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關鍵詞:中頻解調; I2C總線; 接口電路; 狀態機; 控制邏輯

中圖分類號:TP336 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)12-0001-04

I2C Bus Interface Circuit Applied in IF-PLL Demodulation

HAN Hong-juan, LI Fu-hua, WANG Han-xiang, XIE Wei-guo

(School of Electronics and Information, Soochow University, Suzhou 215021, China)

Abstract:An interface circuit compatible with I2C communication protocol applied in IF-PLL demodulation was designed based on the I2C bus communication protocol, in order to simplify peripheral interface circuit of IF-PLL demodulation circuit, reduce its area, improve its universality and stability. There are four possible slave addresses available for avoiding conflicts in real application with other devices. The state-machine and control logic were devised and optimized chiefly. The results of simulation prove that the circuit has correct functions and high reliability. The interface circuit can be widely applied in TV, VTR, PC and STB applications.

Keywords:IF-PLL demodulation; I2C bus; interface circuit;state-machine; control logic

收稿日期:2010-02-11

基金項目: 2007姑蘇創新創業領軍人才項目(ZXG0719)

I2C總線(inter integrated circuit bus) 由飛利浦公司于 20世紀 80年代研究開發。I2C總線接口電路其簡單性和有效性而被廣泛用于連接微處理器及設備。在電視中頻解調電路中,二線制的I2C總線接口電路使得主控制器只需要2個引腳便可實現對解調電路所有功能的控制,且總線接口集成在器件中,各電路單元之間只需要最簡單的連接,大大簡化了電路板上的走線,減少了電路板面積,提高了其可靠性,降低了成本。

在該中頻解調的接口電路中,基于I2C總線傳輸協議[1],通過對狀態機與控制邏輯的優化設置,只需要1個3位的狀態機便可實現電路的使能、啟動、終止、應答、復位、選址等功能,電路得到了最優化,且通過地址選擇位的增加,防止了芯片地址沖突,極大地改善了電路的可靠性及穩定性。

1 I2C總線的特點及數據傳輸

1.1 總線特點

I2C總線是由數據線SDA和時鐘線SCL構成的雙向串行總線,I2C總線上的所有節點,如主控器、器件、接口模塊都連接到SDA,SCL上,在總線備用時,SDA 和SCL都保持高電平,I2C不工作時SCL嵌位在低電平。為了使總線上所有電路的輸出都能實現“線與”功能,I2C總線接口電路的輸出端必須是漏極開路結構,輸出端要接上拉電阻[2-3]。

1.2 總線的數據傳輸格式

I2C總線數據傳送格式按圖1 進行。首先由主控設備發出起始信號(S),即SDA 在SCL 高電平期間由高電平跳變為低電平,然后主控器發送1個字節的數據,首先傳送的是最高位(MSB)。在傳輸了每個字節之后,必須要有接收設備發出1位應答信號。

圖1 I2C數據傳送格式

起始信號后的第1個字節是尋址字節,尋址字節的高7位是接收設備的地址,第8位是方向位,“0”發送數據(寫狀態),“1”接收數據(讀狀態)。尋址字節后面可以有很多數據字節,每個字節后都要有一位發自接收設備的應答信號。在結束與該接收設備通信時,主控設備必須發出終止信號(P) ,即在時鐘線SCL為高電平期間,SDA由低電平跳變為高電平。

2 中頻解調電路I2C總線接口的實現

電視中頻解調電路中的I2C總線接口主要由輸入濾波器、地址寄存器、移位寄存器、控制寄存器、狀態機與控制邏輯、讀狀態寄存器、輸出模式寄存器等構成,如┩2所示。其中,輸入濾波器具有I2C總線邏輯兼容電平,輸入時鐘與內部時鐘同步,可濾除部分干擾信號[4]。控制邏輯作為控制核心控制著每一部分的狀態。地址寄存器存放著自己的7位地址,用來與接收到的地址比較。移位寄存器、輸出模式寄存器與讀狀態寄存器端口并行相接,各存儲著8位數據字節。

圖2 I2C串行總線結構圖

(1) 起始信號與結束信號檢測。

起始信號與結束信號的檢測由2個下降沿D觸發器和1個反相器構成,如圖3所示。D1在SDA從高電平跳變到低電平時觸發,此時只有當SCL保持高電平時,Start才為1,即檢測到起始信號。同理,D2在SDA從低電平跳變到高電平時觸發,此時只有當SCL保持高電平時,Stop才為 1,即檢測到結束信號。

(2) 地址檢測。

根據設計要求,I2C總線每次通信輸入 8位地址數據和控制數據,電路進行地址比較以后,如果地址正確,則接收控制數據。為了防止地址沖突,增加了地址選擇位,具體實現如圖4所示。D7~D1為發送的數據地址,由于S1,S2是可設置端口,有4種組合,即總線接口有4個地址,分別為1000010,1000011,1001010,1001011,只有當D7~D1為100S101S2時,選址成功,即可以有效解決地址沖突。

(3) 數據串并與并串的轉換。

電路中,串行數據轉換為并行數據、并行數據轉換為串行數據主要由移位寄存器完成。它以并行方式與輸出模式寄存器和讀狀態寄存器相連;以串行方式與數據線SDA相連。發送的數據由讀狀態寄存器裝載到數據寄存器中。發送后數據又從串行通道返回數據寄存器中,接收數據時,數據寄存器裝入SDA線上的數據[5]。

(4) 內部總線狀態的檢測。

讀狀態寄存器連接著內部總線的8位狀態位S0~S7,在讀狀態時,該寄存器將內部總線的狀態讀進去,再以并行方式傳給移位寄存器,移位寄存器以串行的方式傳給數據線,即內部總線狀態被主控器讀取,如圖5所示。

圖5 寄存器組圖

(5) 并行端口的擴展。

根據芯片功能的需要,設置了4組輸出模式寄存器,分別為調整模式寄存器、備用寄存器、開關模式寄存器、數據模式寄存器。寄存器個數可根據芯片功能的需要進行并行擴展[4,6],由于┟懇蛔楠寄存器都對應著相應的子地址,所以每一組寄存器對應相應的時鐘CP1,CP2,CP3,CP4和控制端C1,C2,C3,C4。這些時鐘和控制端由1個帶控制端的2/4譯碼器輸出,所以每次只有1組寄存器工作,如┩5所示。

(6)狀態機與控制邏輯的設置與優化。

狀態機與控制邏輯作為I2C接口的控制中心,主要用于控制I2C接口電路的使能、啟動、終止。 圖5給出寄存器組圖的應答、復位、選址及中斷請求等。通過對狀態機與控制邏輯的優化設置,僅使用3位狀態作為狀態機的狀態端,在滿足更多功能的基礎上,電路更易于實現[7-9]。如圖6所示,3個觸發器的輸出QI8,QI5,QI6為狀態機的狀態,Qd0~Qd8為移位寄存器的輸出,HL91為移位寄存器的可控復位端,G111為地址檢測位,HL22為應答位,C5,C6為移位寄存器與讀狀態寄存器的控制端。

圖6 狀態機與控制邏輯

上電后,狀態機的初始值被置位為全0。HL91作為移位寄存器輸入端的置位端將移位寄存器的輸入端置0。當初始信號到來時,start信號變為1,此時狀態機的狀態變為100,開始傳送尋址字節;當8位地址傳送完畢后,假設為寫狀態,此時Qd8變為高電平,應答位HL22由高電平變為低點平,狀態機的狀態變為110。HL91變高將移位寄存器的輸入置0,響應結束后,應答位由低電平變為高電平,狀態機的狀態變為010,此時開始傳輸數據。

I2C總線開始工作后,主控器便發送尋址字節給移位寄存器,在移位寄存器將7位串行地址并行移出,且與地址寄存器的從地址進行比較,當地址相同時,G111變為1,尋址成功,此時應答信號HL22變為0,并告知主控制器。

在尋址成功后,如果為讀狀態,則在傳完該字節之后,產生應答信號,狀態機變為100,移位寄存器控制端C5變為低電平,讀狀態寄存器的控制端C6變為高電平,讀狀態寄存器讀入內部總線狀態。其中,QI20是與讀/寫有關的控制端,響應結束后,狀態機狀態變為110,此時,C5變為高電平,C6變為低電平,讀狀態寄存器將存儲的8位狀態位并行傳給移位寄存器;移位寄存器將狀態串行移出,發送給主控制器;主控制器接收到8位狀態位后,發送非應答信號給接收器,使它釋放數據線;響應結束后,主控制器產生結束信號,結束數據傳送。

