致力于电子工程师培训
( Wed, 1 Dec 2010 16:12:15 +0800 )
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以前总是听老师说，工作不好找，大学毕业生太多太多，要考研，努力往上学。话并不错，上的高用心确实能学到好多东西。但是对老师说的，可以找其它工作，不局限于专业不致可否。若只是为了温饱，对所从专业不感冒的话，倒也是个不错选择。毕竟大学，至少收获了思维，收获了获取信息和知识的方法。但是，对电子类专业学生来说，你们的专业不错，缺老想着转行，有的甚至跨专业考研。难道紧为了学历？不管怎样吧，人个有志，不加评论。不要被老师吓着了，真的就业难么？为什么有的公司还愁着找不到人才呢。其实找工作前不妨问一下自己，为什么会录我？我比别人有什么竞争力？辟如说会什么？做过什么项目？电子产品开发不分家，不要说学那么多没用，到时候用不到。可是，你要到用人单位用到时才学么？人家可不想花时间来培育你，看你能给他们带来什么效益，才值那么多工资。 不要怕找工作，怕的人往往是心里没底的。因为大学毕业生不是一般的多，像你一样的一抓一大把。随着大学的扩招，看看学生的质量。闷心自问，你感觉你比高中生会了点啥？特别是理工科的，你比以前懂了些什么技术？再问，企业招你，你去给他做什么？他可以找多少人代替你的工作？这就是为什么了。这就是现在普遍反应的就业难。还是不反对跨专业工作，可是假如你对专业感兴趣的话，从事自己的专业其不两收。而且会更有竞争力，特别是技术类的学生。对电子专业来说，技术性特别强。 从小我们就被教育说，知识改变命运，好好上学，将来上大学，考研，考博，越高越历害。可是，有没想过你要的是什么？你对学术很专注么？你对技术很爱钻研，很爱学习么？那是你的兴趣么？话不假，学历高的有钱途，可那些是真正的以学术为爱好，真正有真才实学的人。一般大学也有教授，博士等，照样拿着一般的工资，也很累，或许你说他们求安稳，福利好。可是有没听过博士生跟本科生强饭碗的，博士毕业找不到工作的照有人在。这里，并非说学的高不好，那就错了，假如你是一个有心人，跟着导师能学到很多知识，见识，对解决问题的方法等，都是一般毕业生所不及的。在大型企业里，如华为，中兴，搞研发的致少硕士以上学历，博士和研究生受欢迎。而下层环节产品的实现责是一般本科生做的。 如今高级电子嵌入式产品设计中，有三大利器，ARM,
,FPGA,将来的若干年里，谁也不会取代谁，俗称三国鼎力，没有提到单片机，因为它规于低档控制器，并非不重要，只是搞单片机的都以此为平台学其它的了。单片机实在太浅了，不是技术的主流，而且单片机简单，会一种其它的不到一周都该会了，都一样的控制端口寄存器外设而以，所以远不能以会了单片机自喜，还是多学点吧。 学那么多知识有用没？能不能用到？干嘛学那多不一定用上。你觉得这种说法怎样？不怎样，你有你的道理，我有我的想法，谁都可以完全按照自己的想法生活。不论从事什么工作都是门路。不妨问一下自己，自己的竞争力是什么，比别人强到哪里，为什么会录用你？要知道比我们优秀的大有人在。对于电子专业来说，ARM.DSP,FPGA是一家，它们都是工具而以，用于实现不同的问题解决方案，只不过各有所长，以本人对三门技术都有接触，对他们的了解来看，它们只是解决问题所采用的不同方案，并不是你会什么，公司就采用什么设计，而是以市场产品为导向，考虑成本，性能，功耗等因素选择最终实现方案。ARM为弥补自身不足，高档系列从ARM10E就开始支持DSP指令集，还有的系列集成有DSP核，再加上一些外围电路就很容易实现复杂的嵌入式产品。DSP处理器能够进行大量复杂数**算，一般用在实时性要求高的系统中，但有其自身缺点，不支持操作系统，控制能力不够强等，但是以经有很大改善，如
公司的达芬奇系列，集成有ARM核，适用于移动通信，数字终端和多媒体处理等很多领域。FPGA责可以实现真正的片上系统，以前也只是否把一些通用逻辑集成到一芯片上，但现在已可以嵌入软核处理器，如alter公司的niosii软核处理器，通过硬件语言很容易实现外围电路与CPU的集成，实现SOC,它们三者各自都能独立完成一个完整产品设计，但目前多是它们的组合运用，因为还是那句话，产品市场说了算，成本说了算 。 人总要活的有价值。找到了自己的兴趣吧。
( Mon, 21 Jun 2010 17:17:33 +0800 )
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功率单位mw和dbm的换算表对于无线工程师来说更常用分贝dBm这个单位，dBm单位表示相对于1毫瓦的分贝数，dBm和W之间的关系是：dBm=10*lg(mW)1w的功率，换算成dBm就是10×lg1000＝30dBm。2w是33dBm，4W是36dBm……大家发现了吗？瓦数增加一倍，dBm就增加3。为什么要用dBm做单位？原因大致有几个：1、对于无线信号的衰减来说，不是线性的，而是成对数关系衰减的。用分贝更能体现这种关系。2、用分贝做单位比用瓦做单位更容易描述，往往在发射机出来的功率几十上百瓦，到了接收端已经是以微微瓦来计算了。3、计算方便，衰减的计算公式用分贝来计算只用做加减法就可以了。
以1mW 为基准的dB算法，即0dBm=1mW，dBm=10*log(Power/1mW)。
发射功率dBm－路径损失dB＝接收信号强度dBm
最小通信功率dBm－路径损失dB≥接收灵敏度下限dBm
最小通信功率dBm≥路径损失dB＋接收灵敏度下限dBm
功率单位mw和dbm的换算表
0 1.0 mW
1 1.3 mW
2 1.6 mW
3 2.0 mW
4 2.5 mW
5 3.2 mW
6 4.0 mW
7 5.0 mW
8 6.0 mW
9 8.0 mW
10 10 mW
11 13 mW
12 16 mW
13 20 mW
14 25 mW
15 32 mW
16 40 mW
17 50 mW
18 64 mW
19 80 mW
20 100 mW
21 128 mW
22 160 mW
23 200 mW
24 250 mW
25 320 mW
26 400mW
27 500mW
28 640mW
29 800mW
30 1.0W
31 1.3W
32 1.6W
33 2.0W
34 2.5W
35 3.0W
36 4.0W
37 5.0W
38 6.0W
39 8.0W
50 100W
60 1000W
射频知识
?功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为w、mw、dBm。dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。
?换算公式：
电平（dBm）=10lgw
5W → 10lg5000 = 37dBm
10W → 10lg10000 = 40dBm
20W → 10lg20000 = 43dBm
?从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm 1、dB　　dB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙 功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log（甲电压/乙电压）。
　　[例] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3 dB。
　　2、dBi 和dBd
　　dBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。
　　[例] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
　　[例] 0dBd=2.15dBi。
　　3、dBc　　dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波 （Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。 在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。
　　4、dBm
　　dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。
　　[例] 如果功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
　　[例] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：
　　10log（40W/1mw）=10log（40000）=10log4+10log10000=46dBm。
　　5、dBw
　　与dBm一样，dBw是一个表示功率绝对值的单位（也可以认为是以1W功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1w）。dBw与dBm之间的换算关系为：0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。
　　[例] 如果功率P为1w，折算为dBw后为0dBw。
　　总之，dB，dBi, dBd, dBc是两个量之间的比值，表示两个量间的相对大小，而dBm、dBw则是表示功率绝对大小的值。在dB，dBm，dBw计算中，要注意基本概念，用一个dBm（或dBw）减另外一个dBm（dBw）时，得到的结果是dB，如：30dBm - 0dBm = 30dB。
　　一般来讲，在工程中，dBm（或dBw）和dBm（或dBw）之间只有加减，没有乘除。而用得最多的是减法：dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘。
( Mon, 17 May 2010 17:07:54 +0800 )
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低通滤波器设计首先根据给定技术条件，选择某一形式的低通原则型滤波器，查出、计算归一化元件值，然后用所有要求的截止频率和负载电阻进行标定，便可得到所需要低通滤波网络。
1、滤波器特性的逼近 理想化的低通滤波器衰减特性是不可能实现的，实际上只能以尽可能小的误差去逼近它，当选用不同的逼近函数便可得到不同响应曲线，即不同的衰减特性的滤波器，经常采用的逼近函数特性有以下几种：
1）巴特沃兹滤波器 又称最平响应滤波器，通带内幅度最平埙，通带外上升缓慢。
2）切比霸夫滤波器 又称等波纹响应滤波器，通带内呈等波纹起伏，通带外衰减单调上升。
3）考尔滤波器 又称通阻带等波纺响应滤波器，通带、阻带内均呈等波起伏，其过渡带衰减上升最快，但设计计算很繁琐，网络结构复杂。
