REVISION NPOs(NGOs) and Civil Society Section 4, Chapter 1 What is a non-government organ
应用离散数学-集合与关系
集合与关系《应用离散数学》 第3章 21世纪高等教育计算机规划教材
目录 3.1 集合及其运算 3.2 二元关系及其运算3.3 二元关系的性质与闭包3.4 等价关系与划分 3.5 偏序关系与拓扑排序3.6 函 数 3.7 集合的等势与基数3.8 多元关系及其应用
集合是现代数学中最重要的基本概念之一，数学概念的建立由于使用了集合而变得完善并且统一起来。集合论已成为现代各个数学分支的基础，同时还渗透到各个科学技术领域，成为不可缺少的数学工具和表达语言。对于计算机科学工作者来说，集合论也是必备的基础知识，它在开关理论、形式语言、编译原理等领域中有着广泛的应用。 本章首先介绍集合及其运算，然后介绍二元关系及其关系矩阵和关系图，二元关系的运算、二元关系的性质、二元关系的闭包，等价关系与划分、函数，最后介绍多元关系及其在数据库中的应用等。
3.1 集合及其运算 3.1.1 基本概念 集合是数学中最基本的概念之一，如同几何中的点、线、面等概念一样，是不能用其他概念精确定义的原始概念。集合是什么呢？直观地说，把一些东西汇集到一起组成一个整体就叫做集合，而这些东西就是这个集合的元素或叫成员。 例3.1 （1）一个班级里的全体学生构成一个集合。 （2）平面上的所有点构成一个集合。 （3）方程 的实数解构成一个集合。 （4）自然数的全体（包含0）构成一个集合，用N表示。 （5）整数的全体构成一个集合，用Z表示。 （6）有理数的全体构成一个集合，用Q表示。 （7）实数的全体构成一个集合，用R表示。
（8）复数的全体构成一个集合，用C表示。 （9）正整数集合Z+，正有理数集合Q+，正实数集合R+。（10）非零整数集合Z*，非零有理数集合Q*，非零实数集合R*。（11）所有n 阶(n≥2)实矩阵构成一个集合，用M n(R)表示，即
嵌入式系统的低功耗设计
第27卷第6期增刊 2006年6月 仪 器 仪 表 学 报 Chinese Journal of Scientific Instrument Vol.27No.6 J une.2006 嵌入式系统的低功耗设计 3 杨天池 金 梁 王天鹏 (解放军信息工程大学 郑州 450002) 摘 要 嵌入式系统的电源管理是系统设计中关键部分,合理的电源管理方案可以减少系统的功耗并提高整体性能。本文提出了一种层次化的电源管理结构,分别为硬件层、驱动层、操作系统层、电源管理层和应用层。本文同时引入了动态的电源管理方法来解决电源功耗的动态管理问题。通过在实际的系统中的测试表明,该电源管理机制的有效性。关键词 嵌入式系统 低功耗设计 动态电源管理 PXA255 Low pow er design in embedded system Yang Tianchi Jin Liang Wang Tianpeng (Universit y of I nf ormation Engineering ,Zhengz hou 450002,China ) Abstract Proper power management mechanism is important when designing embedded system.It is helpful to reduce power consumption and improve performance.This low power model adopt s five 2layer architecture ,which are hardware platform ,driver layer ,operating system ,power manage mechanism and application program.Dynamic power management (DPM )technology is also introduced to solve the problem of power consumption.The experiment on embedded system demonstrates t hat this power management mechanism is feasible.K ey w ords embedded system low power design dynamic power management PXA255 3基金项目:河南人才创新基金(0421000100) 1 引 言 随着嵌入式系统的发展以及应用面的不断扩展,功耗控制是系统设计中必不可少的组成部分。如何最大限度的降低系统功耗、减少不必要的能源损失、延长电池使用时间已经成为嵌入式系统特别是便携式系统设计中研究的热点问题。系统的低功耗设计,并非是某一方面、某一角度的解决方案,而应当从系统级的设计考虑功耗的节省,是一个硬件设计与软件控制相互结合的协调过程。 2 低功耗电路模型 低功耗设计对于无线设备、PDA 等便携式设备的实际应用具有重要的意义。低功耗元件的发展和系统设计的进步使得通用计算技术可以用到表、无线电话、 PDA 和桌面计算机中。在这些系统中的电源管理技 术传统上集中在休眠模式和设备能源管理这2个方面上[1]。但是,这样的电源管理缺乏直观性和灵活性,而且功耗的降低,并非单独软件、硬件单方面可以解决的[2],因此设计并建立如图1所示的系统低功耗设计模型。整个模型由硬件平台,驱动层,操作系统层,电源管理机制层和应用程序五个部分组成。 2.1 硬件平台 几乎所有系统功耗都集中于硬件平台,因此降低硬件平台的功耗是实现低功耗的基本所在。公式(1)为系统功耗的表达式: P ∞CV 2 f (1) 式中:C 是负载电容,V 是器件电压,f 是工作频率[3]。系统功耗同负载电容、器件电压平方以及工作频率成正比。因此,硬件平台设计多选用低电压,电压、频率可调器件,以及采用SOC 设计来进一步降低功耗[4,5]。另外,模式可控器件在空闲状态消耗的能量为运行状