如果為寫狀態,在接收器產生應答信號后,主控器將發送子地址給移位寄存器。根據輸出模式寄存器功能的不同,分別對應3組不同的子地址。

在狀態機與控制邏輯的作用下,子地址具有自動1功能,所以在讀寫多字節時,可以實現自動操作,加上后面的2/4譯碼器,每次只選通1路輸出模式寄存器,如圖7所示。

圖7 地址自動加一原理圖

在所有數據發送完畢后,接收器發送應答信號給主控制器,響應結束后,主控制器發送停止信號(P),結束數據傳送。

3 仿真結果

通過VHDL的程序編寫[10],對I2C模塊進行了分析綜合,得到如圖8、圖9的仿真結果。

圖8 寫狀態仿真結果

圖9 讀狀態仿真結果

在寫狀態時,尋址位后的讀/寫位為0,C6一直為低電平,即讀狀態寄存器不工作,在開始后的第8個時鐘,移位寄存器將SDA的數據并行移出,第9個時鐘時,應答位HL22變為低電平。在讀狀態時,當傳完7位尋址位和“1”方向位時,C5變為低電平,C6變為高電平,讀狀態寄存器工作,可將內部總線狀態讀進來。

在讀/寫2種狀態下,I2C控制模塊都能很好地實現I2C總線的開始、停止、讀、寫、響應等功能,仿真結果正確,完全符合I2C總線標準和電路預期的要求。

4 結 語

目前,I2C總線已作為一種標準廣為人們接受,除了帶有I2C總線的單片機和一些常用的設備器件,在電信、電視、音像等產品中都有成套的I2C總線器件。隨著大量串行數據的傳輸,I2C總線的傳輸速率已提 升為高速模式,可達到3.4 Mb/s,尋址范圍也由原來的7位擴展為10位,這樣被控器的地址數量約增加了10倍。

參 考 文 獻

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篇2

關鍵詞：輸出接口；擴展；多路控制

0引言

在電路的設計過程中，經常會遇到由于各種各樣的原因需要增加IC輸出接口，從而導致IC資源緊張或輸出接口不夠用。遇到此類問題時，設計者通常會選擇更換資源更加豐富的IC或者將IC輸出接口中比較次要功能的輸出接口替換掉。而采用更換資源豐富的IC時常常由于剩余接口資源而造成浪費，而采用替換次要功能的輸出接口方案時常常會造成對電路系統或者該電路系統所對應產品的質量和性能造成影響。特別是對于在當前在國內外激烈競爭的市場中，產品性能和質量無疑是影響企業生存的重要因素。

1設計原理

通常IC的輸出接口信號有三種狀態[1]：高電平(H)、低電平(L)以及高阻態(Z)，本文所設計的電路，其原理正是利用這三種信號作為模塊電路的輸入信號，分別控制不同的三路輸出，其原理模塊示意圖如圖1所示。圖中輸入信號高電平對應輸出信號組K1，低電平對應輸出信號組K2，高阻態對應輸出信號組K3，且每個輸出信號組均由實際的三路輸出組成。

2硬件電路設計

根據設計原理示意圖，設計了如圖2所示的擴展電路模塊電路圖。圖2中Input為輸入控制信號，該信號為從IC輸出的控制信號，Output1，Output2，Output3組成輸出信號組K1、K2、K3。其中二極管D4為低壓降二極管，其導通壓降要求低于三極管Q6發射極導通壓降，從而使得在Input輸入信號為低電平時，三極管Q6處于截止狀態[2]。1）Input輸入信號為高電平時：二極管D4截止，三極管Q6導通。三極管Q6集電極為低電平，二極管D5截止，二極管D6導通，使Output3輸出高電平。同時三極管Q4導通，從而使三極管Q2、Q3截止，Output1輸出低電平。同時由于R1上的壓降大于三極管Q1之間的壓降，故Q1導通，Output2輸出高電平；2）Input輸入信號為低電平時：二極管D6截止，二極管D4導通，由于二極管D4導通壓降低于三極管Q6發射極壓降，從而使三極管Q6截止，Q6集電極輸出高電平，二極管D5導通，Output3輸出高電平。

3實驗

對本文所設計的電路將其應用到美的烹飪機X1上控制兩路溫度采集和風機控制實驗。

4結論

本文介紹了一種輸出接口擴展電路并對該電路進行了邏輯分析和實驗驗證，通過邏輯分析和實驗驗證，證明了該電路能夠通過單個輸出接口的高電平、低電平和高阻態三種信號狀態來分別控制三路輸出，實現了單輸出信號控制多路輸出信號。該電路很好的解決了在電路設計過程中因增加負載而導致IC輸出資源不夠用的問題。

參考文獻

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篇3

關鍵詞：智能功率模塊；故障檢測；三菱IPM

A design of periphery interface circuit based on

Mitsubishi IPM module

ZHANG Shu-min，ZHANG Cun-shan，WANG Sheng-bo，SUN Qi-shan

（Shan Dong University of Technology， Zibo 255091）

Abstract: Mitsubishi IPM basic work characteristics are introduced.The external interface circuit design of the IPM module which taking 5th generation Intelligent Power Module PS21563-P for example. To make the system safe and reliable operation，and take full advantage of the module fault detection and protection circuit on the basis of proposed over-voltage and under-voltage protection . Finally，the practical application shows that the interface circuit design has the advantages of simple structure，reliable operation.

Keywords: intelligent power module；fault detection；mitsubishi IPM

由于IPM模塊的高集成化、智能化、小型化、保護電路功能齊全、控制驅動簡單等優點，被廣泛的應用于伺服電機等領域。傳統的IPM使用了分立元器件，使的控制電路難以實現低成本小型化要求，而且控制電路的寄生電容或電感產生的噪音有時會使IGBT產生誤動作[1]。隨著開關頻率的不斷提高，加劇了寄生電容或電感對電路的影響。為了提高變頻系統的可靠性，實現小型化、降低系統成本，本文以三菱公司的第五代IPM模塊PS21563-P為例，介紹了IPM驅動和保護電路的設計，并提供了一種IPM過、欠壓保護功能硬件的設計方法。

1 IPM基本工作特性簡介

1.1 IPM的結構

IPM智能功率模塊將IGBT芯片、快速二極管，控制和驅動電路，欠壓、過流、短路和過熱保護電路、自診斷電路等封裝在一起，從而使電力電子逆變器獲得了高頻化、小型化、高可靠性和易維護等優點，也使得整個電路設計簡化，成本降低。由于采用了兩種不同的封裝技術，使得內置柵極驅動及保護電路能適用的電流范圍更寬。小功率器件采用多層環氧樹脂粘合絕緣技術，而中大功率器件采用一種陶瓷絕緣技術[2]。IPM根據內部功率電路配置的不同可以分為單管封裝H型、雙管封裝D型、六合一封裝C型和七合一封裝R型四種形式。以六合一封裝C型IPM為例，其內部功能框圖如圖1所示。

1.2 IPM的保護功能

IPM內置有控制電源的欠壓保護、過流保護、過溫保護和短路保護，當其中任一種保護功能動作出現時，IGBT驅動單元就會封鎖門極，并輸出一個故障信號。

(1)短路保護(SC) IPM的N-side(下臂)具有短路(SC)保護，并且可產生故障信號。若負載發生短路或控制系統發生故障導致短路，通過旁路電阻和RC檢測到下橋臂直流母線電壓的線電流超過短路電流的參考電壓值，并且短路時間超過toff(SC)時，則發生短路保護，所有下橋臂IGBT的柵極驅動單元都將被封鎖，并輸出故障信號。

(2)控制電壓欠壓保護(UV) IPM的上、下橋臂都設有欠壓保護(UV)功能，當控制電壓降低時，會導致IGBT的Vce(sat)功耗增加，為了防止過熱而損壞元件，當檢測到控制電壓低于12.5 V時，發生欠壓保護，IGBT的柵極驅動單元都將被封鎖，并輸出故障信號。