4）贝塞尔滤波器 双称最平时延滤波器，具有最大平坦群时延特性。
2、归一化低通原型滤波器频率和阻抗的结合标定通常，都将低通原型滤波器的阻抗和频率作归一化处理，使得滤波器设计通用化。工程设计中查表得到的是频率和阻抗都已归一化的元件值，根据设计要求还要标定成实际需要的截止频率O。和负载电阻RL（或电源内阻）时的元件值。实际值按下列公式计算；
式中R、L、C、O为实际值1 R1、L1、C1、O为归一化值。
3、综合网络的对称性 用网络综合法设计 巴特沃兹和切比霸夫低通原型滤波器，得到的网络结构形式为T型其对形式X型，如表5.1-2底部和顶部示出的两个对偶网络。这两个网络的响应曲线是一致的，在电气上是等效的，即满足同一要求的低通滤波器都有具有两种结构，设计者可根据要求选定其中一种。一般选电感小的电路，国为电感体积在频率低时较大，损耗较大，制造工艺比电容复杂，且歇易受外界电磁场干扰。
欲将已知T型网络变换为其对偶形式，网络结构和元件特性作如下变化；
（1）串联支路变为并联支路，反之亦然；
（2）并联元件变为串联元件，反之亦然；
（3）电感变为电容，电容变为电感，而元件值不变，即a(H)变a（F）；电阻变为电导，而数值不变，即B（O）变为B（S），开路变为短路，电流源变为电压源，反之亦然。
图5.1-4示出由已知T型网络变换为其对偶形式的例子。
巴特沃兹低通滤波器设计
巴特沃兹低通滤波器在零频率上有最佳的衰减特性逼近。
当考虑截止频率为任意频率OP（即基准频率为任意频率OP）时的衰减特性如图5.1-5所示。
切比雪夫低通滤波器设计
切比雪夫低通滤波器，在通带内衰减呈现等起伏特性，起伏的大小标志着衰减对理想均匀特性的最大偏离，而阻带内以更大的增长速率衰减。
对于匹配型切比雪夫低通滤波器，传输函数的模平方和衰减分别为
式中|K|2为特征函数的模平方；T。（R）为切比雪夫多项式；N为切比雪夫多项式的阶数，也就是滤波器的阶段；R为归一频率，R=W/WP；WP为截止频率；AP为截止频率R=1上的衰减；C为在截止频率R=1上反射系数或衰减；C为在截止频率R=1上反射系数或衰减的度量。
下面只给出奇阶切比雪夫滤波器设计计算的一般形式，因为滤波器两端电阻之比R1/R2完全取决于直流反射系数P（O）或直流衰减A（O），由于奇阶切比雪夫滤波器的A（O）=O或P（O）=O，所以R2=R1。表5.1-4示出这类滤波器的设计步骤和举例。
对于偶阶切比雪夫滤波器，相应的直流衰为A（O）=101G（1+C2）=AP
即A（O）等于在截止频率R=1上的衰减AP，从即|P（O）|等于在R=1上的反射系数P，所以A（O）或P（O）均不相等，必须通过适当的频率变换，得到这类滤波器的一种变换型，才可以应用R2=R1的情况进行分析和计算，请参考文献（1）
滤波器的频率变换与网络转换
应用网络综合法设计滤波器时，一般只设计各种类型低通原型滤波器，而高通、带通和带阻滤波器则可以由低通原型滤波器，借助频率变换原理，通过网络转换而得到。从频率原理来看，选择一个适当的变换式，将低通响应曲线变换为高通、带通
及带阻响应曲线，经过网络转换实现变换后的各类滤波器，其元件参数由低通原型滤波器元件参数值来表示，参见表5.1-5、表5.1-6、表5.1-7。
( Thu, 4 Feb 2010 12:03:50 +0800 )
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每当见到工作七、八年，甚至十年的老工程师前来面试或参加招聘会时，我会觉得的尴尬和难受，总会自然而然的想着：几年以后，我，我的兄弟，我的朋友是否也会像他们一样。整个大中国的所有老工程师当中，他们又占有几成？我不想知道，我害怕知道，只感觉心好酸，好无奈！
当拒绝一个满脸通红、低声说话的应届小女生后，看着她沮丧的离去时，真想鼓起勇气叫住她：“您来我们公司吧！我们会指导您，手把手的教您”，但是公司允许吗？老板愿意吗？我心酸，我无奈。
当农村的父母省吃俭用日盼夜盼，盼着自己的孩子能考上大学，盼到后又这借那借，到处借钱供孩子上大学。可是当广大的我们毕业后，依然找不到工作，或是做上根本就不适合的工作，根本就没有能力为父母分担的时候。。。。想到这，我眼睛红了，有点模糊，除了感受心酸和无奈外，我能做什么？我们还能做些什么？？？
当老板没有实现当初的诺言；当同事们在抱怨着累死累活确只得到这么点年终奖金；当同事，当初的兄弟、战友们远离我们另寻自己的前程时，除了祝愿他们一路走好，有空常来看我们外，还能说什么，做些什么？心酸和无奈。
当领导抱怨着人才不好招，当毕业生们找不到工作，当工程师抱怨没有好的待遇而频繁跳槽，眼睁睁的看着我们这个浮躁的社会培养出我们这些浮躁的工程师浮躁企业的时候，我们能做什么？除了接受现实，学会适应这个坏境外，我们能做什么？心酸和无奈。
当凌晨两点，还在抱着“本本”奋斗时，对面的“大哥”却躲在背窝里看动画片，还不时的发出憋了很久，而再也憋不住的笑声的时候，我们能做什么？当用单片机最小系统及跑马灯程序难住一个个自称是亲自用51、ARM和C语言做过课题的本科，甚至研究生时，心里又是一种什么样的感受。当面对一个自称有 3、4年亲自应用ARM经验的电子类专业的项目负责人来应聘ARM嵌入式工作岗位，确已经忘记了ARM中断入口在哪里和不能描述ARM启动过程和代码时会是什么样的感受？要求的待遇比身边的兄弟及自己都高时又会是什么样的感受？心酸和无奈？
最后，当你最爱的人，也是最能了解和理解您的人，她依然关心和爱着你，却由于这现实的生活，家庭因素等等，痛哭的离您而去的时候，请问你们又会是什么样的感受？能否再用心酸和无奈来形容？
在这一个个心酸和无奈之后，我能做什么？在这里嚎叫尽情喧嚣之后又能做什么？羽毛球：奋力的救球，高高跃起大力扣杀；足球：疯狂的奔跑，拼了命的倒地铲球，一直拼到脚抽筋。。。。。累了之后，回去洗个热水澡，然后平静下来，继续及更加努力的工作、学习，体验和享受生活！
祝我们工程师、同学们都能快快乐乐的工作、学习和生活，勇敢的面对一切，更加要学会在逆境中成长和自强不息！也祝我们的父母、老师和曾经帮助过的朋友们身体健康！
( Sun, 17 Jan 2010 16:01:22 +0800 )
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嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。在众多的处理器中，ARM是专为嵌入式应用而设计的处理器，由于其低功耗、高性价比和易扩展性等特点，在嵌入式系统中得到了最为广泛的应用。在许多成功的32位嵌入式系统中，ARM处理器都是其核心组成部分。ARM内核已被广泛应用于移动***、掌上设备以及种类繁多的便携式消费类产品中。随着ARM处理器越来越广泛的应用，如何提高代码的执行效率已成为工程师关注的问题，同时如何在实时嵌入式应用中，通过代码优化以减少消耗过多的CPU运行时间已成为人们关注的焦点。软件开发中，常用的代码优化技巧有“循环展开”、“减少外存访问”、“考虑CPU带宽”、“循环减计数”、“循环变量数据类型”、“使用SWITCH取代条件判断”等。而图像在不同屏幕尺寸之间缩放的程序是嵌入式领域常常用到的功能。这里就以实现这样一个常见功能的程序为例，说明程序优化的技巧。
1 实例分析
程序的目标是将一个长宽为240×160，格式为RGB565的显示缓冲区的内容映射到长宽为320×240，格式也为RGB565的显示缓冲区内。因为源数据宽度是240点，所以，放大到目的区域的时候，就需要每3个源数据点中，重复1点的数据，变成4点，放到目的显示缓冲区中。同样，每2行源数据也要重复1行，变成3行，放到目的显示缓冲区中。源数据和目的数据分别定义如下(保证源显示缓冲区和目的显示缓冲区都是4字节对齐起始的)：
(10.24 KB)
2010-1-17 09:04
注：以下所有程序均是使用ADS1．1编译，CPU主频为100 MHz，使用ARM7EJ-S为目标处理器，小端编译方式，测试的时间是以所有的程序和数据均是Cache全命中为前提测试得到的。
2 原始程序
下面这段程序是没有经过任何优化的程序，仅仅实现了相应的功能要求，运行时间为10 ms。
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2010-1-17 09:04
3 优化步骤
第一，采用循环展开的技巧进行优化，也就是尽量减少内层循环的次数。这里在行循环中，由原来的每次处理1行源数据，一共循环160次，改成每次处理 2行源数据，一共只需要循环80次。同时，在行内部的列循环中，由原来的每次处理1个源像素点，一共循环240次，改成1次处理3个源像素点，一共只需要循环 80次。运行时间缩短为8 ms。
(28.06 KB)
2010-1-17 09:04
(18.54 KB)
2010-1-17 09:04
第二，因为ARM处理器的带宽是4字节，所以，取数据时也使用4字节的方式是效率最高的，程序设计时也要尽量利用这个特点提高效率。下面就利用这个特点，每次取源数据时都取4字节。因为行内部是每3点要重复1点，因此，行内部循环改为每次处理6个像素点，这样，又进一步减少了循环次数。运行时间缩短为4 ms。
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2010-1-17 09:04
第三，访问外存往往是程序运行的瓶颈，因为外存的速度一般远远低于CPU运行速度，所以，在编程的过程中，要尽量减少对外存的访问。下面，将行循环中重复写入的那行在上一行生成的过程中直接完成，减少了拷贝重复行过程中读取1行的时间。运行时间缩短为3 ms。
(44.18 KB)
2010-1-17 09:04
本文以图像在不同屏幕尺寸之间缩放的程序为例讲解了代码优化技巧方法，给出了源代码进行探讨，并通过实验得以证实。希望有助于读者编写出在提高执行速度和减小代码尺寸方面更高效的C源代码。
参考文献 1. Slo Andrew N,Symes Dominic,Wright Chris.ARM System Developer's Guide Designing and Optimizing System Software[M].Boston:Morgan Kaufma Publishers,2004. 2. 梁东莺,郑玮琨.ARM处理器下C语言编程效率优化[J].深圳信息职业技术学院学报,2007,6(5). 3. 冯德锦.基于ARM处理器的手持设备程序优化[J].单片机与嵌入式系统应用,2002(9). 4. 三恒星科技.ARM嵌入式系统入门[M].北京:中国电力出版社,2008. 5. 金丽,包志华,陈海进.基于ARM嵌入式系统的C程序优化设计方法[J].南通大学学报:自然科学版,2006(3). 6. 辛鑫,蒙建波,罗根.由C到ARM汇编指令及程序优化[J].单片机与嵌入式系统应用,2007(6).
