通用串行总线(USB)原理及接口设计
类别：接口电路阅读：1964
作者：广州五山华南理工大学电子与通信工程系９８级硕士研究生（510641）刘炎冯穗力叶梧来源：《电子技术应用》
通用串行总线(USB)原理及接口设计摘要：以ＵＳＢ１．１为基础讨论了ＵＳＢ的基本原理、工作流程、通信协议和相应的关键技术，并介绍了一种ＵＳＢ接口的１０Ｍ以太网卡的设计方案。已经发布的ＵＳＢ２．０支持４８０Ｍｂｐｓ的高速数据传输，这将使ＰＣ可以通过ＵＳＢ接口传输更高速更大量的数据。还论述了ＵＳＢ２．０的改进和优点。关键词：通用串行总线(ＵＳＢ) 设备驱动程序ＷＤＭ
通用串行总线ＵＳＢ(ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ)是Ｉｎｔｅｌ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ等大厂商为解决计算机外设种类的日益增加与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而于１９９５年提出制定的。它是一种用于将适用ＵＳＢ的外围设备连接到主机的外部总线结构，主要用在中速和低速的外设。ＵＳＢ同时又是一种通信协议，支持主机和ＵＳＢ的外围设备之间的数据传输。目前较多设备支持的是ＵＳＢ１．１ １ ，最新的ＵＳＢ２．０ ３ 已于２０００年４月正式发布。
ＵＳＢ设备具有较高的数据传输率、使用灵活、易扩展等优点。
ＵＳＢ１．１有全速和低速两种方式，低速方式的速率为１．５Ｍｂｐｓ，支持一些不需要很大数据吞吐量和很高实时性的设备，如鼠标等；全速模式为１２Ｍｂｐｓ，可以外接速率更高的外设。在刚刚发布的ＵＳＢ２．０中，增加了一种高速方式，数据传输率达到４８０Ｍｂｐｓ，可以满足更加高速的外设的需要。
安装ＵＳＢ设备不必打开主机箱，它支持即插即用(ＰｌｕｇａｎｄＰｌａｙ) 和热插拔(ＨｏｔＰｌｕｇ)。当插入ＵＳＢ设备的时候，主机检测该外设并且通过自动加载相关的驱动程序来对该设备进行配置，并使其正常工作。
１ＵＳＢ的结构与工作原理
１．１物理结构
ＵＳＢ的物理拓扑结构如图１所示。在ＵＳＢ２．０中，高速方式下Ｈｕｂ使全速和低速方式的信令环境独立出来，图２中显示了高速方式下Ｈｕｂ的作用。
通过使用集线器(Ｈｕｂ)扩展可外接多达１２７个外设。ＵＳＢ的电缆有四根线，两根传送的是５Ｖ的电源，另外的两根是数据线。功率不大的外围设备可以直接通过ＵＳＢ总线供电，而不必外接电源。ＵＳＢ总线最大可以提供５Ｖ５００ｍＡ电流，并支持节约能源的挂机和唤醒模式。
１．２ＵＳＢ设备逻辑结构
ＵＳＢ的设备可以分成多个不同类型，同类型的设备可以拥有一些共同的行为特征和工作协议，这样可以
使设备驱动程序的编写变得简单一些。ＵＳＢＦｏｒｕｍ在ＵＳＢ类规范 ２ 中定义了ＵＳＢ的设备类型，比如音频、通信、ＨＩＤ、ＨＵＢ等设备类。
每一个ＵＳＢ设备会有一个或者多个的逻辑连接点在里面 每个连接点叫端点。在ＵＳＢ的规范中用４位地址标识端点地址，每个设备最多有１６个端点。端点０都被用来传送配置和控制信息。在ＮＳ公司的ＵＳＢ接口芯片ＵＳＢＮ９６０２ ４ 中有７个端点。
管道实现了在主机的一个内存缓冲区和设备的端点之间的数据传输，连接端点０的叫做缺省管道。管道是具有多个特征的信道，如带宽分配，包大小，管道类别以及数据流向。管道有两种类型分别是流管道(ｓｔｒｅａｍｐｉｐｅ)和消息管道(ｍｅｓｓａｇｅｐｉｐｅ)。流管道传输的数据包的内容不具有ＵＳＢ要求的结构，它是单向传输的；流管道支持批量、等时和中断传输方式。而消息管道与流管道具有不同的行为。首先，由主机发请求给ＵＳＢ设备，然后在适当的方向上传输数据，最后是到达一个状态阶段。为了保证三个阶段的数据传输，消息管道定义了一个数据结构使命令可靠地被识别和传输。消息管道是双向的，它只支持控制传输方式。
对于同样性质的一组端点的组合叫做接口，如果一个设备包含不止一个接口就可以称之为复合设备(见图１)。
对于同样类型接口的组合可以称之为配置。但是每次只能有一个配置是可用的，而一旦该配置被激活，里面的接口和端点就都同时可以使用。主机从设备发过来的描述字中来判断用的是哪个配置 哪个接口等等 而这些描述字通常是在端点０中传送的。
１．３ＵＳＢ通信分层模型
一台主机到设备的连接需要许多层与实体之间的相互作用。ＵＳＢ总线接口层提供了主机和设备之间的物理／信令／包的连接。在系统软件看来，ＵＳＢ设备层执行的是一般的ＵＳＢ操作。功能接口层提供和应用软件层相对应的附加功能。分层模型如图３所示，虽然逻辑上ＵＳＢ设备层和功能层各自与主机上的相应层通信，但物理上都是通过ＵＳＢ总线接口层实现数据传输的。
１．４四种传输方式
ＵＳＢ提供了四种传输方式，以适应各种设备的需要。这四种传输方式分别是：
控制传输方式：控制传输是双向传输，数据量通常较小，主要用来进行查询、配置和给ＵＳＢ设备发送通用的命令。控制传输主要用在主计算机和ＵＳＢ外设中端点０之间。
等时传输方式：等时传输提供了确定的带宽和间隔时间。它被用于时间严格并具有较强容错性的流数据传输，或者用于要求恒定的数据传送率的即时应用中。例如进行语音业务传输时，使用等时传输方式是很好的选择。
中断传输方式：中断方式传送是单向的并且对于主机来说只有输入的方式。中断传输方式主要用于定时查询设备是否有中断数据要传送，该传输方式应用在少量的、分散的、不可预测的数据传输。键盘、游戏杆和鼠标就属于这一类型。
大量传输方式：主要应用在没有带宽和间隔时间要求的大量数据的传送和接收，它要求保证传输。打印机和扫描仪属于这种类型。
在开发ＵＳＢ设备时通过设置接口芯片中相应的寄存器使端点处于不同的工作方式。
１．５ＵＳＢ通信协议
ＵＳＢ的物理协议规定了在总线上传输的数据格式，一个全速的数据帧有１５００字节，而对于低速的帧有１８７字节。帧的作用是分配带宽给不同的数据传送方式。
一个最小的ＵＳＢ的数据块叫做包，包通常有同步信号，包标识，地址、传送的数据和ＣＲＣ。包的ＩＤ由八位组成，其中后四位是纠错位。根据包功能的不同，在ＵＳＢ１．１中定义了以下四类十种：
ｔｏｋｅｎＯＵＴＩＮＳＯＦＳＥＴＵＰ
ｄａｔａＤＡＴＡ０ＤＡＴＡ１
ｈａｎｄｓｈａｋｅＡＣＫＮＡＫＳＴＡＬＬ
ｓｐｅｃｉａｌＰＲＥ
在ＵＳＢ２．０中又增加了几种类型的包以满足高速传输的需要。其中ｄａｔａ类型增加了ＤＡＴＡ２和ＭＤＡＴＡ，ｈａｎｄｓｈａｋｅ类型增加了ＮＹＥＴ，ｓｐｅｃｉａｌ类型则增加了ＥＲＲ，ＳＰＬＩＴ，ＰＩＮＧ，Ｒｅｓｅｒｖｅｄ。
事务是在主机和设备之间不连续地数据交换。一个事务通常由主机开始，一般分三个阶段，第一阶段发送ｔｏｋｅｎ包，第二阶段发送是ｄａｔａ包(可以向上也可以向下)，在数据包传送完之后，就会由设备返回一个ｈａｎｄｓｈａｋｅ包。
当客户端程序通过一个ＵＳＢ管道发送或接收数据时，它首先会调用Ｗｉｎ３２ＡＰＩ，ＡＰＩ会发送一个ＩＲＰ到ＵＳＢ设备驱动程序。ＵＳＢ设备驱动程序的任务就是把客户端的请求通过一个管道发送到外设合适的端点。为了实现这个任务，ＵＳＢ设备驱动程序会递交请求给总线驱动程序，总线驱动程序可以把这些请求转变成事务，然后将这些事务组合成帧在总线上传输。
