）USB接口可以有效地提升数据的传输速度。　　（2）无外置电源设计，采用CIS技术，耗电量只有2 W，便携可靠。　　（3）采用了超薄超轻的设计，外观悦目。2．1　硬件电路的设计 利用PDIUSBD12集成电路来实现USB接口，可以允许设计者从市场上的多种微控制器中选择一种合适的产品来使用。这种灵活性可以通过使用现有的体系结构来降低开发费用，同时还可以缩短开发周期。　　图2所示是采用了1个80C51的微控制器与PDIUSBD12集成电路相互连接的简图。由于80C51是应用比较广泛的一种单片机微控制器，软件开发工作者在其基础上开发大量的软件开发平台，大多数电子工程师对其的原因都比较熟悉。因此，用户可以利用比较熟悉的微处理器（80C51）进行核心程序的设计，即用80C51来实现其所需的功能，具体将数据信号转换为符合USB规则的信号，则完全由PDIUSBD12来完成。这样以来，既可以利用80C51中丰富的软件资源，又可以利用USB总线技术的即插即用、热插拔等特性，可以使开发设备的成本降低、缩短开发产品的时间周期。　　图3所示是利用PDIUSBD12和1块80C51微处理器构成的硬件系统框图，他是将一个符合SCSI标准的扫描仪转换变成一个USB总线规范的设备，该方案对现有硬件进行最小改动的情况下达到了USB接口技术的实现。2．2　数据信号驱动　　USB使用一个差模驱动器来实现向USB电缆传输USB数据信号。在低输出状态，驱动器稳态输出的变化幅度必须是VOL＜0．3 V，此时应有1．5 k&O负载加到3．6 V电源上；在高输出状态，驱动器稳态输出的变化幅度必须使VOH＞2．8 V，此时在地上有15 k&O负载，差模高输出状态和低输出状态之间输出的变化幅度必须很好地进行平衡，从而将信号偏差减至最小。另外，还需要驱动器上的摆动速率控制功能把辐射噪音和串话减至最小。驱动器输出必须支持三态操作，以此来进行双向半双工通信。同时还需高阻抗来将那些正在进行热插入操作或已经连接了但电源却没有接通的下行设备同端口隔离开来。相对于没有损坏的局部参考地而言，驱动器必须能承受信号管脚上的－0．5～3．8 V电压。2．3　数据信号接收　　接受USB数据信号时也必须利用1个差模输入接受器。当2个差模数据输入以地电位作为参考，并且处于0．8～2．5 V这样的范围之间时，接受器具有的灵敏度至少200 mV，这称为共模输入电压范围。当差模信号线不在共模范围之内时，也要求能进行正确的数据接受。如果在没有损坏并以本地地电位作电位参考的条件下，接收器所能接收的稳态电平输入电压应该位于－0．5～3．8 V之间。另外对于不同的接收器而言，每一条信号线都必须有1个单端接收器，这样接收器必须具有1个位于0．8～2．0 V之间（TTL输入）这样的开关阀值电压。3　USB接口工作电路主要参数3．1　数据编码／解码　　在传输信号时，USB应用了NRZI编码方式。在NRZI编码中，&1&由不出现电平变化来表示，而&0&由电平发生变化来表示。图4给出一个数据流和等同的NRZI码流，其中高电平代表数据线上的J状态，而图示代表了NRZI编码过程。一串&0&会使得NRZI数据每比特周期都会出现跳变，而一串连&1&则使得数据中长时间不会出现变化。3．2　比特填充　　为了保证信号有足够的变化，在USB上发送一个分组数据时，传输设备要进行比特填充。如图5所示，对于USB上进行NRZI编码之前，在数据流内每6个连&1&之后都应该插入1个&0&，从而在NRZI数据流中强制加入1个变化。这样在逻辑上至少每7个比特周期，接收器就会接收到1个数据变化，以保证数据和时钟相互锁定。接收器必须对NRZI数据进行解码，识别填充比特并丢失他们。比特填充sync（同步）模式开始进行，并贯穿于整个传输过程中。用于终止该sync方式的数据&1&，将作为一个序列中的第1个数据而加以计数。比特填充总是被强制执行，不会有什么例外。如果比特填充原则需要的话，即使该比特是分组结束（EOP）信号之前的最后一个比特，也会在最后面插入一个&0& 比特。　　3．3　数据信号速率　　全速数据速率的标称值是12 Mb／s。对于全功能设备的数据速率容差为&0．25％。为了符合帧时间间隔精度的需要，主控制器的精度必须保证其优于&0．05％。对于低速率名誉上为1．5 Mb／s，所允许的频率容差为&1．5％。这一误差包括下列原因所产生的不准确性：最初的频率的正确度、晶体容性负载、提高给振荡器的电压、温度和老化。低速率的的抖动应该小于10 ns，这一容差允许在低速率设备中实用价格较低振荡器。4　结　论 　　近几年来，随着大量支持USB的个人电脑及Windows的广泛应用，使用USB接口设备（携式、手提式电子产品的日益增多）也以惊人的述度发展。这里详细介绍了PDIUSBD12芯片在USB接口电路方面的应用。所以，对于广大的工程师设计人员来说，USB是设计外设接口时的首选总线。注：因NXP(原PHILIPS)半导体部分生产线被ST-Ericsson公司收购，故09年后出厂的PDIUSBD12PW变更为ST-Ericsson品牌，产品的功能和性能不变，完整型号为PDIUSBD12PWTM