( Fri, 15 Jan 2010 17:47:26 +0800 )
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学习单片机几个不易掌握的概念
电子爱好者开始学习单片机知识，因单片机的内容比较抽象，相对电子爱好者已熟悉的模拟电路、数字电路，单片机中有一些新的概念，这些概念非常基本以至于一般作者不屑去谈，教材自然也不会很深入地讲解这些概念，但这些内容又是学习中必须要理解的，下面就结合作者的学习、教学经验，对这些最基本概念作一说明，希望对自学者有所帮助。
　　 一、总线：
　　 我们知道，一个电路总是由元器件通过电线连接而成的，在模拟电路中，连线并不成为一个问题，因为各器件间一般是串行关系，各器件之间的连线并不很多，但计算机电路却不一样，它是以微处理器为核心，各器件都要与微处理器相连，各器件之间的工作必须相互协调，所以就需要的连线就很多了，如果仍如同模拟电路一样，在各微处理器和各器件间单独连线，则线的数量将多得惊人，所以在微处理机中引入了总线的概念，各个器件共同享用连线，所有器件的8根数据线全部接到8根公用的线上，即相当于各个器件并联起来，但仅这样还不行，如果有两个器件同时送出数据，一个为0，一个为1，那么，接收方接收到的究竟是什么呢？这种情况是不允许的，所以要通过控制线进行控制，使器件分时工作，任何时候只能有一个器件发送数据（可以有多个器件同时接收）。器件的数据线也就被称为数据总线，器件所有的控制线被称为控制总线。在单片机内部或者外部存储器及其它器件中有存储单元，这些存储单元要被分配地址，才能使用，分配地址当然也是以电信号的形式给出的，由于存储单元比较多，所以，用于地址分配的线也较多，这些线被称为地址总线。
　　 二、数据、地址、指令：
　　 之所以将这三者放在一起，是因为这三者的本质都是一样的──数字，或者说都是一串‘0’和‘1’组成的序列。换言之，地址、指令也都是数据。
　　 指令：由单片机芯片的设计者规定的一种数字，它与我们常用的指令助记符有着严格的一一对应关系，不可以由单片机的开发者更改。
　　 地址：是寻找单片机内部、外部的存储单元、输入输出口的依据，内部单元的地址值已由芯片设计者规定好，不可更改，外部的单元可以由单片机开发者自行决定，但有一些地址单元是一定要有的（详见程序的执行过程）。
　　 数据：这是由微处理机处理的对象，在各种不同的应用电路中各不相同，一般而言，被处理的数据可能有这么几种情况：
地址（如MOV DPTR，#1000H），即地址1000H送入DPTR。
方式字或控制字（如MOV TMOD，#3），3即是控制字。
常数（如MOV TH0，#10H）10H即定时常数。
实际输出值（如P1口接彩灯，要灯全亮，则执行指令：MOV P1，#0FFH，要灯全暗，则执行指令：MOV P1，#00H）这里0FFH和00H都是实际输出值。又如用于LED的字形码，也是实际输出的值。
　　 理解了地址、指令的本质，就不难理解程序运行过程中为什么会跑飞，会把数据当成指令来执行了。 三、P0口、P2口和P3的第二功能用法：
　　 初学时往往对P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解，认为第二功能和原功能之间要有一个切换的过程，或者说要有一条指令，事实上，各端口的第二功能完全是自动的，不需要用指令来转换。如P3.6、P3.7分别是WR、RD信号，当微片理机外接RAM或有外部I/O口时，它们被用作第二功能，不能作为通用I/O口使用，只要一微处理机一执行到MOVX指令，就会有相应的信号从P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令说明。事实上‘不能作为通用I/O口使用’也并不是‘不能’而是（使用者）‘不会’将其作为通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一条SETB P3.7的指令，并且当单片机执行到这条指令时，也会使P3.7变为高电平，但使用者不会这么去做，因为这通常这会导致系统的崩溃（即死机）。
　　 四、程序的执行过程
　　 单片机在通电复位后8051内的程序计数器（PC）中的值为‘0000’，所以程序总是从‘0000’单元开始执行，也就是说：在系统的ROM中一定要存在‘0000’这个单元，并且在‘0000’单元中存放的一定是一条指令。
　　 五、堆栈：
　　 堆栈是一个区域，是用来存放数据的，这个区域本身没有任何特殊之处，就是内部RAM的一部份，特殊的是它存放和取用数据的方式，即所谓的‘先进后出，后进先出’，并且堆栈有特殊的数据传输指令，即‘PUSH’和‘POP’，有一个特殊的专为其服务的单元，即堆栈指针SP，每当执一次PUSH指令时，SP就（在原来值的基础上）自动加1，每当执行一次POP指令，SP就（在原来值的基础上）自动减1。由于SP中的值可以用指令加以改变，所以只要在程序开始阶段更改了SP的值，就可以把堆栈设置在规定的内存单元中，如在程序开始时，用一条MOV SP，#5FH指令，就时把堆栈设置在从内存单元60H开始的单元中。一般程序的开头总有这么一条设置堆栈指针的指令，因为开机时，SP的初始值为07H，这样就使堆栈从08H单元开始往后，而08H到1FH这个区域正是8031的第二、三、四工作寄存器区，经常要被使用，这会造成数据的浑乱。不同作者编写程序时，初始化堆栈指令也不完全相同，这是作者的习惯问题。当设置好堆栈区后，并不意味着该区域成为一种专用内存，它还是可以象普通内存区域一样使用，只是一般情况下编程者不会把它当成普通内存用了。
　　 六、单片机的开发过程
　　 这里所说的开发过程并不是一般书中所说的从任务分析开始，我们假设已设计并制作好硬件，下面就是编写软件的工作。在编写软件之前，首先要确定一些常数、地址，事实上这些常数、地址在设计阶段已被直接或间接地确定下来了。如当某器件的连线设计好后，其地址也就被确定了，当器件的功能被确定下来后，其控制字也就被确定了。然后用文本编缉器（如EDIT、CCED等）编写软件，编写好后，用编译器对源程序文件编译，查错，直到没有语法错误，除了极简单的程序外，一般应用仿真机对软件进行调试，直到程序运行正确为止。运行正确后，就可以写片（将程序固化在EPROM中）。在源程序被编译后，生成了扩展名为HEX的目标文件，一般编程器能够识别这种格式的文件，只要将此文件调入即可写片。在此，为使大家对整个过程有个认识，举一例说明：
表１：源程序
ORG 0000H LJMP START ORG 040H START： MOV SP，#5FH ;设堆栈
LOOP： NOP LJMP LOOP ；循环
END ；结束 表2
:03000000020040BB
:0700400075815F000200431F
02 00 40 FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF 75 81 5F 00 02 00 43
　　 表1为源程序。
　　 表2是汇编后得到的HEX文件。
　　 表3是由HEX文件转换成的目标文件，也就是最终写入EPROM的文件，它由编程器转换得到，也可以由HEXBIN一类的程序转换得到。学过手工汇编者应当不难找出表3与表1的一一对应关系，值得注意的是从02 00 40后开始的一长串‘FF’，直到75 81，这是由于伪指令：ORG 040H造成的结果。
　　 七、仿真、仿真机
　　 仿真是单片机开发过程中非常重要的一个环节，除了一些极简单的任务，一般产品开发过程中都要进行仿真，仿真的主要目的是进行软件调试，当然借助仿真机，也能进行一些硬件排错。
　　 一块单片机应用电路板包括单片机部份及为达到使用目的而设计的应用电路，仿真就是利用仿真机来代替应用电路板（称目标机）的单片机部份，对应用电路部份进行测试、调试。仿真有CPU仿真和ROM仿真两种，所谓CPU仿真是指用仿真机代替目标机的CPU，由仿真机向目标机的应用电路部份提供各种信号、数据，进行调试的方法。
　　 这种仿真可以通过单步运行、连续运行等多种方法来运行程序，并能观察到单片机内部的变化，便于改正程序中的错误。
　　 所谓ROM仿真，就是用仿真机代替目标机的ROM，目标机的CPU工作时，从仿真机中读取程序，并执行。这种仿真其实就是将仿真机当成一片EPROM，只是省去了擦片、写片的麻烦，并没有多少调试手段可言。通常这是二种不同类型的仿真机，也就是说，一台仿真机不能既做CPU仿真，又做ROM仿真。可能的情况下，当然以CPU仿真好。 ( Thu, 14 Jan 2010 15:45:29 +0800 )
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软中断:
1. 编程异常通常叫做软中断
2. 软中断是通讯进程之间用来模拟硬中断的 一种信号通讯方式。
3. 中断源发中断请求或软中断信号后,CPU或接收进程在适当的时机自动进行中断处理或完成软中断信号对应的功能
4. 软中断是软件实现的中断,也就是程序运行时其他程序对它的中断;而硬中断是硬件实现的中断,是程序运行时设备对它的中断。 硬中断:
1. 硬中断是由外部事件引起的因此具有随机性和突发性；软中断是执行中断指令产生的，无面外部施加中断请求信号，因此中断的发生不是随机的而是由程序安排好的。
2. 硬中断的中断响应周期，CPU需要发中断回合信号（NMI不需要），软中断的中断响应周期，CPU不需发中断回合信号。
3. 硬中断的中断号是由中断控制器提供的（NMI硬中断中断号系统指定为02H）；软中断的中断号由指令直接给出，无需使用中断控制器。
4. 硬中断是可屏蔽的（NMI硬中断不可屏蔽），软中断不可屏蔽。
区别:
1. 软中断发生的时间是由程序控制的,而硬中断发生的时间是随机的
2. 软中断是由程序调用发生的,而硬中断是由外设引发的
3. 硬件中断处理程序要确保它能快速地完成它的任务,这样程序执行时才不会等待较长时间
( Wed, 13 Jan 2010 20:14:45 +0800 )
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此文虽然写的很短，不过有很多很现实的参考意义。另外别的IC厂商也有很多的参考文档，如果大家有兴趣可以参考一下。题外话，写这个话题主要是去剖析模块内部主要的干扰源和敏感器件，通过这些主要的东西的设计来慢慢体会模块的EMC设计，不过难免有些一鳞半爪之嫌，积累多了可能未来在设计电路的时候在前期就很容易把问题考虑周到和细致。
1.单片机的工作频率
1.1单片机的设计应根据客户的需求来选择较低的工作频率 首先介绍一下这样做的优点：采用低的晶振和总线频率使得我们可以选择较小的单片机满足时序的要求，这样单片机的工作电流可以变得更低，最重要的是VDD到VSS的电流峰值会更小。 当然我们这里需要做一个妥协，因为客户的要求可能是兼容的和平台化的（目前汽车电子的发展趋势就是平台化），选择较高的工作频率可以兼容更多的平台，也方便以后升级和扩展，因此要选择一个较低的可以接受的工作频率。
2恰当的输出驱动能力 在给定负载规范，上升和下降时间，选择适当的输出的上升时间，最大限度地降低输出和内部驱动器的峰值电流是减小EMI的最重要的设计考虑因素之一。驱动能力不匹配或不控制输出电压变化率，可能会导致阻抗不匹配，更快的开关边沿，输出信号的上冲和下冲或电源和地弹噪声。
2.1设计单片机的输出驱动器，首先确定模块需求的负载，上升和下降的时间，输出电流等参数，根据以上的信息驱动能力，控制电压摆率，只有这样才能得到符合模块需求又能满足EMC要求。 驱动器能力比负载实际需要的充电速度高时，会产生的更高的边沿速率，这样会有两个缺点
1.信号的谐波成分增加了.