１．６ＵＳＢ带宽分析举例
在ＵＳＢ１．１标准中将其有效的带宽分成帧，每帧通常是１ｍｓ长。但由于ＵＳＢ２．０的传输速率可高达４８０Ｍｂｐｓ，因此在ＵＳＢ２．０增加了一种微帧，它只有原来帧的１／８，这使得在传输数据时使用更小的缓冲。在完成了系统的配置信息和连接之后，ＵＳＢ的主机就会对不同的端点和传输方式做一个统筹安排，用来适应它的带宽。对全速和低速的端点，系统为等时和中断方式的传输保留整个带宽的９０％，即占每个帧时间的９０％，剩下的就安排给控制方式传送数据。在ＵＳＢ２．０中，对于高速的端点，则为等时和中断方式的传输保留每个微帧的８０％。
以等时传输为例，在某个配置中作为一个等时传输管道的端点，定义了它能传输的数据有效负载的长度。
ＵＳＢ系统软件用这个长度限制去保证足够的总线时间使每帧的内容能容纳最多的数据有效负载。如果有足够的总线时间，配置才会建立。每个等时管道的数据有效负载可以是１，２，４，．．．，５１２，１０２３字节。
例如，当数据包最大有效负载为５１２个字节时，一个全速帧(１５００字节)最多可以传输２个这样的包。除去协议开销的１８个字节，剩余４５８个字节可以用于其他事务的传输。因此每帧有效字节数为２个包的字节即１０２４字节，因此最大带宽为１．０２４Ｍｂｙｔｅ／ｓ，每个包的有效字节占整个帧的３５％。同样可推算，数据有效负载长度为６４、１２８或２５６时其最大带宽值最大，为１．２８Ｍｂｙｔｅ／ｓ。
在ＵＳＢ２．０高速工作方式下，每个等时管道的数据有效负载可以是１，２，４，．．．，２０４８，３０７２字节。当数据有效负载长度为１０２４时其最大带宽值最大，为５．７３４４Ｍｂｙｔｅ／ｓ，每个包的有效字节占整个微帧的１４％。
２ＷｉｎｄｏｗｓＵＳＢ驱动程序接口
ＵＳＢ的驱动程序和以往的直接跟硬件打交道的Ｗｉｎ９５的ＶｘＤ(ＶｉｒｔｕａｌＤｅｖｉｃｅＤｒｉｖｅｒ)驱动程序不同，它属于ＷＤＭ(ＷｉｎｄｏｗｓＤｒｉｖｅｒＭｏｄｅｌ)类型的，Ｗｉｎ９８、Ｗｉｎ２０００等操作系统均支持该类型的驱动程序。ＷＤＭ首先定义了一个基本的核心驱动程序模型，处理所有类型的数据，使驱动程序模型的内核实现更加的固定。ＷＤＭ驱动程序还是一种分层的程序结构，可以看做是ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ驱动程序的改进，ＷＤＭ驱动程序支持即插即用、电源管理和ＷＭＩ(ＷｉｎｄｏｗｓＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ)特性。Ｗｉｎ９８和Ｗｉｎ２０００提供了一系列的系统驱动程序，它们具有为许多标准类型设备服务所需的所有基本功能。
ＵＳＢ的ＷＤＭ驱动程序接口框图如图４所示。
Ｗｉｎｄｏｗｓ提供了ＵＳＢ的系统类驱动程序，它处理ＵＳＢ上的所有底层通信，这样其他驱动程序就有了一个定义好的接口可以使用。ＵＳＢＨｕｂ．ｓｙｓ是ＵＳＢ集线器的驱动程序。ＵＳＢＤ．ｓｙｓ是ＵＳＢ类驱动程序，它使用图４中ＵＨＣＤ．ｓｙｓ或ＯｐｅｎＨＣＩ．ｓｙｓ分别驱动两种类型的控制器 ＵＨＣＩ(ＵＳＢＨｏｓｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＤｒｉｖｅｒ)，ＯＨＣＩ(ＯｐｅｎＨｏｓｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ)。当ＰＣＩ枚举器发现ＵＳＢ主机控制器后，就会装入相关的驱动程序。
通常一些设备都需要开发者写一个核模式的驱动程序来使硬件正常工作。在核模式下 驱动程序通过ＩＲＰ(Ｉ／ＯＲｅｑｕｅｓｔＰａｃｋｅｔ)来组织和操作一些由其他部分发过来的要求和命令。而ＩＲＰ又是通过ＵＲＢ(ＵＳＢＲｅｑｕｅｓｔＢｌｏｃｋｓ)来实现的。但对于一些ＨＩＤ(ＨｕｍａｎＩｎｔｅｒｆａｃｅＤｅｖｉｃｅ)的ＵＳＢ设备，象键盘、鼠标和游戏操纵杆之类的设备可以被操作系统自动识别并且支持，开发者不需要再另写驱动程序。
３ＵＳＢ接口１０Ｍ以太网卡的实现
３．１选择器件
目前市场上ＵＳＢ的接口产品有两种，一种是集成了ＵＳＢ接口的单片机，另一种是不带单片机的ＵＳＢ
接口芯片。由于前者需要专用的开发机故开发成本较高，本文将介绍一种使用廉价ＵＳＢ接口芯片ＵＳＢＮ９６０２(ＮＳ公司)加高速的５１单片机实现１０Ｍ以太网卡的方案。
在做设计之前一定要计算好外设所要求的带宽和ＵＳＢ的速度是否匹配。一个ＵＳＢ以太网卡应该包括ＵＳＢ通信接口(ＵＳＢＮ９６０２)、８０５１单片机以及ＩＥＥＥ８０２．３的ＭＡＣ层和物理层。ＵＳＢＮ９６０２在全速工作方式下可以达到１２Ｍｂｉｔ／ｓ，采用ＵＳＢＮ９６０２基本可以满足１０Ｍ以太网的带宽需求。为达到较高的传输速率，ＵＳＢＮ９６０２还应该用ＤＭＡ方式与单片机通信。电路框图如图５所示。
３．２设计单片机控制程序
对于单片机控制程序，目前没有任何厂商提供自动生成微码(ｆｉｒｍｗａｒｅ)的工具。ＵＳＢ单片机控制程序通常由三部分组成，第一、初始化单片机和所有的外围电路(包括ＵＳＢＮ９６０２)；第二、主循环部分，其任务是可以中断；第三、中断句柄，其任务是对时间敏感的，必须马上执行。
３．３开发ＵＳＢ网卡驱动程序
开发ＵＳＢ设备驱动程序通常采用ＷｉｎｄｏｗｓＤＤＫ来实现，但现在有许多第三方软件厂商提供了各种各样的生成工具，象Ｃｏｍｐｕｗａｒｅ的ＤｒｉｖｅｒＷｏｒｋｓ，ＢｌｕｅＷａｔｅｒｓ的ＤｒｉｖｅｒＷｉｚａｒｄ等软件能够方便地生成高质量的ＵＳＢ的驱动程序。没有ＤＤＫ或ＷＤＭ基础的开发人员可使用ＫＲＦＴｅｃｈ公司的开发软件ＷｉｎＤｒｉｖｅｒ，它的最新版本４．３２已经支持ＵＳＢ驱动程序的开发。最后的驱动程序调试工作可以使用Ｃｏｍｐｕｗａｒｅ的Ｓｏｆｔｉｃｅ或Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ＷｉｎｄｏｗｓＤｅｂｕｇｇｅｒ来进行。
Ｗｉｎｄｏｗｓ下的网卡驱动程序需符合ＮＤＩＳ规范(ＮｅｔｗｏｒｋＤｒｉｖｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ)。网络驱动程序不直接调用操作系统的例程，而是通过ＮＤＩＳ进行系统调用，ＮＤＩＳ还根据需要调用了驱动程序提供的例程，共同完成网卡的功能。
ＵＳＢ网卡驱动程序可分为ＮＤＩＳ中间介质小端口驱动程序和ＵＳＢ驱动程序两部分，然后将两部分驱动程序动态连接。如果ＵＳＢ设备未连接和被禁止，使ＵＳＢ驱动不可用，那么ＮＤＩＳ驱动会返回一个ＮＯＴ＿ＡＶＡＩＬＡＢＬＥ的状态。这种实现方法可以保证用户不必重新安装ＮＤＩＳ或重启就可以连接或拔掉ＵＳＢ设备。
４小结与展望
目前Ｗｉｎ９８、Ｗｉｎ２０００和ＷｉｎＣＥ均支持ＵＳＢ设备，ＵＳＢ并且已经得到了一个由４５０家技术公司组成的技术联盟的支持，今后新ＰＣ都会装有ＵＳＢ端口。ＡＰＰＬＥ公司更是推出了完全采用ＵＳＢ技术实现计算机与外设连接的新型计算机ｉＭＡＣ系列。市场上也已经出现了越来越多的支持ＵＳＢ的外设，用户将从中享受到对外设选择范围更广和与外设数据交换速度更快的好处。据Ｄａｔａｑｕｅｓｔ公司统计结果显示，２０００年全球将会售出近１亿台ＵＳＢ设备。