ARM低功耗设计_全面OK
嵌入式系统中的低功耗设计 2008-12-31 18:19:55 作者：电子之都来源：电子之都浏览次数：59 网友评论 0 条 经过近几年的快速发展，嵌入式系统（Embedded system）已经成为电子信息产业中最具增长力的一个分支。随着手机、PDA、GPS、机顶盒等新兴产品的大量应用，嵌入式系统的市场正在以每年30%的速度递增（IDC预测），嵌入式系统的设计也成为软硬件工程师越来越关心的话题。 在嵌入式系统的设计中，低功耗设计（Low-Power Design）是许多设计人员必须面对的问题，其原因在于嵌入式系统被广泛应用于便携式和移动性较强的产品中去，而这些产品不是一直都有充足的电源供应，往往是靠电池来供电，所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗，从而尽可能地延长电池使用时间。事实上，从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。 那么,我们应该从哪些方面来考虑低功耗设计呢？笔者认为应从以下几方面综合考虑： 1.处理器的选择 2.接口驱动电路设计 3.动态电源管理 4.电源供给电路的选择 下面我们分别进行讨论： 一、处理器的选择 我们对一个嵌入式系统的选型往往是从其CPU和操作系统（OS）开始的，一旦这两者选定，整个大的系统框架便选定了。我们在选择一个CPU的时候，一般更注意其性能的优劣（比如时钟频率等）及所提供的接口和功能的多少，往往忽视其功耗特性。但是因为CPU 是嵌入式系统功率消耗的主要来源---对于手持设备来讲，它几乎占据了除显示屏以外的整
个系统功耗的一半以上（视系统具体情况而定），所以选择合适的CPU对于最后的系统功耗大小有举足轻重的影响。 一般的情况下，我们是在CPU的性能（Performance）和功耗（Power Consumption）方面进行比较和选择。通常可以采用每执行1M次指令所消耗的能量来进行衡量，即Watt/M IPS。但是，这仅仅是一个参考指标，实际上各个CPU的体系结构相差很大，衡量性能的方式也不尽相同，所以，我们还应该进一步分析一些细节。 我们把CPU的功率消耗分为两大部分：内核消耗功率PCORE和外部接口控制器消耗功率PI/O，总的功率等于两者之和，即P=PCORE+PI/O。对于PCORE，关键在于其供电电压和时钟频率的高低；对于PI/O来讲，除了留意各个专门I/O控制器的功耗外，还必须关注地址和数据总线宽度。下面对两者分别进行讨论： 1、CPU供电电压和时钟频率 我们知道，在数字集成电路设计中，CMOS电路的静态功耗很低，与其动态功耗相比基本可以忽略不计，故暂不考虑。其动态功耗计算公式为： Pd=CTV2f 式中，Pd---CMOS芯片的动态功耗 CT----CMOS芯片的负载电容 V----CMOS芯片的工作电压 f-----CMOS芯片的工作频率 由上式可知，CMOS电路中的功率消耗是与电路的开关频率呈线性关系，与供电电压呈二次平方关系。对于一颗CPU来讲，Vcore电压越高，时钟频率越快，则功率消耗越大。所以，在能够满足功能正常的前提下，尽可能选择低电压工作的CPU能够在总体功耗方面得到
嵌入式系统与单片机的区别
嵌入式与单片机的异同及其发展趋势 如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。 嵌入式计算机系统走上了一条独立发展的单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。 按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。 嵌入式系统的特点与定义不同，由定义中的三个基本要素衍生出来的。不同的嵌入式系统其特点会有所差异。与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。 嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。 嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统。因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统（满足对象系统要求的计算机应用系统），要不断向计算机应用系统发展。 单片机开创了嵌入式系统独立发展道路. 嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路——芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。 