2.与负载电容和寄生内部bonding线，IC封装，PCB电感一起，会造成信号的上冲和下冲。
选择合适的的di/dt开关特性，可通过仔细选择驱动能力的大小和控制电压摆率来实现。最好的选择是使用一个与负载无关的恒定的电压摆率输出缓冲器。同样的预驱动器输出的电压摆率可以减少（即上升和下降时间可以增加），但是相应的传播延迟将增加，我们需要控制总的开关时间）。
2.2使用单片机的可编程的输出口的驱动能力，满足模块实际负载要求。 可编程的输出口的驱动器的最简单是的并联的一对驱动器，他们的MOS的Rdson不能，能输出的电流能力也不相同。我们在测试和实际使用的时候可以选择不同的模式。实际上目前的单片机一般至少有两种模式可选择，有些甚至可以有三种（强，中等，弱）
2.3当时序约束有足够的余量的时候，通过降低输出能力来减缓内部时钟驱动的边沿。 减少同步开关的峰值电流，和di/dt，一个重要的考虑因素就是降低内部时钟驱动的能力（其实就是放大倍数，穿通电流与之相关型很大）。降低时钟边沿的电流，将显著改善EMI。当然这样做的缺点就是，由于时钟和负载的开通时间的变长使得单片机的平均电流可能增加。快速边沿和相对较高的峰值电流，时间更长边沿较慢的电流脉冲这两者需要做一个妥协。
2.4晶振的内部驱动（反向器）最好不要超过实际的需求。 这个问题，实际上前面也谈过了，当增益过大的时候会带来更大的干扰。
3 设计最小穿通电流的驱动器
3.1 时钟，总线和输出驱动器应尽可能使得传统电流最小 穿通电流【重叠电流，短路电流】，是从单片机在切换过程中，PMOS和NMOS同时导通时候，电源到地线的电流，穿通电流直接影响了EMI和功耗。
这个内容实际上是在单片机内部的，时钟，总线和输出驱动器，消除或减少穿通电流的方法是尽量先关闭一个FET，然后再开通一个FET。当电流较大时，需要额外的预驱动电路或电压摆率。
( Fri, 8 Jan 2010 10:39:10 +0800 )
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当我们打算把一个16位的微控制器(MCU)升级到32位的时候，通常要考虑多方面的设计问题。本文以汽车引擎控制单元(ECU)为例，概要介绍了对这些问题的处理方法。
　　在过去的二十年当中，随着交通工具复杂性的日益增加，工程师已将ECU从8位MCU升级为16位以上的器件。目前，这样一个高度集成的32位 RISC MCU就是瑞萨公司的SH7058,它是一种具有1MB片上闪存和48KB RAM组成的80MHz的MCU。由于存在多种系统需求，如控制扩展级输入/输出(I/O)、借助于安全性高的通讯链接(如CAN和Flexray)与其它的车载系统进行通讯以及具有浮点精度的处理算法,当今的ECU采用高速32位MCU就是必不可少的配置。
　　除了带来新的性能优势之外，最新的32位MCU减少了电路板设计的复杂性，节省了整体PCB空间，降低了系统的功耗要求，并且减少了电噪音和抵抗电磁干扰(EMI)的能力。通常，每一个ECU的制造成本约70到100美元不等，以这一成本计算，一个MCU就占到了总成本的15%-20%。
　　采用32位MCU 的系统通常非常复杂，并且一般需要花2到4年的时间才能完成一个ECU项目，设计团队通常由1-2个硬件工程师和4-5个软件工程师组成。为取得理想进度，所有的里程碑及需要的资源必须加以正确识别。此外，从概念定义到生产的设计流程必须与开始相一致。
　　项目计划应确定设计环境，尤其是开发工具，并且要考虑测试和调试规划。图1以图解形式说明了一个假想的ECU系统图。
　　系统划分
　　在项目开发早期阶段，主要目标是确定用硬件实现什么功能，而用软件要实现什么功能。这一决定将受工程预算、元件成本、PCB空间和任务期限这些因素的影响，因而需要权衡决定。在ECU设计当中，需要运用大量的算法建模和系统仿真以解决设计划分的优化问题。目前，有一些供应商提供解决设计划分问题的方案。
　　软件问题
　　开发32位系统的时候，软件工程师必须考虑采用什么办法去许多问题。在ECU应用中，如果从以前的设计中所得的经验证的代码能够被重新使用，就会节省时间，工作量也会减少。大部分的嵌入式设计要用用到C语言，因而代码可重用的比例很高。
但是，移接原有的代码需要改变外围驱动器和代码区段，该区段显示了与MCU设计之间具有特定关系的项目。我们推荐使用像IAR's MakeA 这样能节省数小时设计时间的器件驱动程序代码生成工具。
　　与代码开发工作项目相关的其它重要的问题也不可被忽视：
　　* 实时操作系统选择：已有很多论文和文章就如何选取择实时操作系统给出了建议。对于ECU设计，OSEK已经逐渐演变为行业标准RTOS，可从许多的供应商那里买到这种具有确定性、鲁棒性、高效率和稳定的解决方案。
　　* 调试模式：软件工程师应当在项目进入集成阶段的时候，确信自身具备足够的查错及排障的能力，尽管代码模拟器相当可靠，但集成问题还是存在的。这时候要怎么办？***各有不同。以ECU设计为例，一个全速传统的在线仿真器(ICE)的价格昂贵(12,000美元)，它不仅在引擎隔仓中应用在线仿真的难度很大，而且不能用于解决棘手的时序问题。
　　相比之下，片上调试(JTAG型) 仿真器是经济的($1,000) ，并且较易于连接到系统上。举个例子，RENESAS' E10A,是一种JTAG-兼容硬件调试器，该种调试器可使工程师询问并控制寄存器集以及某个超高整处理器的RAM存储器。此外，要提高ECU代码的精度，软件工程师要能利用某种AUD(高级用户调试) 的特性，该AUD会形成超高速CPU管线的特别的线迹。RENESAS SH7058 MCU系列中，MCU上的AUD界面是双向作用的，并且无须暂停CPU，也可使RAM进行存储。
　　硬件问题
　　32位系统的开发过程中会遇到很多硬件问题，以下几点值得特别注意：
　　* 电源供应滤波：绝大部分32位MCU比16位MCU的运行速度要快很多，此外，32位MCU的CPU内核要求独立的低压供电系统，因此其噪声容限要比 I/O电路严格得多。因此，在PUB周围，尤其MCU的附近要安放足够的低频和高频的去耦电容，实践表明去耦电容能够有效地降低噪声。
　　* 片上闪存：在过去，用于ECU 系统中的许多MCU 不具备足够的内存作为一个单芯片控制器进行运行，并且部分MCU 就根本没有程序内存，结果是程序内存被设置在芯片之外，由于需要大量高速寻址和数据总线，因而常常会导致EMI问题的出现。
　　目前，像SH7058这样的32位ECU具有1 MB闪存，具有真正意义的单片解决方案特征。在大多数情况下，由于具有大量的片上程序内存，所以不再需要片外内存。在采用SH7058的ECU设计中，片上闪存可通过两种方式进行固化，一种是在主板制造前，对器件进行固化，另一种是主板的设计完成后在系统内进行固化，这样，软件工程师在升级代码时就有了很大的灵活性，工程师甚至能在ECU被***在车辆内部以后，也能借助车载总线(CAN)进行升级操作。
　　本文小结
　　从16位到32位MCU的跨跃是一个质的飞跃，这种趋势是不可避免的。32位实现方案极大地提升系统的运算能力及操作性能，进行成功转换的关键是要有充分的准备、训练和周密的开发工具选择策略，此外，像瑞萨这样的32位MCU供应商的持续支持也是至关重要的。
( Sun, 3 Jan 2010 14:11:56 +0800 )
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前几天我的一个哥们要和我学
单片机
，我带他到大楼取
板（我们自己做的，在大楼有个点），在取开发板的时候看到一个小孩差不多10岁上下，在那里等，我没在意。等过了一会，老板（代理商）拿了一个盒子过来，我看是开发板，但是是什么开发板我没仔细看，我就说了一句这么小就玩单片机了，谁教的，这么强。结果小
来了一句，现在谁还玩单片机，多没意思，这是飞利浦的
9（具体
记不住），跑操作
多有意思。我哥们差点跳楼。
( Sun, 27 Dec 2009 12:12:12 +0800 )
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同学们：你们好！
我原来从事智能仪表设计，后由于个人原因和喜好转向单片机培训。
在原企业时，发现许多学生说是学过单片机和C 语言，可面对实际工作却束手无策，很想尝试改变之。
这两年，我和不少大学生、大学老师有过接触。交流中，学生抱怨老师所教的知识不实用，导致他们“无能”；而老师抱怨大学生受社会浮躁氛围影响，不用心，无法将知识传授给他们。我无意、也不想弄清是何原因，只关注结果：现在，自称学过单片机的大学生毕业后能在工作中运用的是“凤毛麟角”，大多数基本属于“白丁”。这样描述未免有些不恭，可却是事实。更可悲的是 —— 这种现象有愈加严重之势。大学扩招后，你们的“压力更大”，“找工作难”让大学生成了“弱势群体”，要国家为此专门颁布政策扶持。本该是社会精英，却沦落到如此境界，实在不可理解。可我从一个企业的工程师角度看，工作机会并非那么稀少，有许多中小企业，乃至大企业的设计岗位空缺，导致许多项目不敢上、上不去，错过了商机，至少我所涉及的领域如此。如果你们具备一定的工作能力，找工作并不难！我想你们也不要去追究是哪一方的责任了，那无济于事，应该考虑的是如何改变，至少让自己不要“融入其中”。首先是寻找一种自救的方法，不要把希望寄托在外部，奢望目前的教学有奇迹发生！为此，想提一个建议供你们参考，虽说不一定能保证你们变成精英，但敢保证，如果按此实施，一定能顺利地找到工作，成为技术骨干。这个方案的载体就是“鼎城力和仿真学习板 套件”。
从三个方面叙述：适合的对象、建议细节以及实施方法探讨。