ＵＳＢ２．０已经于２０００年４月２７日正式发布。ＵＳＢ２．０将向下兼容，使用与１．１版相同的电缆、连接器、软件接口、拓扑结构。对普通用户来说，在使用时不会觉得有什么改变，但是ＵＳＢ２．０将可以达到４８０Ｍｂｐｓ的高速，用户将从２．０所提供的更高速的外设中受益。预计２０００年第四
季度ＵＳＢ２．０的外围设备将试生产，２００１年将投入商业生产，ＵＳＢ２．０使ＵＳＢ具有了更好的应用前景。
原理图元件库的设计步骤 一. 了解欲绘制的原理图元件的结构 1. 该单片机实际包含40只引脚,图中只出现了38只, 有两只引脚被隐藏,即电源VCC(Pin40和GND(Pin20。 2. 电气符号包含了引脚名和引脚编号两种基本信息。 3. 部分引脚包含引脚电气类型信息(第12脚、第13脚、第32至第39脚。 4. 除了第18脚和第19脚垂直放置,其余水平放置。由于VCC及GND隐藏,所以放置方式可以任意。 5. 一些引脚的名称带有上划线及斜线,应正确标识。
二. 新建集成元件库及电气符号库 1. 在D盘新建一个文件夹D:/student 2. 建立一个工程文件,选择File/New/Project/Integrated Library,如:Dong自制元件库.LibPkg 3. 新建一个电气符号库,选择File/New/Library/Schematic Library,如:Dong自制元件库.SchLib 4. 追加原理图元件 在左侧的SCH Library标签中,点击库元件列表框(第一个窗口下的Add(追加按钮,弹出New Component Name对话框,追加一个原理图元件,输入8051并确认,8051随即被添加到元件列表框中。 三. 绘制原理图元件 1. 绘制矩形元件体 矩形框的左上角定位在原点,则矩形框的右下脚应位于(130,-250。 注意:图纸设置中各Grids都设为10mil。 2. 放置引脚 (1P0.0~P0.7的放置及属性设置 单击实用工具面板的引脚放置工具图标,并按Tab键,系统弹出【引脚属性】对话框: 【Display Name显示名称】文本框中输入“P0.0”; 【Designator标识符】文本框中输入“39”;
一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算， 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路
图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
Protel DXP 2004 原理图常用元件库及学用元件 提示：搜索元件时，特殊符号用“ *”号代替，在元件名称前与后分别加“ *”，可提高搜索可靠性。 元件库常用元件
Cap C? CB? 蜂鸣器 Buzzer 电容（无极性） 穿心电容器 Cap Feed 电容（有极性） Cap Pol2 MK? 麦克风 Mic 1 可调电容 Cap Var 电路熔断器 Circuit Breaker Circuit Breaker Cap Feed lOOpF Cap Pol2 lOOpF C? Cap Var lOOpF LS? R Buzzer C? Cap lOOpF
肖特基二极管 D Schottky 变容二极管 D Varactor D? * D Schottky D? -MH D Varactor 齐纳二极管 D Zener D? D Zener 隧道二极管 D Tu nn ell D? D Tunnell 保险管Fuse 1 F? 1 1 11 11 Fuse 1 铁芯电感In ductor Iron L? Inductor lion lOniH 可调电感In ductor Adj L? Inductor Adj IO111H
扬声器Speaker LS? Speaker 增强型N沟道MOS管M0SFET-2GN Q? M0SFET-2GN 增强型P沟道MOS管MOSFET-2GP Q? M0SFET^2GP 增强型N沟道MOS管（衬底有引出线）MOSFET-N3 i Lil M0SFET-N3 耗尽型N沟道MOS管 （衬底有引出线） MOSFET-N4 Q? 增强型P沟道MOS管（衬底有引出线）MOSFET-P3 Q? M0SFET-P3 NPN型光电二极 管 Photo PNP
通用串行总线接口——USB 我相信大家都对USB有一定的了解吧。但是也不能排除有不懂的，不过没关系，下面我就把这一计算机外设接口技术——USB来个全面介绍。我以几个章节来介绍USB的概念、基本特性以及它的应用，让大家对USB有个全面的认识。 概念篇 由于多媒体技术的发展对外设与主机之间的数据传输率有了更高的需求，因此，USB 总线技术应运而生。USB（Universal Serial Bus)，翻译为中文就是通用串行总线，是由Conpaq，DEC，IBM，Inter，Microsoft，NEC和Northen Telecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器，它支持各种PC与外设之间的连接，还可实现数字多媒体集成。 USB接口的主要特点是：即插即用，可热插拔。USB连接器将各种各样的外设I/O端口合而为一，使之可热插拔，具有自动配置能力，用户只要简单地将外设插入到PC以外的总线中，PC就能自动识别和配置USB设备。而且带宽更大，增加外设时无需在PC内添加接口卡，多个USB集线器可相互传送数据，使PC可以用全新的方式控制外设。USB可以自动检测和安装外设，实现真正的即插即用。而USB的另一个显著特点是支持“热”插拔，即不需要关机断电，也可以在正运行的电脑上插入或拔除一个USB设备。随着时间的推移，USB将成为PC的标准配置。基于USB的外设将逐渐增多，现在满足USB要求的外设有：调制解调器，键盘，鼠标，光驱，游戏手柄，软驱，扫描仪等，而非独立性I/O连接的外设将逐渐减少。即主机控制式外设减少，智能控制控制外设增多。USB 总线标准由1.1版升级到2.0版后，传输率由12Mbps增加到了240Mbps，更换介质后连接距离由原来的5米增加到近百米。基于这点，USB也可以做生产ISDN以及基于视频的产品。如数据手套的数字化仪提供数据接口。USB总线结构简单，信号定义仅由2条电源线，2条信号线组成。 基本特性 https://www.doczj.com/doc/774486402.html,B的硬件结构 USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游（Downstream)设备提供电源，对于高速且需要高带宽的外设，USB以全速12Mbps的传输数据；对于低速外设，USB则以1.5Mbps的传输速率来传输数据。USB总线会根据外设情况在两种传输模式中自动地动态转换。USB是基于令牌的总线。类似于令牌环网络或FDDI基于令牌的总线。USB主控制器广播令牌，总线上设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过接收或发送数据给主机来响应。