(3)過溫保護(OT) 七管封裝的R型IPM在靠近IGBT芯片的絕緣基板上安裝有溫度傳感器。IPM溫度傳感器可以直接檢測IGBT單元硅片的溫度，當溫度超過設定值(OT動作電平)時，IGBT封鎖門極驅動電路，并輸出故障信號。

(4)過流保護(OC) 有些六管封裝的C型IPM具有過流保護功能。當流過IGBT的電流超過過流值時，發生過流保護，IGBT封鎖門極驅動電路，輸出故障信號。

當IPM發生UV、OT、OC、SC任一故障時，其故障輸出信號持續時間tOF為1.8 ms，在一般情況下SC持續時間會更長一些。此時間內IPM會封鎖門極信號，關斷IPM。故障輸出信號結束后，IPM內部自動復位，門極驅動通道開放。由此可見，器件自身產生的故障信號不能持續，若tOF結束后故障仍沒有排除，IPM就會重復自動保護過程，反復動作。這種情況對系統是極其不利的。因此，只靠IPM內部自身的保護電路來實現系統的安全可靠運行是不夠的，還需要輔助的保護電路。

篇4

關鍵詞：AT89C51;三線方式;串行接口;I2C

中圖分類號：TP36 文獻標識碼：B

文章編號：1004373X(2008)0310902

Three―line Structure Design for Single Chip Series Periphery Interface Circuit

CAO Junxia1，YUAN Tonglu2

(1.Shaanxi Energy Professional and Technological Institute,Xianyang,712000,China;

2.College of Computer Science,Xi′an Shiyou University,Xi′an,710065,China)

Abstract：The paper introduces characteristics of SPI and I2C general bus protocol and its realization in MCS―51,researches scheme of single chip system,discusses its feasibility.The concrete way of realization is using Protel―99 SE to draw the schematic diagram,build the electric circuit in the experimental board with the assembly language compilation driver.To the process debugging,has realized minimum of that the system successfully.

Keywords：AT89C51；three―line control method;serial interface； I2C

SPI總線接口芯片為完成單片機的常規電路擴展設計帶來了機遇，可擴展的電路包括A/D與D/A轉換器、顯示、時鐘、存儲器、監視復位、I/O、顯示等。本文利用國內目前較為流行的I2C,SPI串行通信協議實現單片機電路的A/D轉換、 D/A轉換、時鐘、I/O擴展、E2PROM以及LED驅動器件的擴展功能，實現了單片機系統功能模塊化，電路集成化的目的。

1 SPI集成接口芯片功能及應用

1.1 A/D轉換器

單片機應用系統中典型的應用模式是通過傳感器采集現場的微弱信號參數，經過濾波放大處理后再通過A/D模數轉換送至單片機系統實現各種工業調節和控制,在此過程中A/D轉換電路的設計尤其重要。早期的A/D轉換器與CPU接口一般采用并行總線方式，新型A/D轉換器采用I2C,SPI總線方式可節省CPU的I/O資源，使產品小型化。本文中選用的A/D轉換器為SPI串行總線接口的10位模數轉換器TLC1549。

1.2 D/A轉換器

D/A轉換器的種類繁多，從接口形式而言，有串口和并口之分。目前新型的D/A轉換器大都采用了串行總線協議。D/A芯片的輸出形式有電流型和電壓型兩種，由于電流輸出形式在實際電路中必須將輸出轉換成電壓輸出。為了簡化電路和提高可靠性，本文選用電壓型的SPI串行總線接口TLC5615 D/A轉換器。

1.3 驅動顯示器接口芯片

目前廣泛使用的顯示器件主要有LED（二極管顯示管）、LCD（液晶顯示器）和VFD（真空熒光管）等。LCD和VFD顯示器顯示成本較高，而LED顯示器造價低廉，與單片機接口方便靈活，技術上易于實現，通常用于顯示阿拉伯數字和少數字符。本文選用LED作為顯示器件。串行總線方式的LED顯示器接口芯片與并行方式相比，僅占有CPU的少數幾根I/O口線便可實現LED功能,因此本設計中采用了SPI串行接口顯示驅動芯片MAX7219。

1.4 看門狗芯片X5045

單片機應用系統（或產品）在運行中會受到各種各樣的干擾，導致系統內部數據出錯或嚴重影響程序的運行。因此，單片機應用系統的開發要考慮系統的可靠性設計。“看門狗”是系統可靠性設計中的重要一環。所謂“看門狗”是指在單片機程序設計中采用的一種程序監視技術，當單片機受到干擾失控導致程序跑飛或陷入死循環時，通過采取一定的軟硬件措施使程序脫離死循環或重新運行。本文中選用多功能芯片X5045。

1.5 I/O擴展芯片PCF8574

目前，在單片機應用系統的串行擴展接口器件中，除了上述SPI總線以外，還有I2C總線。I2C總線提供了較完善的總線協議和最簡單的串行連接方式，并提供了總線操作的狀態處理軟件包。本文在設計中加入常用的I2C總線的I/O擴展片PCF8574，用他來增加單片機的I/O口，提高單片機的外掛器件的能力。PCF8574具有低的電流損耗并有輸出鎖存功能，能輸出大電流，可直接驅動LED發光管。

2 硬件設計

本次設計所有的接口芯片均采用串行方式，串行方式通信有單線、兩線、三線等多種方式，其中以兩線、三線最為流行。在本次設計中，主要采用三線方式，即SPI(Serial Peripheral Interface,串行接口)。設計中所用的接口器件包括A/D轉換器、D/A轉換器、實時時鐘、存儲器、看門狗、I/O、LED顯示器。在本次設計中采用的是51系列的單片機作為主CPU，而他不具有SPI接口系統，故不可直接與各個廠家生產的多種標準的SPI器件直接接口。為了解決這一難題，在本設計中使用軟件來模擬SPI系統中的4條線：串行時鐘總線SCK、主機輸入/從機輸出數據線MOSO、主機輸出/從機輸入數據線MOSI和低電平有效的從機選擇線/CS。用P2.1模擬CPU的數據輸出端（MOSI），P2.0模擬CPU的數據輸入端（MOSO），P2.2 模擬CPU的SCK輸出端。接口芯片公用這三條控制線，但在這種方式下，每次只能驅動執行一片芯片。鑒于SPI與I2C總線電路設計、時序和程序設計的不同，又在本次設計中加入了一片I2C總線接口的I/O擴展芯片，用P1.0來模擬SDA，用P1.1來模擬SCL，以便了解兩者的截然不同之處。硬件框圖如圖1所示。

圖1 硬件框圖

3 軟件設計

用PCF8574來擴展I/O端口，低四位為燈，高四位為

小開關，通過中斷的方法讀入I/O的狀態。經過取高四位，打到低四位，以點亮或熄滅相應的指示燈。整個系統在工作中，只要按下任意一個鍵都將使PCF8574產生中斷申請信號，使CPU響應中斷，執行中斷服務程序。在中斷服務程序中，CPU根據按鍵的狀態控制程序轉移。按下鍵1，調用A/D轉換子程序；按下鍵2，調用顯示子程序；按下鍵3，調用D/A轉換子程序，用示波器觀察其輸出波形；按下鍵4，調用看門狗芯片X5045的工作子程序，進行單字節的寫、讀。軟件總體流程框圖見圖2。

圖2 軟件總體流程圖

4 結 語

目前，單片機應用系統的擴展已從并行方式為主過渡到以串行方式為主的時代。許多新型器件都帶有UART的移位寄存器方式，MOTOROLA公司的SPI、NS公司的Microwire、Dallas公司的1―wire和Philips公司的I2C總線等,他們都提供了較完善的總線協議，連接方式簡單，在擴展器件設計中得到廣泛的應用。本文通過在設計中使用MCS―51的I/O口來模擬總線接口，實現了單片機與串行總線接口器件的數據傳輸，該方案已通過調試，整個單片機系統運行良好。試驗表明MCS―51的I/O口來模擬總線接口的方法在設計中可行有效。

參考文獻

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篇5

Begin

If reset='0' then

DM

Else if PCLK'event and PCLK='1' then

DM

End if;

End process;

Process (DM， Data_R) -- 讀取圖像數據

Begin

If Data_R='0' then

DO

Else

DO

End if;