一、适合的对象
做任何事情首先必须明确：你服务的对象是谁？
我曾经看过一本书，书名是：《软件创新之路--冲破高技术营造的牢笼》，书中关于“角色”的讨论十分有意义，核心概念是：首先明确一个角色 ——“他/她”（一个虚拟的、但十分具体生动的人物）是未来软件的使用者，这时，在软件编写过程中关于功能的种种争执都由“他”来裁决，可以化解很多问题。此处也是如此，首先明确所提建议针对的对象，其目标、细节就容易确定了。
我所提出的建议所针对的对象是：
1） 爱好嵌入式控制的，或者想要将其培养为爱好的相关专业学生
为什么首先强调要爱好呢？因为爱好是一个人做事的原动力，有爱好才能有激情，才能专注，才能为之付出，也才能从中获得收获、得到快乐。没有爱好的人，获取只是为了占有和享受之，而有爱好的人获取是为了掌控之，不要说是DIY 器材能做出具有特色的作品，就是成品也会想着将其改造成富有个性的。只有这种心态的人，才能在“做”的过程中对自己不断提出要求，追求完美，从而学到知识，提高能力。前面我接触过一些为了“功利”的目的而做的，用这个套件应付课程设计或是毕业设计，抱着这个目标，因为太“急功近利”！无法沉下心来体验过程，难有收获。这也是写给你们大一、大二学生的原因，因为你们离毕业还有一段时间，可暂时忽略就业压力，用这宝贵的两年时间享受爱好带来的快乐，获取必要的技能。
2）要靠自己能力获取工作的学生
虽说改革开放了这么多年，可我觉得在找工作上似乎又回到了计划经济时代，要靠关系。所以如果一个早就有人帮着安排好工作的学生是没有动力去付出的，也不是本文所要关注的。我所想帮助的是那些必须靠自己的能力赢得用人单位青睐的学生，特别是那些耗尽了父母全部心血的孩子，我觉得你们实在应该努力，用在大学期间学到的真才实学去获取应得的收入，以报答父母。
二、建议
你们这一代可能无法体会你们的父辈们当时学习计算机的困难。那时计算机十分罕见，只有到机房才能触摸到它，所以有些人为了练习敲键盘的指法，需要购买纸键盘（一张按键盘式样印刷的硬纸片）在家练习。你们可能无法想象，那时的人会操作计算机可神气了。如今呢，能够操作计算机如同会写字一样平常，想过没有：这一切是如何达到的？是计算机的普及！现在计算机可能比收音机都多，任何人只要想用都可以随时满足。说这些是想阐明一个道理：一件东西当它稀少、难于接触到时，它就会变得神秘、难于掌握，如果它易于得到、可随意去尝试，它将变得普通、易于掌握！嵌入式控制或者狭义的说 —— 单片机应用，就是由于它还不能成为你们随时可以触摸
的东西，所以变得难于捉摸。而造成这种现象的原因有两方面：
一是价格，因为它暂时还不属于消费品，特别是用于学习和开发的产品，由于需求数量较少，所以价格难以下来。
二是用途，因为它所涉及的用途多数不易为大众所理解，太专业，制约了想要接触的人，也难以引起你们的兴趣。不像PC 机，文字处理、照片编辑浏览都是大家需要也容易理解的用途；实际上PC 机所附带的几个游戏看似无用，却大大帮助了PC 机的推广，任何人拿到PC 机后很快就会在所提供的游戏上停留，这宝贵的一段时间大大加深了它在用户脑中的印象，使用户接受它、喜欢它，导致用户想拥有它。嵌入式控制中就缺少这一平台和内容，吸引用户停留、关注，并期望拥有之。既然如此，要想帮助你们掌握单片机的应用，应该解决的问题就是如何能让你们随意、随时接触到它，并且有可以吸引你们的内容使你们不至于排斥它！要达到这个目的，需要消除上述两个障碍：价格和用途。“鼎城力和仿真学习板 套件”就是为了消除上述两个障碍。首先通过合理的选择MCU 化解了开发手段带来的高投入，其次通过DIY 方式降低了总成本，将购买成品必须支付的生产、调试成本降到最低。而且，对于学习而言这种方式利大于弊，因为DIY 的过程本身就是学习的内容，同时帮助你了解产品的细节，为日后维护、升
级打下基础。另外，所选择的MCU 是目前多数大学课本所用的51 系列，有足够的共享资源，但又是改进过的，弥补了经典51 内部资源少、速度慢的缺憾，内置了8 路AD 以及4 路PCA，速度是经典51 的6 – 8 倍（同样的频率下）。
在用途的选择上采用了一个单片机设计最常见的学习内容，并且有大量真实的单片机设计例程（绝不是简单的学习例程）。
前面叙述选用“鼎城力和仿真学习板 套件”的理由，建议如下：
1、 购买一套“鼎城力和仿真学习板 套件”，根据经济条件确定是选择基本配置，还是附带无线通讯以及轨迹采样的配置，如果可能，建议最好配置带无线通讯的配置，这样可以探究的内容将丰富许多。而轨迹部分结合个人需要，如果购买器件方便，可到用时再配，因为PCB部分已随基本配置提供了。如果器件采购困难，不妨一起配置，可节省邮费。
2、 因为你们可能还不具备所需的专业知识，可先对照原理图将所有器件按下列方式列出：
原理图中的标号PCB 中的位置器件功能器件参数电路中的作用 涉及学科
其中：
原理图中的标号 —— 即 R1 、C2、D1… 等；
PCB 中的位置 —— 可自己将PCB 划为若干格，如同地图一样，纵向用字母，横向用数字，格子大小1cm 即可，比如在左上角，则为 A1 ,右下角为J10（按10*10 格）；
器件功能 —— 是指器件本身的功能，如电阻、电容、门电路等；
器件参数 —— 指的是器件的标称值，有些器件可能需要很多内容，如MCU；
电路中的作用 —— 描述其在电路中的功能，如限流电阻、退藕电容、保护二极管等；
涉及学科 —— 指此器件的知识应该在那门课中学习；
内容可逐步完善，知道多少填多少，但最好理解后用自己的语言描述，不知道的暂时空着，作为问题寄存，在未来的学习中不断化解之。
上述表格可以用Excel 实现，利用Excel 的灵活性，如长篇备注、链接，使所填充的内容不多充实。千万不要忽视这个步骤，很多同学毕业后连最基本的器件性能都不了解，看似简单的电阻、电容、二极管、三机管都有很大学问，拿电容来说，就有材质、寿命、使用温度等问题需要考虑，日后出自你们之手设计的产品也许就坏在一个几分钱的电容上。能对所接触到的每个器件刨根问底，将大大充实你们知识的深度和广度，而且这个过程可以提高你们查阅资料的能力。用人单位强调的所谓工作经验，技术上这些占很大比重。
3、 如果已学过电子技术，可以尝试使用电子CAD（如Protel）软件将原理图绘出，以加深理解，同时为日后改进做好准备。未学者可等到学时再做。
4、 做完第二步，应该对器件和PCB 有了感性认识，可着手焊接。对于弱电专业的大学生，电子焊接应该是你们金工实习（现在可能叫工程实践）的内容，如果没有，更应该自己补上这项练习。可参照我网站上提供的焊接工艺，也可自己参阅相关书籍或拜师。
5、 按照提供的装配工艺，或者你自己理解后制定的步骤检查、通电，按照StepByStep 第一篇下载一个程序试一下。如果感到自己有太多的知识不具备，可将小车放在一边，算是为后面的学习准备了一个自己的实验室，可以随时、随意使用和改造。
6、 泛读6 篇StepByStep 文章，将其中不理解的问题按下述方式汇总：问题、需要的知识、将在何时何科目上学到，结合第二步所制作的表格，为自己制定一个计划，将实现小车设计的功能作为目标，可以尝试使用“甘特图”（此知识自己查阅），看如何能让实现的过程尽量流畅、快速；所谓流畅，是指不出现准备的知识与需要解决的问题顺序倒置现象，也就是人们常说的“窝工”。
7、 根据自己制定的计划，确定学习的方式，可以等待老师传授，也可以自学，但我认为最好自学，这样可以掌控学习的内容，不至于“不流畅”。
8、 在完成上述步骤后，应该对“鼎城力和仿真学习板 套件”的功能、潜能有了足够的了解，此时结合你们正
在学及将要学习的课目以“鼎城力和仿真学习板 套件”为载体构思一些挑战项目，以帮助理解所学的内容，比如：C语言课 —— 可以用C 语言编写“鼎城力和仿真学习板 套件”的指示灯发送、接收莫尔斯电码，尝试相互使用莫尔斯电码交流。
自动控制课 —— 可以用“鼎城力和仿真学习板 套件”验证PID 控制原理。
传感器课 —— 可以使用的机会最多，可用温
度传感器让“鼎城力和仿真学习板 套件”寻找一个区域内的最高温度点；可用线阵CCD 传感器进行轨迹检测，可用色彩传感器让“鼎城力和仿真学习板 套件”识别物体、分类收集最时新的MEMS（微机电系统）使诸多运动传感器应运而生，体积小、价格低的多维加速度传感器更适宜将“鼎城力和仿真学习板 套件”作为展示的载体；几乎所有的传感器都可以在“鼎城力和仿真学习板 套件”上找到应用。
单片机应用课就更不用说了。
至此，可把“鼎城力和仿真学习板 套件”看成是你们正常学习中的一个工具，和计算器一样，只是使用的方式略
具挑战，计算器只是工具，而“鼎城力和仿真学习板 套件”是消化知识的载体；更恰当的比喻应该类似于你们提高球技的乒乓球台、羽毛球场，不同的是“鼎城力和仿真学习板 套件”帮你们提高的是运用知识的技能、解决问题的思维能力。在这一阶段，每个人有自己的侧重和学习方式，可结合自己的需要去做，充分发挥“鼎城力和仿真学习板 套件”的潜能。
9、 如果有条件，最好随自己掌握知识的增加而将“鼎城力和仿真学习板 套件”升级。如MCU，现在所提供
的MCU 是8 位51 系列的，只有12KROM，512BytesRAM，基本无法尝试RTOS，IO 口及内部资源也有限，想扩充更多的应用将会受到限制。我在扩展PCB 上已经设计了一个焊接***R 单片机Mega64/128 的位置，可方便的替换现在的MCU，这款MCU 的内存可达128KROM、4KRAM，基本可以满足移植uCOSII 的要求，而且它的内部资源也较多，况且***R 系列单片机也是目前主流8 位MCU 之一。