USB通过支持悬挂/恢复操作来管理USB总线电源。USB系统采用级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成：主机（Host)，集线器（Hub)和功能设备。 主机，也称为根，根结或根Hub，它做在主板上或作为适配卡安装在计算机上，主机包含有主控制器和根集线器（Root Hub)，控制着USB总线上的数据和控制信息的流动，每个USB系统只能有一个根集线器，它连接在主控制器上。 集线器是USB结构中的特定成分，它提供叫做端口（Port)的点将设备连接到USB总线上，同时检测连接在总线上的设备，并为这些设备提供电源管理，负责总线的故障检测和恢复。集线可为总线提供能源，亦可为自身提供能源（从外部得到电源），自身提供能源的设备可插入总线提供能源的集线器中，但总线提供能源的设备不能插入自身提供能源的集线器或支持超过四个的下游端口中，如总线提供能源设备的需要超过100mA电源时，不能同总线提供电源的集线器连接。 功能设备通过端口与总线连接。USB同时可做Hub使用。
原理图常用库文件： Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Connectors.IntLib PCB元件常用库： Miscellaneous Devices PCB Miscellaneous Connector PCB.PcbLib 部分分立元件库元件名称及中英对照 AND 与门 ANTENNA 天线 BA TTERY 直流电源 BELL 铃,钟 BVC 同轴电缆接插件 BRIDEG 1 整流桥(二极管) BRIDEG 2 整流桥(集成块) BUFFER 缓冲器 BUZZER 蜂鸣器 CAP 电容 CAPACITOR 电容 CAPACITOR POL 有极性电容 CAPV AR 可调电容 CIRCUIT BREAKER 熔断丝 COAX 同轴电缆 CON 插口 CRYSTAL 晶体整荡器 DB 并行插口 DIODE 二极管 DIODE SCHOTTKY 稳压二极管 DIODE VARACTOR 变容二极管 DPY_3-SEG 3段LED DPY_7-SEG 7段LED DPY_7-SEG_DP 7段LED(带小数点) ELECTRO 电解电容 FUSE 熔断器 INDUCTOR 电感 INDUCTOR IRON 带铁芯电感INDUCTOR3 可调电感 JFET N N沟道场效应管 JFET P P沟道场效应管原理图常用库文件：Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Connectors.IntLib PCB元件常用库： Miscellaneous Devices PCB Miscellaneous Connector PCB.PcbLib
电子电路图原理分析 电器修理、电路设计都是要通过分析电路原理图,了解电器的功能和工作原理,才能得心应手开展工作的。作为从事此项工作的同志,首先要有过硬的基本功,要能对有技术参数的电路原理图进行总体了解,能进行划分功能模块,找出信号流向,确定元件作用。若不知电路的作用,可先分析电路的输入和输出信号之间的关系。如信号变化规律及它们之间的关系、相位问题是同相位,或反相位。电路和组成形式,是放大电路,振荡电路,脉冲电路,还是解调电路。 要学会维修电器设备和设计电路,就必须熟练掌握各单元电路的原理。会划分功能块,能按照不同的功能把整机电路的元件进行分组,让每个功能块形成一个具体功能的元件组合,如基本放大电路,开关电路,波形变换电路等。 要掌握分析常用电路的几种方法,熟悉每种方法适合的电路类型和分析步骤。 １．交流等效电路分析法 首先画出交流等效电路,再分析电路的交流状态,即：电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡,还是限幅削波、整形、鉴相等。 ２．直流等效电路分析法 画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。分析有关元器件在电路中所处状态及起的作用。例如：三极管的工作状态,如饱和、放大、截止区,二极管处于导通或截止等。 ３．频率特性分析法 主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。粗略估算一下它的中心频率,上、下限频率和频带宽度等,例如：各种滤波、陷波、谐振、选频等电路。 ４．时间常数分析法 主要分析由Ｒ、Ｌ、Ｃ及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。若时间常数不同,尽管它的形式和接法相似,但所起的作用还是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。 最后,将实际电路与基本原理对照,根据元件在电路中的作用,按以上的方法一步步分析,就不难看懂。当然要真正融会贯通还需要坚持不懈地学习。 电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图，简称电路图。 电路图有两种 一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物，用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就一直被叫做电路图。 另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示门、触发器和各种逻辑部件，用线条把它们按逻辑关系连接起来，它是用来说明各个逻辑单元之间的逻辑关系和整机的逻辑功能的。为了和模拟电路的电路图区别开来，就把这种图叫做逻辑电路图，简称逻辑图。 除了这两种图外，常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一部分，它能简洁明了地说明电路各部分的关系和整机的工作原理。 一张电路图就好象是一篇文章，各种单元电路就好比是句子，而各种元器件就是组成句子的单词。所以要想看懂电路图，还得从认识单词——元器件开始。有关电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等元器件的用途、类别、使用方法等内容可以点击本文相关文章下的各个链接，本文只把电路图中常出现的各种符号重述一遍，希望初学者熟悉它们，并记住不忘。 电阻器与电位器（什么是电位器） 符号详见图 1 所示，其中（ a ）表示一般的阻值固定的电阻器，（ b ）表示半可调或微调电阻器；（ c ）表示电位器；（ d ）表示带开关的电位器。电阻器的文字符号是“ R ”，电位器是“ RP ”，即在 R 的后面再加一个说明它有调节功能的字符“ P ”。