End process; 進一步設數據有效狀態為Dstatus， 狀態讀寫信號為Status_R (低點平時有效)，則狀態鎖存器的VHDL描述為： Process (reset， PCLK，Data_R) -- 數據有效狀態控制

Begin

If reset='0' or Data_R='0' then

Dstatus

Else if PCLK'enent and PCLK='1' then

Dstatus

End if;

End process;

Process (Dstatus， Status_R) --讀取狀態和同步信號

Begin

If Status_R='0' then

DO0

DO1

DO2

DO3

Else

DO

End if;

End process;

四、內存直接寫入接口設計 在處理器速度較慢且圖像數據輸出的頻率不能降低的情況下，采用上述I/O接口方法不能得到完整的圖像。另外，有些應用中要求能夠實時采集圖像。為此，我們設計了高速數據圖像采集方法―內存直接寫入法。由于SRAM訪問控制簡單，電路設計方便，被大量嵌入式系統采用，本文以SRAM作為存儲器。 1、電路原理和結構 內存直接寫入方法通過設計的圖像采集控制器（以下簡稱控制器）不需處理器參與，直接將圖像數據寫入系統中的內存中，實現高速圖像采集。 圖5是接口結構圖，當需要采集圖像時，處理器向控制器發出采集請求，請求信號capture_r從高到低。控制器接到請求脈沖后，發出處理器掛起請求信號HOLD，使處理器的外總線處于高阻狀態，釋放出總線。控制器收到處理器應答HOLDA后管理總線，同時檢測圖像同步信號。當檢測到圖像開始位置時，控制器自動產生地址和讀寫控制信號將圖像數據直接寫入內存中。圖像采集完成后，控制器自動將總線控制權交還處理器，處理器繼續運行，控制器中與采集相關的狀態復位。控制器可以根據同步信號或設定的采集圖像大小確定采集是否完成。 在圖5中，控制器包括同步信號檢測、地址發生器、SRAM寫控制器、總線控制器和處理器握手電路等主要部分。同步信號檢測確定每一場（幀）和每一行的起始位置；地址發生器產生寫SRAM所需的地址；SRAM寫控制器產生寫入時序；總線控制器在采集圖像時管理總線，采集完成后自動釋放；處理器握手電路接受處理器命令、發總線管理請求和應答處理器。 2、SRAM寫控制時序 采集圖像過程中，控制器自動將數據寫入到硬件設定的內存中。寫內存時，控制器產生RAM地址（A）、片選信號(/CS)、讀信號(/RD)和寫信號(/WD)，同時鎖存傳感器輸出的數據并送到數據總線(D)上。每寫入一個數據后，地址(A)自動增1。采集時/CS保持有效（‘0’）狀態而/RD處于無效狀態（‘1’）。地址A的變化必須與/WD和數據鎖存器協調好才能保證圖像數據的有效性。 圖6是控制器產生的SRAM信號時序圖。用PCLK作為地址發生器的輸入時鐘，且在其上升沿更新地址值。同樣，在PCLK的上沿鎖存數據并輸出到總線上。將PCLK反相，作為/WD信號，使得在/WD的上升沿地址和數據穩定，確保寫入數據的有效性。 3、控制器主要功能的VHDL描述 描述控制器中全部功能的VHDL代碼較長，而且有些部分是常用的（如計數器等）。圖像采集狀態產生和同步信號的檢測是其中重要的部分。下面介紹這兩部分的VHDL描述。 圖像采集狀態 capture_s: 處理器的采集請求信號capture_r使capture_s從‘0’到‘1’，場地址發生器（計數器）的溢出位vcount_o，清除capture_s。

process (capture_r， reset， vcount_o)

begin

if reset='0' or vcount_o='1' then

capture_s

else if capture_r'event and capture_r='0' then

capture_s

end if;

end process; 同步信號檢測： 只有在采集狀態capture_s有效時（‘1’）才檢測場同步信號，場同步信號下降沿置場有效狀態（vsync_s），場地址發生器溢出位vcount_o清除場有效狀態。只有在vsync_s有效情況下才檢測行同步信號，行同步信號下降沿置行有效狀態（hsync_s），行計數器溢出信號hcount_o清除行狀態。只有在行狀態有效的情況下計數器才工作，且將數據寫入RAM。 Process (capture_s，reset，vcount_o， vsync)

Begin

If reset='0' or vcount_o='1' or capture_s='0' then

Vsync_s

Else if vsync'event and vsync='0' then

Vsync_s

End if;

End process;

Process (vsync_s， reset， hcount_o， hsync)

Begin

If vsync_s='0' or reset='0' or hcount_o='1' then

Hsync_s

Else if hsync'event and hsync='0' then

Hsync_s

篇6

隨著半超超導體技藝的飛速發展,存正正在圖像功能的嵌入式運用愈來愈多。從單位膠片、可視電話、多功能移動電話等耗費產品到門禁、數字視頻監視等輕輕工業主宰及安防產品,圖像網羅和處理已變遷次要的組成全體之一。圖像網羅需要中止同步信號的處理,比正常的A/D數據網羅歷程容易,電路的設計也較為困難。傳統PC上的圖像網羅卡都是正正在Philips、Brooktree等半超超導體公司需求的接口芯片基礎上,由專業公司開辟消耗。正正在嵌入式系統中沒有同的處理器和圖像傳感器的信號定義及接菱方式沒有同,沒有通用的接口芯片。于是,使用系統中的現有資源設計圖像網羅電路,可以減少機件部門、縮小產品體積和降低系統成本。由于,正常嵌入式系統中要求自行設計圖像網羅接口電路。朱文對于準于沒有同網羅速度的要求,提出了兩種圖像網羅接口電路的設計方法。

長遠市場上主流的圖像傳感器有CCD、CMOS兩種機件,過程CMOS機件上世紀90時期發作,近年來得到了迅速發展。傳感器的輸出有模擬和數字兩種。由于CMOS機件功耗小、使用方便,存正正在直接數字圖像輸出功能,90正正在設計時選用了CMOS數字輸出圖像傳感機件。其他方式機件的接口設計與該類似,將正正在談論中說明。

朱文方式做如下安排:第二整體簡述圖像信號的特點;第三、四整體區分介紹I/O和內存直接寫入兩種接口設計方法;最后整體是談論。

二、圖像信號介紹

圖1給出了采樣時鐘(PCLK)和輸出數據(D)之間的時序聯絡。正正在讀取圖像數據時用PCLK鎖存輸出數據。除采樣時鐘(PCLK)和數據輸出(D)外,還有水平地位的行同步信號(HSYNC))和垂直地位的場同步信號(VSYNC)。對于于隔行掃描機件,還有幀同步信號(FRAME)。如圖2,一幀包括兩場。圖2中窄的矩形條是同步脈沖,同步脈沖時代數據端口輸出的數據無效。

PLCK存正在時,圖像數據端口連續沒有斷地輸出數據。由于行之間以及場之間輸出數據無效,正正在網羅圖像數據必須考慮同步信號,讀取有效數據威力保證圖像的完整性。

三、I/O接口設計

對于于MCU、DSP處理器,I/O是最方便的訪問方式之一。以I/O方式讀取圖像數據沒有只可以簡化電路設計,況且次第也很簡單。但由于讀取每一個像素都要檢測狀態,正正在處理器速度低的情況下,讀取圖像慢。正正在處理器速度快或者許圖像網羅速度要求沒有高的運用中,I/O接菱方式是一個較好的選擇。

1、電路原理和結構

正正在圖像傳感器和處理器之間,使用兩個鎖存器區分鎖存狀態和圖像數據,處理器通過兩個I/O端口區分讀取。圖3中,正正在采樣時鐘的降落沿數據鎖存器保存傳感器輸出的圖像數據,當處理器通過I/O口讀取圖像時,數據鎖存器輸出數據。其它情況下,鎖存器輸出正在于高阻狀態。處理器通過狀態鎖存器讀取同步信號和圖像就緒(Ready)指示信號。正正在數據鎖存器保存圖像數據的同時,狀態鎖存器發作Ready信號(從‘0’到‘1’)。處理器讀取圖像數據時,Ready信號自動消除(從‘1’到‘0’)。處理器讀取狀態時鎖存器驅動總線,其他情況下輸出正在于高阻狀態。