10、 再有余力者（包括资金和能力），可选用ARM 系列MCU 构成的核心模块（也可以选择DSP 构成的模块，看你的需要）构成二级控制，原来的MCU 只负责底层的控制，如电机的PWM 控制、码盘采样、轨迹采样等，而策略控制由ARM 模块完成，两者之间通过自定义的通讯交互。这种模式在未来的应用中将十分普及，因为LPC（低功耗、低成本、低引脚）的MCU 将逐步取代传统的逻辑电路，每一个小的功能单元将由一个MCU 为核心实现，这就要求你们能够熟练掌握设计系统内通讯的技能。选用ARM 后，可以尝试更复杂的OS，如uCLinux，而且可以编写一些复杂的软件。
11、 上述所有步骤都有一个最核心的要求：文档！如果不能在做之前有清晰的计划，做之后有详细的总结，那这个过程的收获将大打折扣，特别是自己设计的、略复杂的挑战项目，一定要按照项目实施的方式书写文档，如：问题定义、需求分析、概要设计、详细设计、调试方案、使用说明等，不要过于将精力集中于实现目标上，而要关注自己实现的过程和方法，不断提高、改进自己所用的工具和手段，尝试一些先进的设计手段，如UML 等。现在有
如此好的工具（PC 机和相应的软件），没有理由不做出好的文档和记录。如果你能做到这些，我想用人单位比看那些让人将信将疑的简历感兴趣得多！
12、 最后，一个附带的提议，从开始做就建立一个Blog，详细记录你所做的心情、想法、成果、收获等，类似于目前DVD 中附带的拍摄花絮，作为技术文档的互补（相当于DVD中的影片）。如果能坚持下来，我想这比你们煞费苦心的参加各类比赛更能“秀”出你自己，而且可信度、传播的范围远超过比赛所赋予的。你们赶上了时候，有如此好的网络媒体，还去依赖传统的方式、手段来表现自己，思考一下，是否有些“迂腐”了？建议你们看看《世
界是平的》那本书，不是附庸风雅，它帮助你全面了解当今世界的变化，以及背后所蕴含的机会，也许能改变你的思维方式，使你们尽快活到“现在”来，而不是停留于过去，受制于行将没落的制度。
3、实施方法
在建议中详细描述了你们应该做什么，这里想探讨一下如何做？
第一：寻找一个伙伴
目前是一个充满信息的社会，交流成了人的主要需求之一，否则信息无法流动，也就失去了存在的价值和升值的机会。做此事也最好能有交流的对象，一方面可以提高做的兴趣和效率，另一方面也锻炼交流的能力，能用简洁的语言描述自己想做的事、遇到的问题是你们必备的技能，因为工程不同于艺术，必须是团队合作才有机会成功。我特别欣赏那本《LEGO 组件和ROBOLAB 软件在工程学中的应用》（美国Eric.L.Wang等著）书中设计的第一个挑战 —— 交流（见附件一），这个看似简单的游戏，实质上涉及了工程上最基本的概念 —— 术语定义，如果你们去查阅一下技术标准（GB 或ISO），就会发现，每个标准在开篇时都会花一定篇幅定义本标准中的术语含义，这个概念相当重要，否则工程中的合作和交流将无法进行！所以，最好能够找到同伴一起实施，不但能够有相互交流的机会，也会增加许多有趣的项目设计，如书中的另一个挑战 —— 毁灭性比赛（见附件二），这个练习可以锻炼如何定义通讯协议？如何提高通讯的效率和可靠性？当然，也可以在网络上找到同伴，我设计这个平台的目的之一就是希望构建一个可以跨越时空交流的基础。
第二、组织相应的活动
如果你对自己的要求还不只是当个普通工程师，那你可以尝试组织更多的同伴一起做，并且设计、组织一些群体性的活动吸引大家参与，这样可以锻炼你的组织能力、号召力，还有最时髦的 —— 执行力。因为群体活动不同于两个人，可以商量解决，众口难调，必须学会折中、说服、妥协，这些能力都是未来工作中所必须的。等你们进入社会时，估计那套老式的组织机构已不存在，不会再有相对固定的科长、经理、部长给你当了，取而代之的是随
项目而生死的项目经理制度，时尚称呼为“Team Leader”，你将面临的是不断组织不同的人去完成一个个特定的任务，尤其在电子产品设计上如此。所以能够快速的组织起不同类型、不同需求的人去做一件事是被企业相当赏识的能力。以往大学中的活动多以人文类为多，什么募捐啊、环保啊，要不就是文艺、体育上的，和所
学专业知识相关的很少，主要是没有可操作的项目。如果能借助“鼎城力和仿真学习板 套件”的普及，自己组织同学间、班级间的机器人赛，就可以为那些在人文、艺术、体育上无特长也无兴趣的同学提供施展的空间了，以往这些人基本没有在“公众前露脸”的机会。由于是在同学间组织，可以设计成擂台赛形式，每周举行，这样可缩小规模，降低组织的难度，其影响还由于持续时间较长反而比一次“轰轰烈烈”的活动更大。活动的经费可以靠收学生会费，也可尝试找企业赞助，这也是锻炼人的极好机会，看你们能否找到吸引企业的理由，实现双赢的局面。大学生是一个庞大的消费群体，同时又是“产品”，我想从中一定能发现企业的需求。如果从“政治”上考虑，也许比那些人文性活动更能打动“领导”，因为你们毕竟是理工科大学生，科技才是你们的本行！这类活动目前有实质的极少，如能够通过这样的活动将同学们从网聊、网游上吸引过来，哪怕是一小部分，也将“功德无量”！活动也可以借助于网络宣传、展示，“后舍男孩”可以成名，你们也可以在网络上用组织良好的活动推销自己，而不必等待一年一次的电子大赛、机器人大赛。活动的内容可以参照国外成熟的项目，进行自己的改进，我认为MiniSumo 就是不错的项目，组织简单，但变化无限。有兴趣者可到附件三所列的一些国外机器人俱乐部看看。
第三、没有经济能力怎么办？
最后，也许会有人问我：我们是大学生，没有收入，有些家境贫寒，哪有钱做这个？首先你们仔细核算一下，这些费用是否可以在你们的日常支出中“挤出来”？对于一般家庭而言，上大学很多人都配备了手机、MP3、数码相机等数字化产品，将这些东西降一个档次或省去一个，钱就有了。升级所需的费用平时少搓几顿也就有了，想想这些将给你们带来的能力和知识，我想你们应该明白什么是值得的。对于一些确实家境困难的学生，也有机会。这里想说个题外话，此前有学生和我讨价时说：我们学生没有收入，家庭条件不好，希望能够便宜些。当时我心里很不是滋味，一个未来的社会精英、风华正茂的青年，怎么会乞求别人的“施舍”？你们应该看过不少金庸的武打小说和其它作品，其中男人如果真遇到囊中羞涩时，首先想到的应该是用自己具有的能力换取所需的东西，而不是乞求施舍！作为大学生，完全有、也应该有能力用自己的优势换取，尤其是与你们将来要从事的专业相关时。即便现在还没有能力，也应有勇气承诺通过付出换取所需。如果在自己将要从事的专业中都无法找到施展的空间，或者根本就没有勇气去尝试，那你们今后将如何让用人单位相信你有能力胜任工作？现在不是常提“商机”一词吗？说这些是想引出：难道不能从“鼎城力和仿真学习板 套件”这件事上构想出一些可以换取收入的商业模式？以前曾在媒体上看到，有些大学生为了赚取一些收入，从大市场批发一些日用品转卖给同学，获得差价，这也是一种合理的手段，只是我觉得与上学的初衷有些相悖，特别是学习工程的（学习商科另当别论）。有些人去帮助卖VIP 卡，还有许多是去做家教，这些都是家境贫寒的学子们常见的自助方式。可你们想过没有，其中存在一个问题：它们不能帮助你提高专业能力，反而挤占了学习时间；父母千辛万苦送你们上大学，是为了能学到本事，改变人生。这样做并不能达到这个目的，不能使你具备“可持续发展”的能力。在此，我想提一个不成熟的想法：对于那些家境确实贫寒的学子，如果在学相关专业，且有意在专业谋发展，那不妨多付出一些，首先自己尽快掌握“鼎城力和仿真学习板 套件”的所有技术知识（西安的同学如有此意，可直接到我这里培训，一周即可入门），之后成为“鼎城力和仿真学习板 套件”在你们学校的代理，乃至你所在城市的代理，为“鼎城力和仿真学习板 套件”推广做宣传、做技术支持，从而获取相应的回佣。同时还可以做一些增值服务，如帮助一些不愿动手的同学装配、焊接，以及开办一些有偿讲座、培训。此外，结合所学专业可以做出一些个性化的升级，以满足不同的需求，弥补我所提供的资源匮乏。现在网络十分发达，可以将这类服务通过淘宝延伸到学校以外的整个社会。因为这种销售、服务是以技术为核心的，而且与你未来的专业相关，所以你做的越好，你的专业能力就越强，将来的工作就越没有问题。相比前述的那些勤工俭学手段，最大的优势就是与学习互相促进，使你具备“可持续发展”的能力。想象一下，如果用人单位知道你在大学做了3、4 年家教，会做何感想？但如果用人单位知道你成功的推广了多少套“鼎城力和仿真学习板 套件”，并组织了多少次成功的活动和讲座，又该如何？这样看：家境贫寒是否会成为障碍？完全不会，只会是动力、压力，唯一的障碍就是自己不愿付出！
4、结语
“鼎城力和仿真学习板 套件”也许只是一个起步的基础，你们在做的过程中或许会有更好、更有创意的想法！
“鼎城力和仿真学习板 套件”主要是为你们提供一个上路的台阶，以往很多大学生都有此意，但均被实施中的诸多障碍所羁绊，有的没有起步，有的半途而废。而套件基本上化解了你们自己做可能遇到的各种问题，可让你们立刻进入实质性的学习阶段 —— 电路理解、编程、控制方案的实现等，而不必在材料准备、机械加工上耗费时间。但DIY 过程很重要，如同写毛笔字，光看帖，不描红、临摹是不会提高的。而且，“鼎城力和仿真学习板 套件”用51 单片机作为引子，但并不局限于此，可方便的用其他MCU 替换，这是多数产品中所没有的。我还将跟随电子技术的发展，不断使“鼎城力和仿真学习板 套件”跟上时代的步伐。
愿我们共同在这个过程中圆自己的嵌入之梦！
( Sat, 26 Dec 2009 18:48:34 +0800 )
Description:
华北电力大学电气与电子工程学院教授 刘连光
全国电压电流等级和频率标准化技术委员会秘书长 刘 迅
华北电力大学柔性电力技术与电能质量研究所教授 韩民晓
话题一：经过这么多年的发展，电能质量领域是否已经有所变化？变化原因是什么?