混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题(请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”,否则打“×”。每小题1分。) 第６章受扭构件承载力 １．钢筋混凝土构件在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的承载力计算时，其所需要的箍筋由受弯构件斜截面承载力计算所得的箍筋与纯剪构件承载力计算所得箍筋叠加，且两种公式中均不考虑剪扭的相互影响。() 2．《混凝土结构设计规范》对于剪扭构件承载力计算采用的计算模式是混凝土和钢筋均考虑相关关系。( ） 3.在钢筋混凝土受扭构件设计时,《混凝土结构设计规范》要求,受扭纵筋和箍筋 的配筋强度比应不受限制。（) 第8章钢筋混凝土构件的变形和裂缝 1.受弯构件的裂缝会一直发展,直到构件的破坏。（） ２.钢筋混凝土受弯构件两条裂缝之间的平均裂缝间距为 1.0倍的粘结应力传递长度。( ) 3.裂缝的开展是由于混凝土的回缩，钢筋的伸长，导致混凝土与钢筋之间产生相 对滑移的结果。( ） 4．《混凝土结构设计规范》定义的裂缝宽度是指构件外表面上混凝土的裂缝宽度。 (） ５.当计算最大裂缝宽度超过允许值不大时,可以通过增加保护层厚度的方法来解决。( ） 6．受弯构件截面弯曲刚度随着荷载增大而减小。( ） 7.受弯构件截面弯曲刚度随着时间的增加而减小。(） 8．钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中荷载、材料强度都取设计值。( ） 第9章预应力混凝土构件 1.在浇灌混凝土之前张拉钢筋的方法称为先张法。( ) ２．预应力混凝土结构可以避免构件裂缝的过早出现。（) 3．预应力混凝土构件制作后可以取下重复使用的称为锚具。( ） 张拉控制应力的确定是越大越好。( ) ４. con 5．预应力钢筋应力松弛与张拉控制应力的大小有关,张拉控制应力越大,松弛越小；( ） 6．混凝土预压前发生的预应力损失称为第一批预应力损失组合。（）７．张拉控制应力只与张拉方法有关系。( ) 二、单选题(请把正确选项的字母代号填入题中括号内，每题2分。）
第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件；
通用串行总线(USB)原理及接口设计 类别：接口电路阅读：1964 作者：广州五山华南理工大学电子与通信工程系９８级硕士研究生（510641）刘炎冯穗力叶梧来源：《电子技术应用》 通用串行总线(USB)原理及接口设计摘要：以ＵＳＢ１．１为基础讨论了ＵＳＢ的基本原理、工作流程、通信协议和相应的关键技术，并介绍了一种ＵＳＢ接口的１０Ｍ以太网卡的设计方案。已经发布的ＵＳＢ２．０支持４８０Ｍｂｐｓ的高速数据传输，这将使ＰＣ可以通过ＵＳＢ接口传输更高速更大量的数据。还论述了ＵＳＢ２．０的改进和优点。关键词：通用串行总线(ＵＳＢ) 设备驱动程序ＷＤＭ 通用串行总线ＵＳＢ(ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ)是Ｉｎｔｅｌ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ等大厂商为解决计算机外设种类的日益增加与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而于１９９５年提出制定的。它是一种用于将适用ＵＳＢ的外围设备连接到主机的外部总线结构，主要用在中速和低速的外设。ＵＳＢ同时又是一种通信协议，支持主机和ＵＳＢ的外围设备之间的数据传输。目前较多设备支持的是ＵＳＢ１．１ １ ，最新的ＵＳＢ２．０ ３ 已于２０００年４月正式发布。 ＵＳＢ设备具有较高的数据传输率、使用灵活、易扩展等优点。 ＵＳＢ１．１有全速和低速两种方式，低速方式的速率为１．５Ｍｂｐｓ，支持一些不需要很大数据吞吐量和很高实时性的设备，如鼠标等；全速模式为１２Ｍｂｐｓ，可以外接速率更高的外设。在刚刚发布的ＵＳＢ２．０中，增加了一种高速方式，数据传输率达到４８０Ｍｂｐｓ，可以满足更加高速的外设的需要。 安装ＵＳＢ设备不必打开主机箱，它支持即插即用(ＰｌｕｇａｎｄＰｌａｙ) 和热插拔(ＨｏｔＰｌｕｇ)。当插入ＵＳＢ设备的时候，主机检测该外设并且通过自动加载相关的驱动程序来对该设备进行配置，并使其正常工作。 １ＵＳＢ的结构与工作原理 １．１物理结构 ＵＳＢ的物理拓扑结构如图１所示。在ＵＳＢ２．０中，高速方式下Ｈｕｂ使全速和低速方式的信令环境独立出来，图２中显示了高速方式下Ｈｕｂ的作用。 通过使用集线器(Ｈｕｂ)扩展可外接多达１２７个外设。ＵＳＢ的电缆有四根线，两根传送的是５Ｖ的电源，另外的两根是数据线。功率不大的外围设备可以直接通过ＵＳＢ总线供电，而不必外接电源。ＵＳＢ总线最大可以提供５Ｖ５００ｍＡ电流，并支持节约能源的挂机和唤醒模式。 １．２ＵＳＢ设备逻辑结构 ＵＳＢ的设备可以分成多个不同类型，同类型的设备可以拥有一些共同的行为特征和工作协议，这样可以
机械原理课程设计答辩参考选题 I. 机构选型？ 2?何谓何谓机构尺度综合？ 3. 平面连杆机构的主要性能和特点是什么？ 4. 何谓机构运动循环图？ 5. 机构运动循环图有哪几种类型？ 6. 在机构组合中什么是串联式组合？ 7. 在机构组合中什么是并联式组合？ 8. 在机构组合中什么是反馈式组合？ 9. 平面机构的构件常见的运动形式有哪几种？ 10. 举例说明有哪些机构可以实现将转动变成直线移 动。 II. 举例说明有哪些机构可以实现将转动变成摆动。 12. 举例说明有哪些机构能满足机构的急回运动特性？ 13. 对于外凸凸轮，为了保证有正常的实际轮廓，其滚子半径选取有什么要求？ 14. 要求一对外啮合直齿圆柱齿轮传动的中心距略小于标 准中心距，并保持无侧隙啮合，此时应采用什么传 动？ 15. 在凸轮机构中，从动件按等加速、等减速运动规律运动时,有何冲击？
16. 蜗杆的标准参数在何处，蜗轮的标准参数在何处？ 17. 平面四杆机构共有几个瞬心，其中有几个绝对瞬心、几个相对瞬心？ 18. 在平面机构中，每个高副引入几个约束、每个低副引入几个约束？； 19. 当两构件组成转动副时，其瞬心位于何处？当构件组成移动副时，其瞬心位于何处？ 20. 机械效率可以表达为什么值的比值？ 21. 标准渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是什么？ 22. 标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数是哪几个？ 23. 从机械效率的观点看，机械的自锁条件是什么？ 24. 试叙机构与运动链的区别？ 25. 试计算所设计机构的自由度。 26. 试说明所设计机构的工作原理。 27. 四杆机构同样可以将旋转运动的输入变为直线运动的 输出，为什么有的摇摆式输送机要采用6杆机构？ 28. 机械原理课程设计的任务一般可分为几个部分？ 29. 机械原理课程设计的方法原则上可分为几类？ 30. 机械运动方案设计主要包括哪些内容？ 31. 执行机构按运动方式及功能可分为几类？