2、圖像讀取清流線

要保證圖像的完整性就必須從一場圖像的第一行末尾讀取,對于于隔行掃描輸出的圖像則必須從一幀的第一行末尾讀取。讀取每行圖像數據時,則從該行的第一個像素末尾。因此,正正在讀取圖像數據前應先判斷場和行的起始位置。圖4是通過I/O接菱方式讀取圖像數據的清流線。讀取每個像素數據前先查詢數據狀態,如果數據已準備好則讀取數據。

3、同步信號檢測

為了簡化電路設計,用途理器直接讀取同步信號,然后找出場和行的起始位置。

? 從圖2可以看出,處理器讀取同步信號時,信號可以處正正在同步脈沖狀態(‘1’)或者許正常狀態(‘0‘)。對于于那些同步信號反向的機件,則區分為‘0’和‘1’。如果信號正在于同步脈沖狀態,第一次檢測到的正常狀態就起始位置。如果信號正在于正常狀態,則首先檢測到脈沖狀態,然后用異常的方法確定起始位置。

通過上述方法可以檢測出場的起始位置和行起始位置。

4、用VHDL設計鎖存器

正正在運用中,以上兩個鎖存器的功能和其他邏輯解散正正在一起,用可編程邏輯機件實現。下面區分為它們的VHDL表示。

設DO(0-7)是鎖存器輸出端,DI(0-7)是鎖存器輸入端,DM(0-7)是中間狀態,Data_R是數據讀信號(低電尋常有效),則數據鎖存器的VHDL描述為:

四、內存直接寫入接口設計

正正在處理器速度較慢且圖像數據輸出的頻率沒有能降低的情況下,采用上述I/O接口方法沒有能得到完整的圖像。于是,有些運用中要求能夠實時網羅圖像。為此,90們設計了高速數據圖像網羅方法―內存直接寫入法。由于SRAM訪問主宰簡單,電路設計方便,被大批嵌入式系統采用,朱文以SRAM作為存儲器。

1、電路原理和結構

內存直接寫入方法通過設計的圖像網羅主宰器(以下簡稱主宰器)沒有需處理器加入,直接將圖像數據寫入系統中的內存中,實現高速圖像網羅。

圖5是接口結構圖,當需要網羅圖像時,處理器向主宰器發出網羅請求,請求信號capture_r從高到低。主宰器接到請求脈沖后,發出處理器掛起請求信號HOLD,使處理器的外總線正在于高阻狀態,釋放出總線。主宰器收到處理器應答于HOLDA后管理總線,同時檢測圖像同步信號。當檢測到圖像末尾位置時,主宰器自動發作地方和讀寫主宰信號將圖像數據直接寫入內存中。圖像網羅完成后,主宰器自動將總線主宰權交還處理器,處理器繼續運行,主宰器中與網羅相關的狀態復位。主宰器可以根據同步信號或者許設定的網羅圖像大小確定網羅是否完成。

正正在圖5中,主宰器包括同步信號檢測、地方發生器、SRAM寫主宰器、總線主宰器和處理器握手電路名主要整體。同步信號檢測確定每一場(幀)和每一行的起始位置;地方發生器發作寫SRAM所需的地方;SRAM寫主宰器發作寫入時序;總線主宰器正正在網羅圖像時管理總線,網羅完成后自動釋放;處理器握手電路接受處理器告訴、發

總線管理請求和應答于處理器。 2、SRAM寫主宰時序

網羅圖像歷程中,主宰器自動將數據寫入到硬件設定的內存中。寫內存時,主宰器發作RAM地方(A)、片選信號(/CS)、讀信號(/RD)和寫信號(/WD),同時鎖存傳感器輸出的數據并送到數據總線(D)上。每寫入一個數據后,地方(A)自動增1。網羅時/CS保持有效(‘0’)狀態而/RD正在于無效狀態(‘1’)。地方A的變化必須與/WD和數據鎖存器和諧好威力保證圖像數據的有效性。

圖6是主宰器發作的SRAM信號時序圖。用PCLK作為地方發生器的輸入時鐘,且正正在其降落沿復古地方值。異常,正正在PCLK的上沿鎖存數據并輸出到總線上。將PCLK反相,作為/WD信號,使得正正在/WD的降落沿地方和數據穩定,確保寫入數據的有效性。

3、主宰器主要功能的VHDL描述

描述主宰器中全部功能的VHDL代碼較長,況且有些整體是常用的(如驗電料等)。圖像網羅狀態發作和同步信號的檢測是過程次要的整體。下面介紹這兩整體的VHDL描述。

同步信號檢測:

只需正正在網羅狀態capture_s有效時(‘1’)才檢測場同步信號,場同步信號下降沿置場有效狀態(vsync_s),場地方發生器溢出位vcount_o消除場有效狀態。只需正正在vsync_s有效情況下才檢測行同步信號,行同步信號下降沿置行有效狀態(hsync_s),行驗電料溢出信號hcount_o消除行述態。只需正在行狀態有效的情況下驗電料才使命,且將數據寫入RAM。

五、談論

90們正正在基于TI公司的TMS320C3X系列DSP開辟的嵌入式指紋圖像處理模塊中區分用上述兩種方法成功實現了指紋圖像的網羅。

采用I/O接菱方式最關鍵的是要求處理器的頻率遠高于圖像數據輸出的頻率。類似,如果處理的指令周期為20ns,讀取每個數據需要10個指令周期,則數據的輸出頻率沒有能逾越5MHz,它低于畸形的CMOS圖像傳感機件最快的數據輸出頻率。類似國內使用較多的OV7610和OV7620,其正常輸出數據頻率為13.5MHz。正正在運用歷程中,正常改變傳感器中寄存器的裝置值,降低其數據輸出頻率。

白文選用的是CMOS數字輸出圖像傳感器。對于于模擬視頻信號,正正在設計時應加同步聯合和A/D轉換電路。圖像網羅的數字接口和邏輯主宰與朱文相同。

篇7

摘要：討論如何利用軟件控制LM3033B-0BR3液晶顯示模塊時序,采用C51語言編程,驅動液晶模塊實現并行傳輸方式的字符、漢字以及圖形顯示。具體闡述了LM3033B－0BR3液晶顯示模塊與單片機AT89S52的并行接口電路和軟件編程方法。

關鍵詞：LM3033B-0BR3液晶顯示模塊；ST7920控制器；AT89S52單片機；C51編程

中圖分類號：TN40文獻標識碼：A

Parallel Interface Technique between Chinese Graphic 12864 Dot Matrix LCD Module and 51 Singlechip and C51 Programming

LI Zhi-guang1,2,LI Xiao-quan3,HUAI Jun-xia1,2

(1.Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China;2.Shenzhen Topway Technology CO.,LTD., Shenzhen 518057, China; 3.Tianjin Light Industry Design Institute，TianJin 300193,China)

Abstract: How to control the time sequence of LM3033B-0BR3 LCD module by C51 programming was discussed in this paper. In this way the LCD module was driven by parallel communication and the characters and graphics could be displayed well. The parallel interface circuit and the soft design between LM3033B-0BR3 LCD module and AT89S52 were narrated in detail.

Keywords:LM3033B-OBR3 LCD module;ST7920 controller;AT89S52 single chip micyoco; C51 programming

引言

顯示器是人類與應用設備溝通的重要界面，近年來，隨著電子技術的飛速發展，液晶顯示技術在實際生活中得到了廣泛應用。液晶顯示模塊以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、模塊化以及接口電路簡單等諸多優點在科研、生產和產品設計等領域中發揮著越來越重要的作用 [1-2]。LM3033B系列液晶顯示模塊是深圳TOPWAY公司生產的中文顯示模塊中的一員。采用了臺灣的ST7920控制芯片，并提供了中文字庫，為中文顯示開發方面帶來了更多的方便。本文以LM3033B-0BR3為例介紹了12864點陣液晶顯示模塊的引腳、結構、功能，詳述了與AT89S52單片機的硬件接口電路及有關軟件編程方法。