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光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器，在自动化领域应用广泛。光电传感器可用于材料处理、错误检测、处理制造自动化，还可以用来长距离物体检测或故障检测。光电传感器在物体距离检测方 有独特优势，但在具体使用环境中会出现一些技术问题，这就需要我们有条理的技术性判断。迟后N—秤体所采用支撑点的数量7 主要分类美国邦纳BANNER始建于1966年，经过40多年的发展，现已成为全球最大的光电传感器、测量检测、视觉传感器和安全产品的专业制造商之一。丰富完整的产品选择、迅速的交货期、强大的技术支持以及同行业中首屈一指的研发能力保证了美国BANNER在同行业中的领 地位。在室内条件下，所加被测量为零时传感器的输出。11 环境影响扩散反射型光电的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但扩散反射型光电开关前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。在检测时，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。酸、碱、盐浓度传感器通过测量溶液电导值来确定浓度。它可以在线连续检测工业过程中酸、碱、盐在水溶液中的浓度含量。这种传感器主要应用于给、化工溶液的配制以及等工业生产过程。每个通道的最大输入电阻为 25ohms @ 12V dc 选择使用电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。雷达传感器热电阻传感器分类：应用下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。Q45VR2DGB/T 4 振动与冲击传感器的校准方法横向振动灵敏度测试2、自补偿和计算功能——多年来从事传感器研制的工程技术人员一直为传感器的温度漂移和输出非线性作大量的补偿工作，但都没有从根本上解决问题。而智能传感器的自补偿和计算功能为传感器的温度漂移和非线性补偿开辟了新的道路。这样，放宽传感器加工精密度要求，只要能保证传感器的重复性好，利用微处理器对测试的信号通过软件计算，采用多次拟合和差值计算方法对漂移和非线性进行补偿，从而能获得较精确的测量结果压力传感器。4、光电检测传感器阵列在运体检测中的应用[12] 重复性? 电容式物位光电传感器RFbeam 24GHz雷达传感器? 模块在探测到错误后进入锁定状态电容式液位传感器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4～20mA恒定电流输出为基型，经过转换，可以用三线或四线方式输出，输出信号形成为 1～5V、0～5V、0～10mA等标准信号。电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的形金属组成。当料位上升时，因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变化而变化。传感器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组成。采用脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低，对周围元射频干扰、稳定性好、线性好、无明显温度漂移等。?
外壳为坚固的聚碳酸酯，标准的35mm DIN导轨式安装常见的密封有密封胶充填或涂覆；橡胶垫紧固密封；焊接（氩弧焊、等离子束焊）和抽真空充氮密封。传感器（图7）没有烟雾时，发光二极管发出的光线直线传播，光电三极管没有接收信号。没有输出，有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三极管接受到光线，有信号输出，发出报警。灵敏度的选择传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。第二代是上70年代发展起来的固体型传感器，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。如：利用热电效应、霍尔效应、光敏效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器。待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。光电传感器的工作原理是通过把光强度的变化转换成电信号的变化，从而实现控制的。光电开关是一种小型电子设备，可以检测出其接收到光强的变化。光电传感器通常由三部分构成，它们分别为：发送器、接收器和检测电路。能使传感器输出端产生可测变化量的被测量的最小变化量。? 按作用形式光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。3、静压或液位传感器?