在探索单片机的发展道路时，有过两种模式，即“∑模式”与“创新模式”。“∑模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式，它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后，集成在一个芯片上，构成单片微型计算机；“创新模式”则完全按嵌入式应用要求设计全新的，满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统（单片微型计算机）。MCS-51是在MCS-48探索基础上，进行全面完善的嵌入式系统。历史证明，“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路，MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段.主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。
基于MSP430的极低功耗系统设计
基于MSP430的极低功耗系统设计 摘要：MSP430是TI公司出品的一款强大的16位单片机，其显著特点是具有极低的功耗。本文对构造以MSP430为基础极低功耗系统作为有益的探讨，对于设计各种便携式设备都具有较高的参考价值。 对于一个数字系统而言，其功耗大致满足以下公式：P=CV2f，其中C为系统的负载电容，V为电源电压，f为系统工作频率。由此可见，功耗与电源电压的平方成正比，因此电源电压对系统的功耗影响最大，其次是工作频率，再就是负载电容。负载电容对设计人员而言，一般是不可控的，因此设计一个低功耗系统，应该考虑到不影响系统性能前提下，尽可能地降低电源的电压和使用低频率的时钟。下面对TI公司新出MSP430来具体探讨这个问题。 MSP430具有工业级16位RISC，其I/O和CPU可以运行在不的时钟下。CPU功耗可以通过开关状态寄存器的控制位来控制：正常运行时电流160μA,备用时为0.1μA，功耗低，为设计低功耗系统提供了有利的条件。 图1是我们设计的以MSP430为CPU的“精密温度测试仪”（下面简称测试仪）。该产品使用电池供电，体积小巧，携带方便。 在使用时应该尽可能地选择最低的电源电压。对于MSP430而言，可用的最低电压是很低的，最低可达1.8V。我们使用TI公司推荐使用的3V。通常的电源只提供5V电压，因此，需要将5V电压由一个3V的稳压管降压后给CPU供电，也可以直接锂电池供电。3V不是标准的TTL电平，因此，在使用时需要用接口电路使CPU的非TTL标准电平能与TTL标准电平的器件连接。这些接口电路应该也是低功耗的，否则会造成一方面使用低电压降低了功耗，另一个方面使用额外的接口电路又增加了系统的功耗。或者直接使用支持3V电压的外围芯片。图1 （2）时钟频率 从低功耗的角度看，需要较低的频率，但是在实时应用中为了快速响应外部事件
单片机与嵌入式的区别之学习感悟
单片机与嵌入式的区别之学习感悟 单片机和嵌入式，其实没有什么标准的定义来区分他们，对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说，都有他们自己的定义，接下来，就谈谈本人对这两个概念的理解和感悟。 首先明确概念，什么是单片机，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。比如最经典的51系列单片机，外观只是一块一个拇指大小的长方体芯片，共40个引脚，里面包含了逻辑运算单元。实际上也就是一个cpu。 一直记得上单片机的第一节课上，老师介绍单片机时，是这样说的：单片机姓单。为什么要强调这一点呢？方便容易分不清的童鞋，以后每次想问这个问题的时候都想想这句话。了解的人其实很容易分开它们，实际上他们也没有什么可比性。 首先，见过单片机的人，都知道，其实单片机只是一块芯片，里面有运算器、存储器等组成的一个具有逻辑、运算、通信等功能的单元。说的再具体点，实际一个CPU。 DSP芯片也可以认为是一个单片机。当然它们性能很强大，但是功能依然很单一，总之就是处理数据、逻辑。 其次，单片机可以完成很多的任务处理，但一般都是跟一定的外围设备进行协作，比如，添加LED灯，实现交通灯系统;添加液晶屏，实现动画播放等。（当然很多同学都已经在大学期间自己完成过一个最小系统） 最后，我们来总结一下单片机，单片机是完成运算、逻辑控制、通信等功能的单一模块。相信我的上述讲解中，大家发现到了，单片机真的就是姓单（这个字读dan）。 针对嵌入式的概念是有些模糊定义的，一般情况下指的都是嵌入式系统。正因为这个概念有些模糊，所以会导致很多人对该概念的模糊认识。（就像大学中的一门课程，既可以叫
PLC,DSP,ARM,单片机有什么区别
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。 相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC 的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。 近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。 通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。 数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