1 LM3033B－0BR3特點及操作

1.1字符顯示

每屏可顯示4行8列共32個16×16點陣的漢字，每個顯示RAM可顯示1個中文字符或2個16×8點陣全高ASCII碼字符，即每屏最多可實現32個中文字符或64個ASCII碼字符的顯示。內部提供128×2字節的字符顯示RAM緩沖區（DDRAM）。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示RAM實現的。根據寫入內容的不同，可分別在液晶屏上顯示CGROM（中文字庫）、HCGROM（ASCII碼字庫）及CGRAM（自定義字形）的內容。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為：顯示自定義字型其代碼分別是0000H、0002H、0004H和0006H共4個，顯示半寬ASCII碼字符為02H～7FH，A1A0H～F7FFH顯示8192種GB2312中文字庫字形。字符顯示RAM在液晶模塊中的地址80H～9FH。字符顯示的RAM的地址與32個字符顯示區域有著一一對應的關系，其對應關系如表1所示[3]。

1.2圖形顯示

繪圖顯示RAM提供64x32個位元組的記憶空間(由擴充指令設定繪圖RAM位址),在更改繪圖RAM時,由擴充指令設定GDRAM位址先設置垂直位址,再設置水平位址(連續寫入兩個位元組的資料來完成垂直與水平的坐標位址),再寫入兩個8位的資料到繪圖RAM,而位址計數器(AC)會自動加一,整個寫入繪圖RAM的步驟如下:

a.關閉繪圖顯示功能（在寫入繪圖RAM期間，繪圖顯示必須關閉）[4]；

b.先將垂直的位元組(Y)寫入繪圖RAM位址；

c.再將水平的位元組(X)寫入繪圖RAM位址；

d.將D15~D8寫入到RAM中；

e.將D7~D0寫入到RAM中。

圖1 繪圖RAM與屏幕顯示區域的對應關系

1.3 LM3033B－0BR3的操作指令

LM3033B－0BR3提供兩套控制命令：基本指令集和擴充指令集。基本指令集包括了對液晶LM3033B－0BR3的基本操作，如判斷控制器忙標志、清除顯示、設定顯示的地址、寫數據和讀數據等。而擴充指令集則包括設置睡眠模式，設置圖形顯示、設置反白、設置滾動等功能，可以進一步滿足低功耗的需求，使顯示效果更豐富，為使用者提供更方便的環境。

單片機對LM3033B－0BR3的操作過程為：單片機先確認ST7920內部處于非"忙"狀態。即讀取BF位，當BF為0時，LM3033B－0BR3才可接收新的指令或數據。在操作時，LM3033B－0BR3在單片機的時鐘信號的控制下，數據通過數據線傳送給LM3033B－0BR3，當LM3033B－0BR3成功接收到數據后，轉入內部時鐘控制，封鎖I/O口緩沖器，置"忙"標志。ST7920根據接收數據中的RW和RS位判斷所接收到的是數據還是指令，并進行相應的處理。處理完成后，撤消I/O口緩沖器的封鎖，"忙"標志清零。

2 單片機與LM3033B－0BR3的接口電路

一般液晶顯示模塊與單片機的接口分為直接訪問方式和間接控制方式，間接控制方式還分為一位串行、4位并行以及8位并行。本文采用的AT89S52和液晶LM3033B－0BR3模塊的接口電路如圖2所示。由于LM3033B－0BR3采用并口通信，外接電路簡單，與單片機連接采用間接連接的方法，即用I/O口直接與LCD數據線和控制線相連，其特點是簡單、直觀、操作方便。在此電路中，采用軟件模擬液晶的時序，達到正確顯示的目的。

圖2 AT89S52和液晶LM3033B－0BR3模塊的接口電路及LM3033B－0BR3引腳功能

3 液晶顯示C51程序設計

對LM3033B－0BR3的軟件編程采用Medwin 語言開發，主要包括兩部分，一部分是給液晶寫指令，另一部分是給液晶寫數據。有了這2個基本的子程序，就可以構造出各種實用的顯示子程序。由于液晶內部自帶漢字模塊，只需發送漢字對應的代碼就可以實現漢字的顯示，其代碼可以在ST7920模塊的資料中查找。對于圖形和曲線顯示的原理類似，只需要設置好相應的水平地址和垂直地址，并把相應的圖形編碼寫入液晶模塊，就可顯示出所要顯示的內容[5]。

寫命令到LCD：

void WRCMD(uchar cmdcode)

{

chk_busy();

RS=0;

RW=0;

E=1;

lcd_bus=cmdcode;

E=0;

}

寫數據到LCD：

void WRData(uchar Dispdata)

{

chk_busy();

RS=1;

RW=0;

E=1;

lcd_bus=Dispdata;

E=0;

}

初始化程序：

void Init()

{

RES=1;

RES=0;

delay(1);

RES=1;

delay(1);

WRCMD(0x30); //選擇8位并行

WRCMD(0x30); //選擇8位并行

WRCMD(0x0c); //開顯示(無游標、不反白)

WRCMD(0x01); //清除顯示

WRCMD(0x04); ///shift=0,AC加1

}

4 結論

在單片機與液晶的接口中，關鍵是要滿足液晶的時序要求；在軟件編程中，關鍵是要進行正確的初始化、操作及寫入顯示內容的代碼。以上接口電路和相應的程序已經通過調試，并在實際中得到應用。由ST7920構成的LM3033B－0BR3液晶顯示模塊與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多。因此，LM3033B－0BR3液晶顯示模塊將得到廣泛的應用。

參考文獻

[1]楊應平,石城,蔣愛湘,李振華. 圖形點陣液晶顯示模塊與51系列單片機的接口設計[J].現代顯示， 2006,(5):41-45.

[2]李良成,張永順,張. 基于MSP430單片機的液晶顯示[J]. 現代顯示，2007，(5):32-33.

[3]深圳市拓普微科技開發有限公司. LM3033B(8位并行接口)液晶顯示模塊應用參考[R]. 2006.1.

[4]洪家平. 中文圖形顯示控制芯片ST7920的原理與應用[J]. 國外電子元器件， 2005，(1):38-40.

篇8

[關鍵詞]三點定位法；弧線形截骨；下頜角肥大；口內入路

[中圖分類號]R782.2[文獻標識碼]A [文章編號]1008-6455（2008）07-1005-03

Transoral Approach Three Point Localization Curve Shape osteotomy for the treatment of Mandibular Angle Hypertrophy

LAN Zhen-xing,GAO Lan-xiang,JIANG Yang,TANG Kai-sen,HE Bin

(Department of Dosmetology of Henan Electric Power Hospital,Zhengzhou 450002,Henan,China)

Abstract： ObjectiveTo introduce a new approach for treatment of mandibular angle hypertrophy-transoral approach three point localization curve shape osteotomy.Methods68 patients with mandibular angle hypertrophy were choosed to be operated by transoral approach. Tissues around mandibular angle was dissociated extensively. Set the intersection of mandibular angle ascending branch anterior border decurrent extension line and the inferior border of mandible as point A, the intersection of parallel lines of biteplane andthe posteromarginal of mandibular angle ascending branch as point B, the original mandibular angle as point C, the new mandibular angle as point D, to set a perpendicular which goes through point C on the line AB, then to set point D on the perpendicular above point C about 1 or 2 cm, and finally to cut the bone following the curve which goes through point A,D,B.ResultsNo complications such as injury of facial nerve, oral lips numbness, bone fracture and facial asymmetry. 97% of patients were satisfied.ConclusionTo compare with other methods, the new method of the three point localization curve osteotomy has much more advantages, it's safer and more effective and it's worthy of widely spreading.