刘连光：近年来，人们对电能质量问题越来越关注，同时，电能质量的内容或者说含义有所扩大。传统的电能质量包括电压偏差、频率偏差，现在开始关注波形质量、三相不平衡等现象，尤其是电力系统故障引起的电压暂降、暂升成为了关注的焦点。
尽 管国内把谐波问题看得比较重，但实际上，国外认为对工业系统影响最大的电能质量问题是电压暂降，而不是谐波。这源于国外的谐波问题远没有国内严重。在国外，设备制造厂家制造工业生产设备必须满足谐波方面的严格限制，如果生产设备运行时产生谐波水平超标就不能接入电网使用。而我国的技术规定和考核管理相比 不够严格，所以，我国一些电网的谐波污染与很多国家相比是比较严重的。
对电压暂降问题，近些年我国也开始重视了，但目前还没有与电压暂降相关的国家标准。2008年福建省电科院（国家电网公司电能质量重点实验室挂靠单位）与我们合作设立了相关课题，在做与电压暂降标准相关的研究工作。
韩 民晓：电能质量问题引起大家关注，主要包括三大因素。一是随着用电设备性能提高，高灵敏度负荷越来越普遍，对电能质量提出了更高的要求；另一个重要变化就是分布式发电的应用发展非常快，对电能质量带来新的影响；三是节能减排要求的提出，使人们更加关注电能质量问题可能会造成的浪费。另外，电能质量所关注的 内容也随着供用电情况的变化而发生变化。
电 能质量的热点问题从供用电双方不同的角度有不同的看法。谐波是比较早的电能质量问题，且因为其对电力系统造成影响，受到电力部门较大关注。但实际上，造成影响和危害最大的并不是谐波，而是电压暂降，但由于这种危害是对用户造成的，而用户相对比较分散，这种问题的影响看起来不明显。随着敏感负荷的逐渐增加， 电压暂降给用户带来的危害将更加严重。
而且，对于谐波问题的治理已经有比较完善的措施，而电压暂降是比较难解决的问题，有些企业以为没有应对这一问题的措施，已经被动接受了。但实际上，这方面技术发展很快，一旦大家都认识到电压暂降带来的危害及其治理措施就可能逐步改善这一现象。
话题二：目前我国电能质量治理情况如何？
刘 迅：社会各方对电能质量的重视一年比一年加深，由于电能的生产和消费过程会对公共连接点或电网产生电能污染，使其他个体蒙受经济损失，因此电能质量恶化具有外在性的特点，所以和环境资源一样，电能质量环境具有明显的公共财产和公共权益特性，国家已经将电能质量提高到环境的高度，电能质量问题已经成为电力市 场电能供应方面的关键性问题，成为供用电等各方关注的焦点问题，必然对电能质量提出更高的要求。
目前，主要是有实力的用电方在进行电能质量治理，供电方在改善电能质量方面也做了一些工作，但总体来说积极性不高。这种单方行为对电能质量治理产业发展是不利的，应该供用电双方投入。
刘连光：相关部门对于电能质量的逐渐重视我是有体会的，这些年来找我们谈谐波治理等电能质量改善项目的单位特别多，不是我去找别人而是别人主动来找我们了。相关方面对电能质量重视并着手进行治理是近3~5年的事情，这源于2004、2005年电力紧张，国家对高耗能企业的严格要求和国家电力公司体制改革后对供电的重视。　
话题三：电能质量治理的前景如何？
刘 连光：电能质量治理的前景还是比较好的，因为需求比较多。但工程多的同时，提供治理设备的公司也多，竞争还是比较激烈的。国家对用电要求越来越规范，原来存在的先上马设备再治理电能污染的现象将会减少，供电公司在接受用户用电申请时，就会先考核用户用电设备的情况，可能带来污染的设备必须先上治理装置，否 则不予供电。
一 些新型设备、先进技术使用会带来些新问题。例如，近几年兴起的新能源发电也将成为新的电能污染源，由于风力、太阳能发电都具有断续性、波动性大和需要变流等特点，存在电压波动闪变、谐波等问题，这已经引起了国家电网公司的重视，他们正在研究大规模风电入网对电网的影响。这也是电能质量问题研究、治理的新领 域。
刘迅：从国家层面来看，电能质量发展的瓶颈就在于现在电力的同网同价制度，这一制度造成的投资没有回报导致电力部门在电能质量改善上没有积极性。只有经过电力体制改革输配分开后才能有大发展，也才能带动相关设备的大发展。
根 据规划，输配分开后，输电网由国家管理，除国家电网公司、南方电网公司负责管理大电能点和超过两个区域电网的电能调动外，剩下的区域电网建设、管理等都是配电网自己管，电价也可以有所调整。这样，用户就有了一定的选择余地，配电网之间会形成一种竞争。电能的供应会分成两部分——基本电能供应（即保证持续供 电）和附加服务（对电压波形、电流波形、谐波抑制等有特殊要求），高质高价，需要附加服务的企业就要用高于基本电能供应的电价购买高电能质量的电能。同时输配分开后，在电力领域还可以实行高污染高收费，对冶炼厂、水泥厂、单相大负荷设备等对电网造成很大污染的单位要收取一定的费用。在竞争机制下，在利润支 配下，配电企业对于电能质量的改善肯定会比较积极，用户也可以方便地直接使用高质量的电能。
2009年国家会在南方电网公司实行输配分开的试点，但范围和时间还不确定。只有输配分开后，供用电双方变被动投入为主动投入，这一产业才能持续健康发展。
在治理方面，民用电负荷也应该引起大家的重视，很多变频设备对电网污染很大，而且在一些特殊时段，民用负荷已经成为电网中的重负荷，对电网影响较大，如2006年华东电网迎峰度夏时民用电所占负荷超过了30%。重负而不可控，如何解决民用电对电网影响是个问题。
话题四：在电能质量治理方面出现了何种新技术、新设备、新观念？应用情况如何？
韩 民晓：治理设备分为传统设备和新型电力电子设备，现在两种设备处于共存状态。如果需要解决问题对反应速度和控制精度没有太高要求，一般采用传统设备；如果所需解决问题需要快速反应，控制精度高，就会应用新型设备，因为现在很多用电设备已经应用了电力电子技术，解决相关问题也要相应利用电力电子设备。
新设备、新技术跟解决什么问题有关，有的设备、技术提出已经很多年了，但由于造价、运行稳定性等原因发展缓慢，到现在还是比较新，比如SVG。
国外一些发达国家，在电能质量治理设备方面开展了许多工作。比如，在日本许多公司，联合大学和研究机构、电力部门开发了各种针对电压暂降的设备，如基于超级电容的V－Back6600，基于电力电子器件的 SSTS。又比如针对分布式发电对电能质量的影响，他们开发了配网潮流控制器。在环形配网的重要节点加装该设备，可以实现自由调整有功功率和无功功率，从而调整电压，用于解决分布式发电造成的电压波动等电能质量问题。目前该设备还处于研究阶段。
在我国供用电领域，新设备的推广应该会经历一个很漫长的过程，除了价格和产品稳定性因素，这和相关人员的观念也不无关系。在我们推广治理电压暂降的设备过程中发现，有些企业意识不到电能质量改善为企业带来的损失减小也是另一种盈利，不愿意在这方面进行投资，这在一定程度上导致了新产品、新技术的推广应用缓 慢。
但 应该看到电能质量治理的前景还是比较好的。虽然大规模投资进行治理目前还有难度，但一些测量、评估工作已受到重视，无论是电力行业还是用电企业，都在积极开展。我最近所进行的一系列电能质量的项目都是做测试和评估的，这也说明了这一现状，电能质量治理的道路是曲折的，前景是光明的。
刘连光：新技术、新概念包括20世纪90年代美国EPRI首先提出的定制电力技术。新设备包括为解决电压暂降研制的动态电压恢复器（DVR），为解决闪变、谐波等问题研制的STATCOM和为快速隔离故障研制的固态断路器等。这些设备能在1/2~1/4周波内，完成对电网电能质量问题的补偿或电路的切合操作。尤其DVR装置带有储能系统，可短时间同时提供有功功率和无功功率；在出现电压暂降时，迅速补偿、有效减小所引起的影响。
技术含量高的设备自然需要高投入。我国虽然已经开始重视，但由于科研投入不够等原因，这些新设备还达不到应用水平。国家科技部设立了一些项目开展研究，包括治理相关的国家科技支撑计划项目。目前这些先进设备在我国处在研发阶段。
刘 迅：电能质量一直提倡的理念是“谁污染谁治理”，但应该看到这会导致重复投资。电能质量治理类似于水处理，原来水处理也提倡谁污染谁治理，但人们逐渐发现这种模式不好，造成了很多的重复投资浪费，现在这种方式正在改变，逐步变为由各家用水企业对废水进行初级处理，然后全部送到城市大型水处理厂集中处理，这 才是一种很经济合理的选择。
在电能质量治理领域也一样，对于一个
节 点来说，在负荷总量一定的前提下污染总量是一致的。可以通过核算污染承受总量确定对用户方排污的限定排污值，用户方对于自己产生的污染不用全部治理，只要达到排污合格即可，供电方应该通过上马一些电能质量改善设备对于自己网中的用户合格排污进行集中处理。如果用户为线性负荷不存在污染，可以将排污指标出售 给其他用户，而产生污染的用户则可以通过自己上马治理设备或购买排污指标的方式达到排污合格。
这是我们参考了国外经验、国内实际，经过调研得出的市场化的合理解决方式。
( Fri, 25 Dec 2009 13:21:56 +0800 )
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基于广义旋转坐标变换算法,该算法由于文章编辑不方便原因暂时不在这里介绍,有兴趣的话可以在中国期刊全文搜索中使用关键词"广义旋转坐标"搜索相关文章.