离散数学知识点总结
离散数学知识点总结 一、各章复习要求与重点 第一章 集 合 [复习知识点] 1、集合、元素、集合的表示方法、子集、空集、全集、集合的包含、相等、幂集 2、集合的交、并、差、补等运算及其运算律（交换律、结合律、分配律、吸收律、 De Morgan 律等），文氏（V enn ）图 3、序偶与迪卡尔积 本章重点内容：集合的概念、集合的运算性质、集合恒等式的证明 [复习要求] 1、理解集合、元素、子集、空集、全集、集合的包含、相等、幂集等基本概念。 2、掌握集合的表示法和集合的交、并、差、补等基本运算。 3、掌握集合运算基本规律，证明集合等式的方法。 4、了解序偶与迪卡尔积的概念，掌握迪卡尔积的运算。 [本章重点习题] P5~6，4、6； P14~15，3、6、7； P20，5、7。 [疑难解析] 1、集合的概念 因为集合的概念学生在中学阶段已经学过，这里只多了一个幂集概念，重点对幂集加以掌握，一是掌握幂集的构成，一是掌握幂集元数为2n 。 2、集合恒等式的证明 通过对集合恒等式证明的练习，既可以加深对集合性质的理解与掌握；又可以为第三章命题逻辑中公式的基本等价式的应用打下良好的基础。实际上，本章做题是一种基本功训练，尤其要求学生重视吸收律和重要等价式在B A B A ~?=-证明中的特殊作用。 [例题分析] 例1 设A ，B 是两个集合，A={1，2，3}，B={1，2}，则=-)()(B A ρρ 。 解 }}3,2,1{},3,2{},3,1{},2,1{},3{},2{},1{,{)(φρ=A }}2,1{},2{},1{,{)(φρ=B 于是}}3,2,1{},3,2{},3,1{},3{{)()(=-B A ρρ
离散数学关系性质的C++或C语言判断实验报告
1.【实验目的】 对称： 通过算法设计并编程实现对给定集合上的关系是否为对称关系的判断，加深学生对关系性质的理解，掌握用矩阵来判断关系性质的方法 自反： 通过算法设计并编程实现对给定集合上的关系是否为自反关系的判断，加深学生对关系性质的理解，掌握用矩阵来判断关系性质的方法。 2.【实验内容】 已知关系R 由关系矩阵M 给出，要求判断由M 表示的这个关系是否为对称关 系。假定R 的关系矩阵为：?????? ? ??=1234210330124321M 3.【实验要求】 C 语言编程实现 4.【算法描述】 对称： 从给定的关系矩阵来判断关系R 是否为对称是很容易的。若M （R 的关系矩阵）为对称矩阵，则R 是对称关系；若M 为反对称矩阵，则R 是反对称关系。因为R 为对称的是等价关系的必要条件，所以，本算法可以作为判等价关系算法的子程序给出。 算法实现： （1） 输入关系矩阵M （M 为n 阶方阵）； （2） 判断对称性，对于i=2，3，….，n ；j=1，2,……，i-1，若存在m ij =m ji ， 则R 是对称的； （3） 判断反对称性； （4） 判断既是对称的又是反对称的； （5） 判断既不是对称的又不是反对称的； （6） 输出判断结果。
自反： 从给定的关系矩阵来断判关系R是否为自反是很容易的。若M（R的关系矩阵）的主对角线元素均为1，则R是自反关系；若M（R的关系矩阵）的主对角线元素均为0，则R是反自反关系；若M（R的关系矩阵）的主对角线元素既有1又有0，则R既不是自反关系也不是反自反关系。本算法可以作为判等价关系算法的子程序给出。 算法实现 （1）输入关系矩阵M（M为n阶方阵）。 （2）判断自反性，对于i=1，2，….，n；若存在m =0，则R不是自反 ii =1，则R是自反的；否则R既不是自反关系也不是的；若存在m ii 反自反关系。 （3）输出判断结果。 源代码 #include
通用型与SoC型的MCU该如何选择,未来将推进哪些技术领域的发展
通用型与SoC型的MCU该如何选择，未来将推进哪些技术领域的发展业界声音 1、针对MCU新出现的趋势，工程师们这样选型 嵌入式系统联谊会秘书长：何小庆 现在的MCU主要分为两类：专用的SoC型MCU和通用型MCU。SoC型MCU在市场上的产品很多，这类芯片的出现，从厂家的研发到推广的力度，都比通用型MCU要大和强。像TI公司目前ARM类的MCU就是以SoC的MCU为主，并且针对IoT 领域。 恩智浦与Freescale 合并后，在SoC 型MCU的研发力度比以前要大。恩智浦现在两条腿在走路，一方面拥有通用型的MCU（比如54xx系列），另一方面拥有SoC型的MCU。目前的市场现状是：坚持通用型线路的MCU生产厂商为数不多，ST公司的Cortex-M0/M3/M4/ M7系列还在此行列，目前拥有900多种产品；Silicon Labs的Gecko （小壁虎）系列也一直在走通用型路线，最近几年，Silicon Labs专注在无线领域SoC型MCU 上，内核还是沿用小壁虎的内核，外围电路集成蓝牙和ZigBee功能，Silicon Labs比较擅长关于IoT的Thread网络协议栈。 从开发者的角度来讲，该选择通用型MCU还是SoC型MCU呢？可以从以下4方面来考虑： ①从技术的角度选择MCU：审视所要做的产品所涉及的无线协议的标准是否成熟。如果技术很成熟，又有许多成熟的产品在应用，无论是RF的硬件技术还是IP软件技术，我们选SoC型MCU的风险比较小，因为其把所有功能集成在一起，一旦出现问题，依靠厂家才能帮助解决。反之，如果工程师在做一款新的通信标准的产品，那么还是选择通用型MCU+外围无线通信模块的组合方式为好，这样当通信的硬件或软件不成熟时，我们可以更改外围电路部分，主控模块的软件部分则不用做修改。 ②根据产品来选择MCU：当工程师要设计尺寸特别小的可穿戴设备时，比如智能手环或