Key words:three point localization method; mandibular angle hypertrophy; transoral approach

下頜角肥大臨床較為常見，中國人下頜角肥大的發生率較高。隨著生活水平的提高，人們要求通過整形手術來改變臉型的人也日益增多。下頜角肥大矯治術已經成為21世紀美容外科的時尚手術之一。矯治下頜角肥大的手術方法眾多，但各有優缺點。筆者在近幾年的臨床工作中，用過不少手術方法矯治下頜角肥大，但感覺實施的68例，經口內入路三點定位弧線形截骨的方法，矯治下頜角肥大效果更好。該方法在截骨前就已確定了新下頜角點的位置和要截除下頜角的兩端點及截骨線，避免了兩側截骨過量或不足，不對稱等。安全性大，效果好，值得推廣。現將其手術方法及優點介紹如下。

1資料和方法

1.1臨床資料：2001年4月～2007年4月，經口內入路治療下頜角肥大共68例。其中男3例，女65例，年齡最小19歲，最大44歲,先天性不對稱2例。

1.2術前檢查：①測量上、中、下面部的寬度及頭面的長度，有利于設計頭面部長、寬的比例，面中寬與下頜寬的比例；確定截去下頜角的寬度；②檢查下頜角的角度、厚度及外翻程度，咬肌發達程度；③檢查下頜角處皮下脂肪厚度及豐滿程度；④拍頭顱正、斜、側位片，或利用CT三維成像技術,了解下頜角的肥大程度。

1.3 術前設計：根據求美者的臉型及要求與其進行充分的溝通，參照下頜骨正、側位片確定需切除下頜角的長度及寬度以及是否去除咬肌及頰脂墊等。一般設計出術后面中部寬與下頜寬的比例為1.33左右。雙側下頜角的距離符合中國人男性兩下頜角間寬為（108.67±0.26）mm,女性兩下頜角間寬為（103.76±0.27）mm。柳大烈教授報道的下頜角的角度為105～115°，較為理想。

1.4 麻醉：氣管內插管麻醉或下齒槽神經阻滯+局部浸潤麻醉。

1.5 手術方法

1.5.1切口：切口在下齒齦槽外側（下頜骨升支下前緣外側至第一前磨牙），距牙齦至少1cm。用11號刀片切開粘膜、骨膜，長約4cm，用光導拉鉤拉開切口，用骨膜剝離器從骨膜下剝離直達下頜角處，此時操作注意勿損傷頦神經血管束、腮腺導管。剝離至下頜角時用下頜角分離器將下頜角內側骨膜及附著的翼內肌適度剝離，使下頜角后部軟組織充分游離。

1.5.2 截骨：應用三點定位弧線形截骨。操作要點：確定截骨線：把下頜骨升支前緣向下的延長線與下頜骨下緣的交點處設為A點；把咬合平面的平行線與下頜骨升支后緣的交點處設為B點。A、B兩交點之間的連線即為確定的安全截骨線。把原下頜角設為C點。擬確定新的下頜角設為D點。怎樣才能確定新的下頜角點的位置呢？這就是三點定位弧線形截骨方法的特點。在原下頜角C點至安全截骨線（A、B兩點的連線）設置一條垂線，在垂線上距原下頜角C點約1～2cm處,確定一點為新的下頜角點，即D點。用小圓鉆頭分別在A、B、D三點處各鉆一小孔作為固定標志（如圖1）。設置鋸片與手柄的角度為120°，與截骨線成45°。分別從安全線兩端A點和B點用擺動鋸弧形向新下頜角D點處截骨即可。截骨的寬度視下頜角肥大程度而定，一般應控制在1～2cm之間。少于1cm沒多大意義，不如直接磨削；大于2cm易損傷下牙槽神經。截骨后為了使下頜體及下頜角處曲線更加光滑流暢，用柱狀旋轉銼磨削截骨面及兩端。力求使下頜體光滑流暢，術后外觀才自然，具有美感。截骨或磨骨時，助手用20ml注射器吸生理鹽水在截骨面上邊沖邊吸，使骨渣徹底吸出。

1.5.3對側同法施術。仔細檢查確保兩側對稱一致。

1.5.4創面沖洗縫合：沖洗創面后，檢查無活動性出血時放置負壓引流管，用1號絲線縫合骨膜及粘膜。根據引流量的情況決定什么時間拔出引流管，一般引流管的拔出時間為24～48h。

1.5.5 包扎：兩下頜角及周圍覆蓋棉墊，彈力繃帶加壓包扎2天。松緊適度，太緊易導致皮膚壞死，太松起不到壓迫止血作用。1.5.6術后應用消炎、止血藥3～5天。

2結果

68例手術。術后感染1例，經切開沖洗引流，2周后愈合。無面神經損傷、口唇麻木、骨折、不對稱等。滿意率占97%。無一例嚴重手術并發癥發生。典型病例治療情況如圖3～5。

3討論

3.1 病因：下頜角肥大多為先天性遺傳或后天不良習慣所致。

3.2 發病率：下頜角肥大臨床較為常見，中國人下頜角肥大的發生率較高，需要整形手術者也多。

3.3 下頜角肥大常表現為顏面呈方形或向下突出的外觀，面部輪廓顯示呈“國”字形態或上小下大的“由”字形態。一般以骨性肥大為主。伴或不伴有咬肌肥大和頰部豐滿等。

3.4 手術入路：下頜角肥大矯正手術一般有以下三種手術入路方式：口外入路、口內外聯合入路和口內入路。目前口外入路很少采用,大多采用口內入路。口內入路去除下頜角常用的方法有：下頜角直線形截骨、雙直線形截骨、弧線形截骨、三角塊截骨、下頜角外板矢狀劈開術、磨骨去下頜角及去除部分咬肌等。

3.5 口外入路：優點：手術野暴露好，易操作。缺點：需切開皮膚、肌肉，皮膚表面留有瘢痕。切口離面神經下頜緣支近，易損傷下頜緣支及血管。去除咬肌難度大，更難以去除頰脂墊。

3.6 口內入路：優點：最大優點是因切口在口內，皮膚表面無瘢痕。操作是在骨膜下進行，不切開肌肉，所以很難損傷到面神經下頜緣支及大的血管，術中出血少。去除部分咬肌、頰脂墊方便，對下頜體厚者易磨削。缺點：手術視野空間小，操作困難，需有熟練的手術技巧。切口易污染，引起切口感染。

3.7 口內入路下頜角直線形截骨、雙直線形截骨、三角塊截骨、磨骨去下頜角的優缺點：①直線截骨、三角塊截骨，優點是操作簡單；缺點是因為截骨線呈直線，截骨后截骨線兩端殘留有一定的角度（如圖2中的角AEF），形成新的突起（即第二下頜角）明顯；要想去除新形成的突起，需磨去大量的骨質，易造成下頜體骨折。截骨寬度也不易掌握，易造成截骨過量，下頜角處凹陷；沒有下頜角，也就沒有曲線，將來影響美觀；②雙直線截骨效果雖好，但操作技術難度大，需有相當經驗的醫生操作，且操作不當易造成截骨后兩側形態不良；③單純磨下頜角，優點是操作更簡單；缺點是只能磨去骨外板，殘留內板較薄，有棱，手感差。

3.8 口內入路三點定位法弧線形截骨矯治下頜角肥大的優點：①截骨前就先把A、D、B三個關鍵點確定，再依A、D、B三點設計并確定了截骨線；操作時分別從安全線兩端A點和B點用擺動鋸弧形向新下頜角D點處截骨；所形成的AD、BD截骨線是兩個小的弧形截骨線，AD、BD兩個小的弧形截骨線連在一起就形成ADB大的弧形截骨線；因為截骨線呈弧形，截骨后截骨線兩端殘留角度不明顯（如圖1的A點處），截骨線兩端留下的而是弧度；所以截骨后新形成的下頜角自然成弧形，符合下頜角處自然弧形的規律；②因為是弧線形截骨，截骨后截骨線兩端殘留角度不明顯，所以新形成的突起（第二下頜角）也不明顯，不需磨去過多下頜體，就使曲線自然流暢；③避免了直線截骨、三角塊截骨后，截骨線兩端殘留有一定的角度，新形成的突起（即第二下頜角）明顯；要想使新的下頜體曲線流暢，需要磨削大量的骨質，這樣易造成下頜體骨折；用三點定位弧線形截骨法，不需要磨削大量的骨質，就使下頜體曲線流暢，避免了下頜體骨折的發生；④用三點定位弧線形截骨法，在截骨前就已確定了新下頜角的位置和要截除下頜角的兩端點及截骨線，避免了兩側截骨過量或不足，不對稱等；克服了用其它截骨方法截骨寬度不易掌握等缺點；⑤因是在安全區以外弧形截骨，截骨線遠離下牙槽神經，避免了損傷下牙槽神經；⑥對于低角型下頜角肥大者，行單純下頜角截骨術，側面觀形態雖改變，但正面觀形態改變不大；要想使正面觀形態好，需行下頜角外板矢狀劈開術效果更佳。這樣相當于兩個手術，操作難度大，手術時間長；用三點定位弧線形截骨法可一次完成；截骨后不需磨削太多的骨質，即可使下頜角處光滑、曲線流暢（如圖3～5）；⑦單純磨下頜角，雖然操作更簡單，但是只能磨去骨外板，殘留內板較薄，手感差。對下頜角極度肥厚及外翻者效果不佳。而用三點定位弧線形截骨法矯治下頜角肥大，比其它方法治療下頜角極度肥厚及外翻者效果更佳。

綜合上述口內外入路去除下頜角各種方法的優缺點比較，我們認為應用口內入路三點定位弧線形截骨法矯治下頜角肥大，優點多，安全性大，效果好，易被求美者接受，值得推廣。

[參考文獻］

[1]周智,柳大烈,劉志剛,等.漢族人下頜角測量及其數據相關性分析[J].中國美容醫學，2006，15(8):936-939.