1.在查找元件时，为了增加找到原理图元件的机会，在输入的元件名称中，最 好使用通配符 * 。 2.在字符串查找过程中，系统要寻找所有第一个字母为A的字符串的元件，应 该输入 A* 。 3.在查找元件时，可执行菜单命令工具/查找元件或点击元件库文件面 板上的【查找】按钮。 4.新建原理图元件必须在原理图库文件编辑器中进行。 5.制作一个原理图元器件首先要创建元件库。 6.在原理图库文件编辑环境下，“SCH Library”面板的功能是浏览元件库的 元件。 7.在自己建的原理图元件库文件中，要绘制一个新的元件符号，应执行 Tools/New Component（工具/新元件）菜单命令或单击“SCH Library” 面板上的 Add（追加）按钮。 8.启动元件库编辑器有两种方法，一种方法是打开已有元件库，另一种方 法是创建一个新的元件库。 9.原理图元件库编辑器工作区的中心有一个十字坐标轴，将工作区划分为4 个象限，一般在第四象限绘制原理图元件。 10.原理图元件库编辑器工作区的中心位置坐标为（0，0）。 11.通过原理图元件库编辑器的制作工具来绘制和修改一个元件图 形。 12.在原理图元件编辑环境中，“SCH Library”面板上包括“元件”区、“别 名”区、“引脚”区和“模型”区。 13.“Libraries（库文件）”面板上提供了元件库（Libraries）、查找
（Search
）和放置(Place) 三个工具按钮。 14.原理图元件库编辑管理器中除了主工具栏，还提供了绘制图形工具栏 和 IEEE 工具栏。 15.元件库编辑器里可以产生元件报表、元件库报表和元件规则检查 表。 16.在绘制直线时，可利用空格键切换直线的转角。 17.在绘制椭圆弧时第一次单击鼠标左键确定的是椭圆弧的圆心位置。 18.原理图元件由两部分组成：外形和引脚。 19.制作元器件时，为了画图形实体的外形，捕获网格的值可以按照需要 改动，但是在放置引脚之前，一定要改回 10 。 20.元件名称是为外形和引脚功能相同的元件取的一个通用名称。 21.当元器件绘制完成后，在原理图元件库编辑管理器中单击“元件”区的 “编辑”按钮可设置元件属性。 22.制作元器件符号时，要更改第一个元件名称必须选工具菜单中的重 新命名元件进行修改；要增加一个制作元件直接按【追加】按钮再修改名称。 23.在放置VCC和GND引脚时，在【电气特性】选项中应选择“Power”。 24.若放置与非门74LS00如图01所示功能单元，则在属性对话框中， Designator输入 U1 ；Part为 4 。 图01
硬件电路原理图设计审核思路和方法 1、详细理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求； 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU进行选型，CPU 选型有以下几点要求： a）性价比高； b）容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件资源丰富，成功案例多； c）可扩展性好； 3、针对已经选定的CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功 参考设计，一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证，比如440EP就有yosemite开发板和 bamboo开发板，我们参考得是yosemite开发板，厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西，也应该是经过严格验证的，否则也会影响到他们的芯片推广应用，纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方，CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的，当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同，可以细读CPU芯片手册和勘误表，或者找厂商确认；另外在设计之前，最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证，如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的；但要注意一点，现在很多CPU 都有若干种启动模式，我们要选一种最适合的启动模式，或者做成兼容设计；
4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型，元器件选型应该遵守 以下原则： a）普遍性原则：所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片，减少风险； b）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，减少成本； c）采购方便原则：尽量选择容易买到，供货周期短的元器件； d）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件；e）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件；f）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件； g）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚； 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改，修改时对于每 个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计，如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的，那么基本可以放心参照设计，但即使只有一个参考设计与其他的不一样，也不能简单地少数服从多数，而是要细读芯片数据手册，深入理解那些管脚含义，多方讨论，联系芯片厂技术支持，最终确定科学、正确的连接方式，如果仍有疑义，可以做兼容设计；这是整个原理图设计过程中最关键的部分，我们必须做到以下几点： a）对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计，越难的应该越多，成功参考设计是“前人”的经验和财富，我们理当借鉴吸收，站在“前人”的肩膀上，也就提高了自己的起点；