单片机MSP430的极低功耗系统设计
单片机MSP430的极低功耗系统设计
关于单片机、PLC和嵌入式的对比浅析
关于单片机、PLC和嵌入式的对比浅析 嵌入式是一个大概念，可以说单片机的知识是嵌入式的一个子集。 软件层次上，可以简单分为驱动，系统，应用这3块。基于的硬件至少包括MCU,DSP,SOC 等。 一般说来，搞过几年单片机的人，对MCU+驱动+简单系统+简单应用熟，但对操作系统和复杂应用不熟。 碰到说自己搞嵌入式的人，就鱼龙杂混，要详细问才能判断水平。 对于学生来说，如果看到招聘的职位，嵌入式可以学习和发展的想象空间大，但是很有可能做的事情和桌面开发差别不大，见到内行了都不好意思说自己搞嵌入式的；单片机能学到的东西是有保障的，但想象空间固定些。 嵌入式/单片机领域里，学电子，通信，计算机，软件出身的比较扎堆。 以下单说说PLC 1，20K IO点和20个IO点，都是PLC，嗯。工资的话。。。。 2，PLC仅仅是工厂自动化中大量应用的一种器件，派生的：传感器，通信，驱动（伺服，变频），弱电（0.6KV以下），组态，DCS都可以归属到PLC里。从目前我接触到业内的公司里本地代表处的技术人员，能贯通这些的基本木有（本地区号02X） 3，搞PLC你就只搞PLC了吗？自动化是为过程和工艺服务的，你不融会贯通，你就没有核心竞争力，还比不上码农呢。 4，PLC的技术含量并不低，不软不硬，但是对付的是各种难缠的应用和客户。最近我们一个小项目，诊断和报警代码10K行，C写的。 5，企业的自动化维护人员和OEM商是天与地的区别，前者对着电器图检查一下线路就算是主要工作了，现在哪家用户变更的时候会叫本厂的人来做，还不是叫乙方来。所以，当乙方是不爽，也累，但是你学得到真功夫。 6，西门子工业自动化下，控制器为：200，300，400，1200，1500 。嗯，先不说跨厂家，
单片机与PLC详细比较
要搞清楚单片机与PLC的异同，首先得明确什幺是单片机，什幺是PLC。对此，我们简要回顾一下计算机的发展历程也许有帮助，按计算机专家的原始定义，计算机系统由五大部分--即控制单元（CU）、算术运算单元（ALU）、存储器（Memory）、输入设备（Input）、输出设备（Output）组成。早期计算机（晶体管的或集成电路的，不包括电子管的）的CU或ALU由一块甚至多块电路板组成，CU和ALU是分离的，随着集成度的提高，CU和ALU 合在一块就组成了中央处理单元（CPU）,接着将CPU集成到单块集成电路中就产生MPU 或MCU,出现了如Intel4004、8008、8080，8085、8086、8088、Z80等MPU。此后，MPU 的发展产生了两条分支，一支往高性能、高速度、大容量方向发展，典型芯片如：Intel80186、286、386、486、586、P2、P3、P4等，速度从4.7MHz到现在的3.2GHz。另一支则往多功能方向发展，将存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM、SRAM等)、输入/出接口（Timer/Counter、PWM、ADC/DAC、UART、IIC、SPI、RTC、PCA、FPGA 等）全部集成在一块集成电路中而成为SOC（System On a Chip）。依愚之见，这就是当今广泛应用的单片计算机，简称单片机。这一分支可谓品种繁多，位宽从8位到32位，引脚数从6个到几百个，工作频率从几十KHz到几百MHz,体系结构既有CISC也有RISC,数不胜数。常用的有MCS-51系列、MCS-96系列、PIC系列、A VR系列、ARM7/9系列、TMS320系列、MSP430系列、MOTOROLA众多的单片机等等。 至此，我们可以将计算机核心处理器的发展划分为三个阶段：板级的CPU、芯片级的MPU 和SOC。 PLC是什幺呢？PLC的全称是Programmable Logic Controller（可编过程控制器）,刚引入国内时，曾简称为PC。后来，IBM-PC获得广泛应用，PC成了个人电脑的代名词，才改为PLC。PLC还有另外的一个意思是Power Line Carrier(电力线载波)。 PLC是一种产品，但这种产品有点特别，在没有下载控制程序之前，它不具备任何控制功能，也就是说，没有应用程序的PLC是毫无用处的。PLC实际上是专为工业环境使用的通用控制平台，它必须进行二次开发才能完成最终控制目的，因此，它还需程序编辑/调试软件的配合。 PLC是智能产品，它的核心控制器采用什幺方案呢？板级的CPU肯定是不能考虑的，MPU 也要好几块集成电路构成，以Z80 MPU为例，需要Z80MPU、PIO、CTC、SIO、EPROM、SRAM等，把这些集成电路安装在一块电路板上，这就是早期的单板计算机。这种方案体积太大，不适合现代要求。由此可见，PLC的核心控制器采用单片机是最合适的。 由此可得出结论： 1．PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。 2．单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC是单片机应用系统的一个特例。 3．不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海，各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。