模块在探测到错误后进入锁定状态按用途结构 聚碳酸酯外壳C—单个传感器的额定量程称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等） 无法远距离检测。阈值：当传感器的输入从零值开始缓慢增加时，在达到某一值后输出发生可观测的变化，这个输入值称传感器的阈值电压。QS30LDQGB 8 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第2部分：电工测量和试验用手持和手操电流传感器的特殊要求测温原理：根据电阻阻值、热电偶的电势随温度不同发生有规律的变化的原理，我们可以得到所需要测量的温度值。并不是一个新的构想。在数十年前就已经利用光电二极管和光敏电阻来实现这一构想。所谓新构想，是指对环境光感应的同时还能消减无用的红外线和紫外线光，而且在支持汽车规格AECQ-1000严格要求的同时还可以实现小封装，尤其是能够保证在-40度至+105度(2级)温度范围内的操作，以满足其余的规格要求。如何保持工作质量标准并满足AECQ-1000的2级工作要求，这是当今在所有光设计解决方案中所面临的挑战。采用一个光传感器或发射器或接收器时，任何的光学解决方案都会面临着暴露在恒定高温下(>+85度)而出现的封装变色问题(会变暗或变成淡黄)。同样值得一提的是，到目前为止，所有环境光传感器的应用都限于车舱内，在发动机舱或户外环境中还没有出现光传感器应用。事实上，即使出现了这样的应用，光封装也不是针对这样的苛刻条件(+125或+150度的条件)而设计，因此，在当前的光学封装技术下，它们很可能还不能够承受这样的条件。能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常有敏感元件和转换元件组成。? 光敏阈值? 按其构成光电传感器2、浮简式液位传感器E-STOP急停模块及门禁模块安全模块补偿温度范围光敏传感器——视觉4）槽型物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。S18SN6DL S18SP6DLGB/T
传感器主要静态性能指标计算方法传感器（图7）GB/T
称重传感器温度传感器的种类很多，经常使用的有热电阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100；热电偶：B、E、J、K、S等。温度传感器不但种类繁多，而且组合形式多样，应根据不同的场所选用合适的产品。对于便携式应用，如果用户不改变系统设置(通常是亮度控制)，那么一个显示器总是消耗同样多的能量。在室外等特别亮的区域，用户倾向于提高显示器的亮度，这就会增加系统的功耗。而当条件变化时，如进入建筑物，大多数用户都不会去改变设置，因此系统功耗仍然保持很高。但是，通过使用一个光传感器，系统能够自动检测条件变化并调节设置，以保证显示器处于最佳的亮度，进而降低总功耗。在一般的消费类应用中，这也能够延长电池寿命。对于移动电话、笔计本、PAD和数码相机，通过采用环境光传感器反馈，可以自动进行亮度控制，从而延长了电池寿命。传感器? 稳定性⑶反光板型光电开关锑电极酸度传感器是集 PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的工业在线分析仪表，它是由锑电极与参考电极组成的PH值测量系统。在被测酸性溶液中，由于锑电极表面会生成三氧化二锑氧化层，这样在金属锑面与三氧化二锑之间会形成电位差。该电位差的大小取决于三所氧化二锑的浓度，该浓度与被测酸性溶液中氢离子的适度相对应。如果把锑、三氧化二锑和水溶液的适度都当作1，其电极电位就可用能斯特公式计算出来。输入要求 每一个开关或传感器必须有一个常闭的接点，每个能够转换的范围为:
20 到 50mA @ 12 到 30V dc.; 在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响，应选择外表面进行过喷塑或外罩，抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。门控类型传感器静态LS2TP30-1050Q88GB/T 6 振动与冲击传感器校准方法第11部分：激光干涉法振动绝对校准2、开关型霍尔传感器由、霍尔元件、差分，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化，通过把光强度的变化转换成电信号的变化实现控制功能。由于光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用，而我们可以利用光电传感器的特性来检测烟尘的情况，因而光电传感器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。[7] 2、自补偿和计算功能——多年来从事传感器研制的工程技术人员一直为传感器的温度漂移和输出非线性作大量的补偿工作，但都没有从根本上解决问题。而智能传感器的自补偿和计算功能为传感器的温度漂移和非线性补偿开辟了新的道路。这样，放宽传感器加工精密度要求，只要能保证传感器的重复性好，利用微处理器对测试的信号通过软件计算，采用多次拟合和差值计算方法对漂移和非线性进行补偿，从而能获得较精确的测量结果压力传感器。4、光电检测传感器阵列在运动物体检测中的应用[12] 重复性? 电容式物位光电传感器RFbeam 24GHz雷达传感器? 模块在探测到错误后进入锁定状态线性度由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。⑷扩散反射型光电开关传感器（图3）QS186E QS18VN6DB QS18VP6DB主要特性LS2TP30-600Q88GB/T
半导体器件第14-3部分: 半导体传感器-压力传感器1、线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。光电传感器应用于监控烟尘污染稳定性? 电阻式产品、产业两大分散传感器（图12）输入阻抗9 选型原则热灵敏度漂移新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。⑵对射型光电传感器重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。RP-QM72D-6LGB/T 8 振动与冲击传感器校准方法第12部分：互易法振动绝对校准2、排气温度传感器：排气温度传感器用于测量顶部的排气温度，常数B值为3950K±3%,基准电阻为90℃对应电阻5KΩ±3%。市场领域对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。[6] ? 温度? 结构分析有传感器产生的与外加被测量成函数关系的电量。该传感器利用液体静压力的测量原理工作。它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～20mA或0～10mA电流方式输出。膺数字传感器：将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出（包括直接或间接转换）。GB/T 8 振动与冲击传感器校准方法第1部分: 基本概念液位由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换基于硅光电传感的象限传感器广泛应用于激光的跟踪制导、位移监控、精密机床等控制等领域。基于硅的半导体磁敏传感器广泛应用于测量磁场强度的各种磁场计、读出磁介质上信息的各类磁头以及非磁信号的等。SFP30SXT8，QM42VN6AF150，PDIS4T4M12
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