[2]王煒.整形外科學[M].杭州:浙江科學技術出版社,1999：885.

[3]柳大烈,查元坤.現代美容外科學[M].2版.北京:人民軍醫出版社,2002:953-955.

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1、vivoiQOONeo855plus充電器接口是TOP-C橢圓形接口。

2、iQOO Neo 855版采用6.38英寸AMOLED水滴屏，支持類DC調光、HDR10以及低亮度防屏閃技術。

3、配置方面，iQOO Neo 855版搭載驍龍855處理器，采用UFS 3.0閃存，內置4500mAh大電池，支持vivo 33W Flashcharge 2.0閃充技術。

4、相機方面，iQOO Neo 855版前置1600萬像素攝像頭，后置超廣角AI三攝，采用雙核1200萬像素主攝像頭，搭配800萬超廣角攝像頭和一顆景深攝像頭。

（來源：文章屋網 ）

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【關鍵詞】嵌入式電路；熱插拔；接口設計

熱插拔的概念來源于我們的桌面PC，其一般定義為將設備板卡或模塊等帶電接入或移出正在工作的電腦[1]。嵌入式系統中的熱插拔是指對正在運行的嵌入式電路板，在不關閉電源情況下對某些部件進行插入（連接）或拔出（斷開）操作。下面要談的正是在一個嵌入式單片機系統中對其擴展部件或板卡的硬件熱插拔技術，將根據接口上的信號類型等探討熱插拔的危害產生原因及防止危害發生的一般性措施。本文以下部分將把要插拔的兩塊電路板分別稱為主電路板（正在運行的嵌入式主電路板）和擴展板。

一、熱插拔設計的重要性

對正在工作的電路板進行熱插拔通常都是不被許可的，但在有些時候卻是難于避免的，比如使用者疏忽或特殊功能要求等。對未采取任何保護措施的嵌入式電路板進行熱插拔操作，其將帶來的損害通常是很嚴重的，包括電源電路損壞，單片機IO口燒壞，單片機復位或死機，或者與接口相連的IC出現部分或全部管腳燒壞等。這些故障將導致嵌入式電路板產生永久性損害，或在重新上電之前系統無法再正常工作。因此，在嵌入式系統的擴展接口設計中加入一定的熱插拔保護措施是十分必要的。熱插拔操作對嵌入式電路板的危害通常表現在三方面：過電流沖擊、瞬態過電壓、靜電釋放[1]。進行熱插拔設計的目標應是在不增加太多硬件成本的前提下，使設計出的電路板不因熱插拔操作造成系統復位、死機或對元器件產生永久性損害。

二、電源與地接口的防過電流沖擊熱插拔設計

當把擴展板插入正在工作的嵌入式主電路板中時，擴展板上的各類電容和IC需要瞬間從主電路板的電源處上吸走大量電荷，給電源造成一個短暫的低阻抗路徑，造成一次浪涌電流[1]。此浪涌電流可以把系統電壓拉低到系統重置閾值以下，造成單片機復位，甚至燒毀電源電路。在硬件設計時通常采取如下措施進行應對：

1.在擴展接口的電源網絡上使用大容量電容（可以用并聯方式獲得）減輕擴展板上電過程中對主電路板電源電壓的影響。主電路板電源電路中的電容量最好要比擴展板的蓄能電容量之和稍大。

2.在擴展接口的電源網絡上串入電源專用的磁珠以減少上電瞬間的電流尖峰，并阻斷高頻噪聲信號的干擾。

3.如果浪涌電流特別大并且系統允許復位，為保護主電路板上的電源電路可以考慮在電源入口處加自恢復保險絲讓電源在過流瞬間自動切斷。如果系統對熱插拔時的穩定性要求更高可以使用目前市面上的專用熱插拔控制器LM5069等，這些器件具有功率和電流限制的能力[2]。

在熱插拔操作時為提高設備的熱插拔壽命，熱插拔動作應避免來回抖動，并且兩次熱插拔之間的時間間隔不要太短；如果擴展板的負荷可以先行卸除，最好不要帶負荷進行熱插拔。

三、電源與地接口的防過電壓沖擊熱插拔設計

進行熱插拔操作前不同設備的接口之間可能存在一定的電位差，尤其是使用了隔離電源或共模電感的“浮地”系統。雖然這類電位差是瞬間的且沒有多大的電流能力，但此電位差通常會超出各類IC的最高工作耐壓而損壞IC。如果在熱插拔同時還伴隨著靜電釋放，在接口接觸瞬間產生的過電壓和過電流沖擊會更加厲害，可以瞬間燒毀電路板中脆弱環節上的IC。應對此類危害的唯一辦法是快速鉗位電壓，即在接口附近的電源與地之間以及比較脆弱的信號與地之間使用具有浪涌能量吸收能力和內部散熱能力的壓敏電阻或TVS管之類的浪涌電壓抑制器等保護措施。

四、電源與地接口在結構上的熱插拔設計

現在CMOS器件已經在各種電路上廣泛使用，CMOS器件的一個缺點是容易產生閂鎖效應而燒毀。在熱插拔過程中VCC和GND的突然變化或者芯片I/O口電壓超出VDD-GND的范圍時很容易發生閂鎖效應。如果接口結構設計不合理造成在熱插拔過程中I/O口信號已經連接上而GND或VCC還沒有連接上，這時極易發生閂鎖效應而燒毀芯片。因此，在接口結構設計時必須保證接口在帶電插入過程中要先讓GND和VCC連接上再連接I/O口；反之在帶電拔出過程中則需要先拔出I/O口再斷開VCC和GND。在實際應用時可以采取如下措施：把GND和VCC放在接口兩端、并在接口上多放幾個GND信號，或者把GND和VCC的插針做得比其它信號插針稍微長些等。圖一是按一般熱插拔要求設計的一款主電路板電源與地的接口實例。

五、常見信號接口的熱插拔設計

對嵌入式電路板上單片機的片上外設（on-chip peripheral）類信號口（比如SPI輸出口），通常其耐電壓和電流沖擊能力并不是很強，如果需要把這些信號接口在電路板上擴展出去最好先把這些信號經過外部邏輯門電路處理后（比如兩次反相）再接到擴展接口上。

對耐電壓和電流沖擊能力較強的單片機GPIO信號接口可使用阻容電路進行簡單保護。其中的電阻能起到限流作用，電阻值可根據信號辨識的需求選在幾歐到幾百歐之間；而對地的小濾波電容則能起到濾除瞬間電壓尖峰的作用，電容值可根據信號線上傳遞的信號頻率特性選在幾百pF到幾nF之間。

對比較脆弱而又關鍵的重要信號接口（比如SPI輸入口、并行總線接口等）可以在信號端口與電源和地之間使用雙向二極管對信號電壓進行精準鉗位。這樣可確保此類接口上的電壓不會超出芯片的工作電壓范圍，能起到非常好的保護作用。圖二是一款常見信號接口的熱插拔設計實例（電源和地部分參見圖一）。

嵌入式系統電路的接口熱插拔設計通常是一個反復和復雜的過程。在設計時通常需要通過熱插拔實驗把接口電路中的脆弱環節找出來，然后采取針對性的措施進行應對，要做到既不增加太多硬件成本又能滿足一般的熱插拔需要。熱插拔問題是各類電子設備中都會面臨到的一個問題，本文探討的熱插拔設計技術在電路設計中具有一定的現實意義。

參考文獻

[1]凌有慧,張胡.熱插拔的硬道理[J].微型計算機,2003(23):107-111.

[2]National Semiconductor Corporation.LM5069 Positive High Voltage Hot Swap/Inrush Current Controller with Power Limiting data sheet,2008.

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