经典LED驱动电源参考设计大集锦（内含设计原理图、实际案例分析） PI公司的众多LED驱动电源解决方案中，高效率、低功耗，外围简单、可调光、高稳定性是最大的特点，涉及工业、商业、家用等应用领域。不管是应客户需求设计，还是按相关标准设计，还是基于对行业发展趋势把握所做的前瞻性设计，都同样的出色，其方案、设计、想法具有行业指引性。 其众多的驱动电源参考设计中蕴含很多电源基本理论,就算不用其公司的IC也可以作为设计参考，对工程师有超强的指导意义。 1.开关电源设计软件- PI Expert? 操作/设计指南 PI Expert可提供构建和测试工作原型所需的所有必要信息。这些信息包括完整的交互式电路原理图、物料清单(BOM)、电路板布局建议以及详细的电气参数表。PI Expert还可提供完整的变压器设计，包括磁芯尺寸、线圈圈数、适当的线材规格以及每个绕组所用的并绕线数。此外，还可生成详细的绕组机械装配说明。该程序可以将设计时间从数天缩短至几分钟。 2.采用LYTSwitch的带功率因数校正(PFC)的23 W T8电源设计 适用于430 mA V (50 V) T8灯管的隔离式、低输入电压、超薄驱动器设计(DER-338)现已推出。这款新设计采用了PI新推出的LYTSwitch? LED驱动器系列器件LYT4215E。 3.一款高功率因数、可控硅调光的非隔离LED驱动器 PI推出了一份新的设计报告((DER-364)，介绍的是一款使用广受好评的LYTSwitch IC设计的高功率因数、可控硅调光的非隔离LED驱动器。其效率额定值高达85%以上，具有无闪烁调光和单向快速启动(<200 ms)的特性。 4.针对T10灯管的最新24 W LED驱动器设计 PI的一款效率达92%的24 W T10灯LED驱动器设计(DER-356)。该设计可极大简化离线式、带功率因数校正的LED电源的生产。 5.适用于可控硅调光A19灯的全新10 W PFC LED驱动器设计 PI发布的关于针对可调光A19灯的全新10 W驱动器设计(DER-328) 6.元件数最少的T8灯管LED驱动器设计–高效率、低THD PI现已推出DER-345–一款针对T8 LED灯的低输入电压、非隔离、高效率、高功率因数LED驱动器设计。 7.适用于A19替换灯的14.5 W可控硅调光的非隔离LED驱动器 Power Integrations的LED设计(DER-341) –适用于A19 LED灯的非隔离式、高效率、高功率因数(PF) LED驱动器。这款新的LED驱动器采用LinkSwitch-PH系列IC中的LNK407EG器件设计而成。
第一单元 原理图文件中的库操作 第一单元 第1 题 [操作要求] 原理图文件中的库操作： ● 在考生文件夹中新建原理图文件，命名为X1-01A.ch 。 ● 在X1-01A.ch 文件中打开AMD Analog 、Altera Memory 和Analog Devices 三个库文件。 ● 向原理图中添加元件AM2942/B3A(28)、EPC1PC8(8)和AD8079AR (8)，依次命名为IC1 、 IC2 、IC3A ，如样图1-01A 所示。 ● 保存操作结果。 E PC1PC8(8) AM2942/B3A(28) 1 2 6 7 8 IC3A AD8079AR (8) 样图1-01A 第一单元 第2 题 [操作要求] 原理图文件中的库操作： ● 在考生文件夹中新建原理图文件，命名为X1-02A.ch 。 ● 在X1-02A.ch 文件中打开AMD Analog 、Altera Memory 和Analog Devices 三个库文件。 ● 向原理图中添加元件AM2942/B3A(28)、SSm2165-2S(8) 和EPB2002ALC(28)，依次命 名为IC1 、IC2 、IC3A ，如样图1-02A 所示。 ● 保存操作结果。 1 2 3 4 5 6 78IC2 SSM2165-2S (8) AM27C64-45DIB(28)
PROTE 上机习题精选 2 样图1-02A 第一单元 第3 题 [操作要求] 原理图文件中的库操作： ● 在考生文件夹中新建原理图文件，命名为X1-03A.ch 。 ● 在X1-03A.ch 文件中打开Spice 、SGS Analog 、Burr Brower Converter 三个库文件。 ● 向原理图中添加元件DIODE-ZENER 、HCC4046BF(16)和XTR110BG-BI(16)，依次命名 为IC1 、IC2 、IC3A ，如样图1-03A 所示。 ● 保存操作结果。 XTR110BG-BI(16) HCC4046BF(16) 图1-03A 第一单元 第4题 [操作要求] 原理图文件中的库操作： ● 在考生文件夹中新建原理图文件，命名为X1-04A.ch 。 ● 在X1-04A.ch 文件中打开PLD 、ALtera Memory 和Dallas Micro processor 三个库文件。 ● 向原理图中添加元件C373T 、EPC1PC8(8)和DS80C310QCG(44)，依次命名为IC1 、IC2 、 IC3A ，如样图1-04A 所示。 ● 保存操作结果。 样图1-04A
通用串行总线(USB)控制器 Stellaris USB控制器支持USB HOST/Device/OTG功能，可运行在全速和低速模式。它符合USB2.0标准，包含挂起和唤醒信号。它包含32个端点，其中包含2个用于控制传输的专用链接端点(一个用于输入，一个用于输出)，其他30个端点带有可软件动态定义大小的FIFO并以支持多包队列。FIFO支持uDMA，可有效降低系统资源的占用。USB Device启动方式灵活，可软件控制是否在启动时连接。USB控制器遵从OTG标准的会话请求协议(SRP)和主机协商协议(HNP)。 Stellaris USB模块特性 ?符合USB-IF认证标准 ?支持USB2.0全速模式(12Mbps)和低速模式(1.5Mbps) ?集成PHY ?4种传输类型：控制传输(Control)，中断传输(Interrupt)，批量传输(Bulk)，等时传输(Isochronous) ?32个端点 -1个专用的输入控制端点和1个专用输出控制端点 -15个可配置的输入端点和15个可配置的输出端点 ?4KB专用端点内存空间：可支持双缓存的1023字节最大包长的等时传输 ?支持VBUS电压浮动(droop)和有效ID检测，并产生中断信号 ?用于高效传输的uDMA -用于发送和接收的独立通道多达3个输入端点和3个输出端点 -当FIFO中包含需要的大量数据时，触发通道请求
16.1 模块框图 图16.1 USB模块框图 16.2 信号描述 表16-1 和表16-2列出了USB控制器的外部信号及其功能描述。一些USB控制器的信号是GPIO的复用功能，这些管脚在复位时默认设置为GPIO信号。表中“服用管脚/分配”一列列出了USB信号的可能管脚位置。当需要使用USB功能时，应将相关GPIO备选功能选择器(GPIOAFSEL)中的AFSEL位置位，表示启用GPIO的备选功能；同时还应将括号内的数字写入GPIO端口控制寄存器(GPIOCTRL)的PMCn 位域，表示USB信号分配给指定的GPIO管脚。USB0VBUS和USB0ID信号通过清除GPIO数字使能寄存器(GPIODEN)中相应的DEN位来配置。关于配置GPIO的详细信息，请参阅通用输入/输出(GPIO)一章。其余信号(“复用管脚/分配”列中标注”固定”的管脚)具有固定的管脚分配和功能。 注意：当用于OTG模式时，由于USB0VBUS和USB0ID是USB专用的管脚，不需要配置，直接连接到USB连接器的VBUS和ID信号。如果USB控制器专用于主机或设备，USB通用控制和状态寄存器(USBGPCS)中的DEVMODOTG和DEVMOD位用于连接USB0VBUS和USB0ID到内部固定电平，释放PB0和PB1管脚用于通用GPIO。当用作自供电的设备时，需要检测VBUS值，来确定主机是否断开VBUS，从而禁止自供电设备D+/D-上的上啦电阻。此功能可通过将一个标准GPIO连接到VBUS实现。 表16-1. USB信号(100LQFP封装)