超低功耗系统设计
超低功耗系统设计 学院： 学号： 姓名：
基于MSP430单片机的开关稳压电源设计 MSP430系列单片机是美国TI公司生产的新一代16位单片机，是一种超低功耗的混合信号处理器(MixedSignal Processor)，它具有低电压、超低功耗、强大的处理能力、系统工作稳定、丰富的片内外设、方便开发等优点，具有很高的性价比，在工程控制等领域有着极其广泛的应用范围。开关Boost稳压电源利用开关器件控制、无源磁性元件及电容元件的能量存储特性，从输入电压源获取分离的能量，暂时把能量以磁场的形式存储在电感器中，或以电场的形式存储在电容器中，然后将能量转换到负载。对DC—DC主回路采用Boost升压斩波电路。 2 系统结构和总设计方案 本开关稳压电源是以MSP430F449为主控制器件，它是TI公司生产的16位超低功耗特性的功能强大的单片机，其低功耗的优点有利于系统效率高的要求，且其ADCl2是高精度的12位A／D转换模块，有高速、通用的特点。这里使用MSP430完成电压反馈的PI调节；PWM波产生，基准电压设定；电压电流显示；过电流保护等。 系统框图如图1所示。 3 硬件电路设计 3．1 DC／DC转换电路设计 系统主硬件电路由电源部分、整流滤波电路、DC／DC转换电路、驱动电
路、MSP430单片机等部分组成。交流输入电压经整流滤波电路后经过DC／DC变换器，采用Boost升压斩波电路DC／DC变换，如图2所示： 根据升压斩波电路的工作原理一个周期内电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即： 式(1)中I1为输出电流，电感储能的大小通过的电流与电感值有关。在实际电路中电感的参数则与选取开关频率与输入／输出电压要求，根据实际电路的要求选用合适的电感值，且要注意其内阻不应过大，以免其损耗过大减小效率采样电路。对于电容的计算，在指定纹波电压限制下，它的大小的选取主要依据式(2)： 式(2)中：C为电容的值；D1为占空比；TS为MOSFET的开关周期；I0为负载电流；V’为输出电压纹波。 3．2 采样电路 采样电路为电压采集与电流采集电路，采样电路如图3所示。其中P6．O，P6．1为MSP430芯片的采样通道，P6．O为电压采集，P6．1为电流采集。 电压采集因为采样信号要输入单片机MSP430内部，其内部采样基准电压选为2．5 V，因此要将输入的采样电压限制在2．5 V之下，考虑安全裕量则将输入电压限制在2 V以下，当输入电压为36 V时，采样电压为：12／ (12+200)×36=2．04 V，符合要求。 电流采集采用康铜丝进行采集。首先考虑效率问题，康铜丝不能选择过大，同时MSP430基准电压为2．5 V，且所需康铜丝需自制。考虑以上方面在康铜丝阻值选取上约为O．1Ω。 3．3 PWM驱动电路的设计 电力MOSFET驱动功率小，采用三极管驱动即可满足要求，驱动电路如图
单片机与PLC之间的区别联系
单片机与PLC之间的区别联系 单片机和PLC之比较 ? ?要搞清楚单片机与PLC的异同，首先得明确什幺是单片机，什幺是PLC。对此，我们简要回顾一下计算机的发展历程也许有帮助，按计算机专家的原始定义，计算机系统由五大部分--即控制单元(CU)、算术运算单元(ALU)、存储器(Memory)、输入设备(Input)、输出设备(Output)组成。早期计算机(晶体管的或集成电路的，不包括电子管的)的CU或ALU由一块甚至多块电路板组成，CU和ALU是分离的，随着集成度的提高，CU和ALU合在一块就组成了中央处理单元(CPU),接着将CPU集成到单块集成电路中就产生MPU或MCU,出现了如Intel4004、8008、8080，8085、8086、8088、Z80等MPU。此后，MPU的发展产生了两条分支，一支往高性能、高速度、大容量方向发展，典型芯片如：Intel80186、286、386、486、586、P2、P3、P4等，速度从4.7MHz到现在的3.2GHz。另一支则往多功能方向发展，将存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM、SRAM等)、输入/出接口(Timer/Counter、PWM、ADC/DAC、UART、IIC、SPI、RTC、PCA、FPGA等)全部集成在一块集成电路中而成为SOC(System On a Chip)。依愚之见，这就是当今广泛应用的单片计算机，简称单片机。这一分支可谓品种繁多，位宽从8位到32位，引脚数从6个到几百个，工作频率从几十KHz到几百MHz,体系结构既有CISC也有RISC,数不胜数。常用的有MCS-51系列、MCS-96系列、PIC系列、AVR系列、ARM7/9系列、TMS320系列、MSP430系列、MOTOROLA众多的单片机等等。 ?
单片机和PLC的区别
PLC与单片机的区别 学术文章2010-07-09 09:27:07 阅读52 评论0 字号：大中小订阅 要搞清楚单片机与PLC的异同，首先得明确什幺是单片机，什幺是PLC。对此，我们简要回顾一下计算机的发展历程也许有帮助， 按计算机专家的原始定义，计算机系统由五大部分--即控制单元（CU）、算术运算单元（ALU）、存储器（Memory）、输入设备（Input）、 输出设备（Output）组成。早期计算机（晶体管的或集成电路的，不包括电子管的）的CU或ALU由一块甚至多块电路板组成， CU和ALU是分离的，随着集成度的提高，CU和ALU合在一块就组成了中央处理单元（CPU）,接着将CPU 集成到单块集成电路中就产生MPU或MCU,出现了如Intel4004、8008、8080，8085、8086、8088、Z80等MPU。此后， MPU的发展产生了两条分支，一支往高性能、高速度、大容量方向发展，典型芯片如：Intel80186、286、386、486、586、P2、P3、P4等 ，速度从4.7MHz到现在的3.2GHz。另一支则往多功能方向发展，将存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM、SRAM等)、 输入/出接口（Timer/Counter、PWM、ADC/DAC、UART、IIC、SPI、RTC、PCA、FPGA等）全部集成在一块集成电路中而 成为SOC（System On a Chip）。依愚之见，这就是当今广泛应用的单片计算机，简称单片机。这一分支可谓品种繁多，位宽从8位到32位， 引脚数从6个到几百个，工作频率从几十KHz到几百MHz,体系结构既有CISC也有RISC,数不胜数。常用的有MCS-51系列、MCS-96系列、PIC系列、 AVR系列、ARM7/9系列、TMS320系列、MSP430系列、MOTOROLA众多的单片机等等。 至此，我们可以将计算机核心处理器的发展划分为三个阶段：板级的CPU、芯片级的MPU和SOC。 PLC是什幺呢？PLC的全称是Programmable Logic Controller（可编过程控制器）,刚引入国内时，曾简称为PC。 后来，IBM-PC获得广泛应用，PC成了个人电脑的代名词，才改为PLC。PLC还有另外的一个意思是Power Line Carrier(电力线载波)。 PLC是一种产品，但这种产品有点特别，在没有下载控制程序之前，它不具备任何控制功能，也就是说，没有应用程序的PLC是毫无用处的。PLC实际上是专为工业环境使用的通用控制平台，它必须进行二次开发才能完成最终控制目的，因此， 它还需程序编辑/调试软件的配合。 PLC是智能产品，它的核心控制器采用什幺方案呢？板级的CPU肯定是不能考虑的，MPU也要好几块集成电路构成，以Z80 MPU为例， 需要Z80MPU、PIO、CTC、SIO、EPROM、SRAM等，把这些集成电路安装在一块电路板上，这就是早期的单板计算机。这种方案体积太大， 不适合现代要求。由此可见，PLC的核心控制器采用单片机是最合适的。 由此可得出结论： 1．PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。
浅析单片机与PLC的异同
Ｉ Ｔ 技术 ２００８ ＮＯ．１３ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 科技创新导报 １ 单片机基本概念 我们知道，计算机系统由五大部分——即控制单元（ＣＰＵ）、算术运算单元（ＡＬＵ）、存储器（Ｍｅｍｏｒｙ）、输入设备（Ｉｎｐｕｔ）、输出设备（Ｏｕｔｐｕｔ）组成。早期计算机的ＣＵ或ＡＬＵ由一块甚至多块电路板组成，ＣＵ和ＡＬＵ是分离的，随着集成度的提高，ＣＵ和ＡＬＵ合在一块就组成了中央处理单元（即ＣＰＵ），接着将ＣＰＵ集成到单块集成电路中就产生ＭＰＵ或ＭＣＵ，出现了如Ｉｎｔｅｌ４００４、８００８、８０８０，８０８５、８０８６、８０８８、Ｚ８０等ＭＰＵ。此后，ＭＰＵ的发展产生了两条分支，一支往高性能、高速度、大容量方向发展，典型芯片如：Ｉｎｔｅｌ８０１８６、２８６、３８６、４８６、５８６、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４等，速度从４．７ＭＨｚ到现在的３．２ＧＨｚ。另一支则往多功能方向发展，将存储器如ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ ＲＯＭ、ＳＲＡＭ等、输入／出接口如Ｔｉｍｅｒ／Ｃｏｕｎｔｅｒ、ＰＷＭ、ＡＤＣ／ＤＡＣ、ＵＡＲＴ、ＩＩＣ、ＳＰＩ、ＲＴＣ、ＰＣＡ、ＦＰＧＡ等全部集成在一块集成电路中而成为ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）。这就是当今广泛应用的单片计算机，简称单片机。 所谓单片机，就是把中央处理器ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ），存储器（ｍｅｍｏｒｙ），定时器，Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机又称为“微控制器ＭＣＵ”。中文“单片机”的称呼是由英文名称“ＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ”直接翻译而来的。 单片机按应用领域可分为：家电类，工控类，通信类，个人信息终端类等等；按通用性可分为：通用型和专用型。通用型单片机内部资源比较丰富，性能全面，而且通用性强，可履盖多种应用要求。小到家用电器仪器仪表，大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。