机械原理（第七版）重要概念总结（附）及复习试题 （认真看完，考试必过） 卷一 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小 约束数为 1 个。 2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副中心 处。 3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演 化为 曲柄摇块机构 。 4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动 规律具有 柔性 冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。 7、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮 机构 等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高 速 轴上。 9、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机 构 、 凸轮机构 等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： 212121n n n n m m ααββ==-=，， 。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动 压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应 力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基 础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不 能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相 同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动 件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。 机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动 的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力， 也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力 大于等 于 驱动力的有效分力。 4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间 歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且 棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平 稳，但转角不能改变。 5、 简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比， 都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分 成的两段成反比。 三、计算题（共45分） 1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分） 1 2 3 4 A B C
AD常用库及元件名2010-06-24 16:00 原理图常用库文件： Miscellaneous Devices.ddb Dallas Microprocessor.ddb Intel Databooks.ddb Protel DOS Schematic Libraries.ddb PCB元件常用库： Advpcb.ddb General IC.ddb Miscellaneous.ddb 部分分立元件库元件名称及中英对照 AND 与门 ANTENNA 天线 BATTERY 直流电源 BELL 铃,钟 BVC 同轴电缆接插件 BRIDEG 1 整流桥(二极管) BRIDEG 2 整流桥(集成块) BUFFER 缓冲器 BUZZER 蜂鸣器 CAP 电容 CAPACITOR 电容 CAPACITOR POL 有极性电容 CAPVAR 可调电容 CIRCUIT BREAKER 熔断丝 COAX 同轴电缆 CON 插口 CRYSTAL 晶体整荡器 DB 并行插口 DIODE 二极管 DIODE SCHOTTKY 稳压二极管 DIODE VARACTOR 变容二极管 DPY_3-SEG 3段LED DPY_7-SEG 7段LED DPY_7-SEG_DP 7段LED(带小数点) ELECTRO 电解电容 FUSE 熔断器 INDUCTOR 电感 INDUCTOR IRON 带铁芯电感 INDUCTOR3 可调电感 JFET N N沟道场效应管 JFET P P沟道场效应管 LAMP 灯泡
LAMP NEDN 起辉器 LED 发光二极管 METER 仪表MICROPHONE 麦克风MOSFET MOS管 MOTOR AC 交流电机MOTOR SERVO 伺服电机NAND 与非门 NOR 或非门 NOT 非门 NPN NPN三极管 NPN-PHOTO 感光三极管OPAMP 运放 OR 或门 PHOTO 感光二极管 PNP 三极管 NPN DAR NPN三极管 PNP DAR PNP三极管 POT 滑线变阻器 PELAY-DPDT 双刀双掷继电器RES1.2 电阻 RES3.4 可变电阻RESISTOR BRIDGE ? 桥式电阻RESPACK ? 电阻 SCR 晶闸管 PLUG ? 插头 PLUG AC FEMALE 三相交流插头SOCKET ? 插座 SOURCE CURRENT 电流源SOURCE VOLTAGE 电压源SPEAKER 扬声器 SW ? 开关 SW-DPDY ? 双刀双掷开关 SW-SPST ? 单刀单掷开关 SW-PB 按钮THERMISTOR 电热调节器TRANS1 变压器 TRANS2 可调变压器 TRIAC ? 三端双向可控硅TRIODE ? 三极真空管VARISTOR 变阻器 ZENER ? 齐纳二极管 DPY_7-SEG_DP 数码管 SW-PB 开关