专用型单片机针对某一种产品或某一种控制应用而专门设计的，设计时已使结构最简，软硬件应用最优，可靠性及应用成本最佳，用途比较专一，出厂时程序已经一次性固化好，不能再修该的单片机。 在现今的单片机领域中，单片机的种类层出不穷，功能也越来越强，常用的有ＭＣＳ－５１系列、ＭＣＳ－９６系列、ＰＩＣ系列、ＡＶＲ系列、ＡＲＭ７／９系列、ＴＭＳ３２０系列、ＭＳＰ４３０系列、ＭＯＴＯＲＯＬＡ众多的单片机等等。２ ＰＬＣ ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）， 是指以计算机技术为基础的新型工业装 置。在１９８７年国际电工委员会 （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）颁布的 ＰＬＣ标准草案中对ＰＬＣ下定义：“ＰＬＣ是一 种专门为在工业环境下应用而设计的数字 运算操作的电子装置。它采用可以编制程 序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑 运算、顺序运算、计时、计数和算术运算 等操作的指令，并能通过数字式或模拟式 的输入和输出，控制各种类型的机械或生 产过程。ＰＬＣ及其有关的外围设备都应该 按易于与工业控制系统形成一个整体，易 于扩展其功能的原则而设计。”刚引入国 内时，曾简称为ＰＣ，后来，ＩＢＭ－ＰＣ获得广 泛应用，ＰＣ成了个人电脑的代名词，才改 为ＰＬＣ。ＰＬＣ是由模仿继电器控制原理发 展起来的，自二十世纪六十年代美国推出 可编程逻辑控制器取代传统继电器控制装 置以来，ＰＬＣ得到了快速发展，在世界各地 得到了广泛应用。同时，ＰＬＣ的功能也不 断完善。随着计算机技术、信号处理技术、 控制技术网络技术的不断发展和用户需求 的不断提高，ＰＬＣ在开关量处理的基础上 增加了模拟量处理和运动控制等功能。 ＰＬＣ是一种产品，但这种产品有点特 别，在没有下载控制程序之前，它不具备任 何控制功能，也就是说，没有应用程序的 ＰＬＣ是毫无用处的。ＰＬＣ实际上是专为工 业环境使用的通用控制平台，它必须进行 二次开发才能完成最终控制目的，因此，它 还需程序编辑／调试软件的配合。 ＰＬＣ是智能产品，它的核心控制器采 用什幺方案呢？板级的ＣＰＵ肯定是不能 考虑的，ＭＰＵ也要好几块集成电路构成， 以Ｚ８０ ＭＰＵ为例，需要Ｚ８０ＭＰＵ、ＰＩＯ、 ＣＴＣ、ＳＩＯ、ＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ等，把这些集 成电路安装在一块电路板上，这就是早期 的单板计算机。这种方案体积太大，不适 合现代要求。由此可见，ＰＬＣ的核心控制 器采用单片机是最合适的。 ３ 单片机与ＰＬＣ的异同 由以上分析可得出结论： （１）ＰＬＣ是建立在单片机之上的产品， 它自身就是一个复杂的嵌入式系统。单片 机是一种集成电路，不过是个芯片，两者不 具有可比性。 （２）单片机可以构成各种各样的应用系 统，从微型、小型到中型、大型都可，ＰＬＣ 是单片机应用系统的一个特例。 （３）不同厂家的ＰＬＣ有相同的工作原 理，类似的功能和指标，有一定的互换性， 质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈 进。这正是ＰＬＣ获得广泛应用的基础。而 单片机应用系统则是八仙过海，各显神通， 功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用 和维护都很困难。 （４）ＰＬＣ和单片机最大的区别是ＰＬＣ可 靠，抗干扰能力强，适用于工业现场。电力 系统中由于存在较大干扰，所以一般采用 ＰＬＣ。单片机便宜很多，且功能多，简单方 便，一般家用较多，家用电器里基本都有单 片机。而ＰＬＣ是一台机器，由很多的单片机 及外围接口做成，是电工用的“单片机”。 （５）对单项工程或重复数极少的项目， 采用ＰＬＣ方案是明智、快捷的途径，成功 率高，可靠性好，但成本较高。对于量大的 配套项目，采用单片机系统具有成本低、 效益高的优点，但这要有相当的研发力量 和行业经验才能使系统稳定、可靠地运 行。最好的方法是单片机系统嵌入ＰＬＣ的 功能，这样可大大简化单片机系统的研制 时间，性能得到保障，效益也就有保证。 ４ 结语 ＰＬＣ是单片机的工业领域里的单片机 集成系统，可靠、稳定、安全。 总的来讲，ＰＬＣ学习教容易，工程价格 高，单片机牵扯到的知识多，学习投入较 少，想学好不容易，应该先打好数字电路、 模拟电路的基础。两者的学习都很重要， 都要下一番功夫才能掌握。只要学得精 通，无论学好哪一门课程，对就业及以后的 发展都有很大的帮助。 参考文献 ［１］田淑珍．可编程控制器原理及应用［Ｍ］． 机械工业出版社，２００１． ［２］穆兰．《单片微型计算机原理及接口技 术》［Ｍ］．机械工业出版社，２００１． ［３］秦晓梅，陈育斌，杨建华．单片机原理及 应用技术［Ｍ］．科学出版社，２００５． ［４］方天红．单片机与可编程控制器应用技 术［Ｍ］．电子工业出版社，２００３，０８． 浅析单片机与ＰＬＣ的异同 苗红蕾 （邢台技师学院 河北邢台 ０５４００１） 摘 要：单片机和ＰＬＣ是电气自动化和机电一体化化等专业的学生必学的两门课程。许多学生在学习过程中，很长时间都搞不清楚两者 的区别与联系。本文从单片机和ＰＬＣ的产生、发展、特点以及应用范围等方面简要阐述了两者的异同之处。 关键词：单片机 ＰＬＣ 中图分类号：Ｕ４６３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００８）０５（ａ）－００２１－０１ ２１ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