动态实时性：广义旋转坐标变换算法是将三相电流变换到以第次谐波角频率旋转的坐标系中，然后利用低通滤波器将其中的直流分量滤出，再经两相到三相反坐标变换就可得到需检测的第次谐波电流。该算法对于特定次数谐波的监测动态实时性非常高，理论上是完全实时的。并且该算法对于电网三相对称，三相不对称情况都可以有效的对谐波进行分析。
应用性：目前来说，由于计算机的主频较高，处理能力是信号处理芯片无法比拟的，因此该算法特别适合在计算机上应用。但是对于信号处理芯片而言，由于其主频较低，无法对各次谐波进行多线程计算，因而不适合在信号处理芯片应用。
由于分布式电能质量监测系统采用工控机作为数据库与电能质量动态实时监测平台，其主频为2.00GHz；采用TI公司TMS320F2812 DSP作为分布式电能质量监测终端，其主频最高为150MHz。因此，动态实时监测部分是在工控机上面处理，系统资源丰富，系统处理能力强，并且系统要求对电网的三相对称，不对称状态电量信息能够实时监测，因此选择基于广义旋转坐标变换算法最合适，而且该算法应用起来简单，方便程序编写；而对于分布式电能质量监测终端而言，电量信号分析处理主要在DSP上面进行，系统资源非常和处理能力都非常有限，需要选择较效率较高，较成熟算法以加强系统的稳定性和实时性，因此选用FFT算法较为合适。表2-1为广义坐标变换与FFT
的综合比较，
三相广义
旋转坐标变换算法与FFT算法两种算法具有相似之处，又有各自的优缺点，两种算法的优点在分布式电能质量监测系统中得到充分运用。 谐波检测算法 广义坐标变换 FFT 单相三相检测情况 检测单相，三相，包括有中线，三相对称与不对称情况， 单相 在DSP中应用情况 由于低通滤波器的设计在DSP中占用大量资源，在DSP中应用实时性较差 在DSP中占用极少数资源，应用较方便，因此在分布式谐波检测插件采用窗体FFT算法 在工控机上应用情况 在工控机上，由于工控机资源充足，在工控机应用上采用广义坐标变换较为方便，而且广义坐标变换各种电量信息明显多于FFT，所以在工控机中采用该方案 在工控机上，由于工控机资源充足，在工控机应用上采用广义坐标变换较为方便，而且广义坐标变换各种电量信息明显多于FFT，所以在工控机中采用该方案 检测误差 低于5% 低于5% 相位精度 各相相位信息明确，可以反映电网谐波三相相位对应情况 相位精度比，不能精确反映电网谐波的三相相位对应情况
表2-1为广义坐标变换与FFT
的综合比较
从表2-1中，可以知道，装置在各分布式谐波检测插件中采用FFT法检测三相谐波较为合适，而在工控机上面则采用基于广义
旋转坐标变换理论算法对谐波和其他电量进行分析。
( Thu, 24 Dec 2009 10:32:31 +0800 )
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动态实时性：FFT
算法是目前最广泛应用的谐波监测算法，但是在运用该算法时
需要一定时间的电流值，且需进行2次变换，计算量大，计算时间长，从而使得检测时间较长，检测结果实时性较差。
应用性：虽然FFT
算法的动态实时性差，但是由于该算法具有周期性和对称性，使得该算法运用起来十分简便，在计算机，信号处理芯片中却得到广泛的应用，而且目前该算法十分成熟。
小波算法：
动态实时性：它克服了FFT在频域完全局部化而在时域完全无局部性的缺点，对波动谐波、快速变化谐波的检测有很大优越性，目前是波动谐波、快速变化谐波的主要检测方法。
应用性：小波的理论和应用研究时间相对较短，小波应用在谐波测量方面尚处于初始阶段，还存在着许多不完善的地方，例如缺乏系统规范的最佳小波基的选取方法等，这使得小波算法在计算机和信号处理芯片中的应用受到限制，特别是信号处理芯片，其资源及其有限，根本不适合最佳小波基选取的各种运算与判断。
3. 神经网络
动态实时性：计算量小，对数据流长度的敏感性低于FT和WT，因而动态实时性较好，可以同时实时检测任意整数次谐波
应用性： 没有规范的NN构造方法，需要大量的训练样本，如何确定需要的样本数没有规范方法，NN的精度对样本有很大的依赖性，等等。属于目前正在研究的新方法，研究和应用时间短，实现技术尚需完善，在工程应用中还未优先选用。
( Wed, 23 Dec 2009 18:47:19 +0800 )
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针对连载4''
电能质量检测装置发展现状''
，从在线检测，动态实时分析和网络化的角度，提出一种分布式电能质量监测系统解决方案。该分布式系统以基于DSP的电能质量
检测插件为现场检测终端，并结合
DSP与计算机的高速通信，构造数据库服务中心，设计远程电能质量监测软件，并将其嵌入网页中通过Internet向外发布，用户可以通过浏览器向Web服务器提交命令和参数，获得检测点的当前和历史数据，实现分布式监测。 分布式电能质量监测系统系统与
传统的集中式电能质量监测系统相比，分布式电能质量监测系统具有很多优点：
（1）分布式系统采用DSP对电网信号直接运算，多个DSP监测装置只需要配用一台数据库服务器就可实现数据的存储与通讯，成本较低，适合大量***现场；
（2）配置灵活，扩展方便，由于监测终端成本低，使用方便，对于整个网点的扩展非常方便，适用范围广；
（3）由于计算工作在监测点完成，传输到上位机的数据量小，因此结果精确，对于实时监测线路，采用广义
选择坐标变换算法，系统动态实时性高；
（4）由于系统是分布性的，系统中局部故障不会对整个分布网络造成大的损害；
（5）当这种系统构成一个更大的电网系统时，整个系统成为一个统一的系统，系统中的信息是共享的，而且在用户眼里整个分布式系统中的许多计算机就像是一台计算机，对用户来讲是透明的；
（6）由于大多数判断分析是基于谐波监测基础上得出，并且大多数在工控机上进行，因此对干扰的分类和故障的辨识能力较强，备智能分析功能，可以提供给用户可直接用于决策的信息；
（7）由于使用工控机作为数据库，系统存储容量非常达，达到160G以上，可以将大量采样数据和已经分析信息进行保存。
但是，分布式电能质量监测系统也存在着自身的一些劣势：
（1）当系统构成一个更大的分布式系统时，我们在强调分布式系统的优越性的同时，又不得不承认它还存在一些漏洞，必须对这些漏洞进行改进，才能更好地发展分布式系统。典型的分布式系统攻击诸如DDOS（Distributed Denial of Service），一直以来DDoS是人们非常头疼的一个问题 ，它是一种很难用传统办法去防护的攻击手段，除了服务器外，带宽也是它的攻击目标。和交通堵塞一样，DDoS已经成为一种网络公害。因此，在构建分布式系统的时候，做好系统安全防范，阻止黑客攻击等安全措施是非常必要；
（2） 数据的存取结构复杂。一般来说，在分布式数据库中存取数据，比在集中时数据库中存取数据更复杂，开销更大。
总体上说，分布式电能质量监测系统的优势是比较明显的，劣势需要经过不断的改进克服。随着网络的发展，集成芯片的发展，分布式电能质量监测是未来电能质量监测的一个发展方向。
( Tue, 22 Dec 2009 09:51:45 +0800 )
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根据监测方式，电能质量监测装置可分为便携式、手持式、集中式等几种形式，近年来又有电能质量研发人员提出了分布式电能质量监测装置的形式。
1. 便携式电能质量监测装置
便携式电能质量监测装置国内外著名厂家主要有瑞士LEM公司（代表性装置PQPT1000/1001），瑞士联合电力UNIPOWER公司（代表性装置U900F）、澳大利亚红相公司（代表性装置PM30），上海宝钢安大电能质量有限公司（代表性装置PQ116）等。这些一起可用于干扰源设备介入电网前后的专项监测、滤波装置调试及功能评估测试、科学研究测试和现场定时测试。测试通道多，动态范围大，多种出发方式，可以记录分析电能质量全部指标，信息处理功能强，有良好的软件平台。但不是很连续远程监测和多点监测，价格也比较高。
2. 手持式电能质量监测装置
手持式电能质量监测装置（仪器）国内外著名厂家主要有美国FLUKE（代表性仪器F43、F43B），瑞士LEM公司（代表性装置AN2060和AN3060），意大利HT公司（代表性装置HT9030），上海宝钢大电能质量有限公司的PQ102等产品。这类仪器适合现场定期点检和非线性电力设备调试，测量参数范围较前便携式小，一部针对单相电压、电流输入进行监测，可以测试分析电压、电流基波有效值，真有效值，2～50次谐波，有功功率、无功功率及功率因数等，并且具有波形存储。回放、通信接口和通信软件，价格也比较高。
3. 集中式电能质量监测装置
对于变电站等重要的电力设施，需要有大型的，稳定性高的电能质量监测装置对电网电能质量进行保持长时间监测及记录，于是出现了集中式电能质量监测装置。
传统的电能质量监测装置在设计上大多采用工业计算机配备数据采集卡来实现电能质量的数据采集和分析，由于处理的信号都集中在一起，这些信号同时进入计算机被处理，这种装置一般称为集中式电能质量监测装置。
目前国内外大多数厂家生产的都是集中式电能质量监测装置，这种装置一般长期运行于恶劣的环境中，因此对装置的稳定性要求非常高；由于是运用计算机对信号进行处理，装置的实时性也比前面两种装置高；同时装置可以连续监测公共点的电压偏差、频率变差、电网谐波、三相电压不平衡度及用户注入电网谐波电流和负序电流，具有电能质量指标超限报警、数据录取、电能质量故障分析预报，互联网功能等等。
但是，这种装置的缺点也十分明显，虽然计算机的计算速度是目前DSP等嵌入式实时系统硬件无可比拟的，但是数据采集卡数据的高速采集和计算机实时处理的协调一直是影响实际系统构建的关键问题，系统的实时性能难以得到以保证，而且对于每个检测点都需要一台计算机现场分析工具，导致整套系统的成本偏高。
以上三种方式，总结有如下不足：
① 由于采用各种计算机作为现场监测分析工具，导致设备成本偏高；
② 设备配置的灵活性﹑通用性差，往往只能用于特定的操作环境；
③ 实时性差，时频分析手段落后，不具备对瞬时扰动和暂态谐波的跟踪和捕获能力；
④ 远程通信能力有限，不易实现远程监控﹑数据共享和长期评估及预测，智能化和网络化水平也不高；
⑤ 对干扰的分类和故障的辨识能力有限，不具备智能分析功能，不能提供给用户可直接用于决策的信息；
⑥ 现场设备不具备实时分析能力，大量采样数据都要传送给专门的分析工具去处理，导致对现场设备的存储容量要求很大。
设备本身的不足不仅影响现场监测，也影响整个系统的功能，如现场设备的实时性不好，对瞬时扰动的识别能力差等，都会影响系统对问题的快速反应能力﹑电能质量评估能力和决策分析能力。面对这些问题，需要新的思路和办法来解决。
( Mon, 21 Dec 2009 11:39:56 +0800 )
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1. 最早的L、C、R器件
利用L (电感)、C (电容)和R(电阻)器件构成模拟滤波器是一种经典的谐波检测实现技术。采用L、C、R可以构成模拟低阻滤波器和模拟窄带滤波器，前者能将基波分量阻断从而检测到总的谐波分量，后者能通过并联连接检测出各次谐波分量。原理简单、实时检测是L、C、R谐波检测电路最为突出的优点，20世纪70年代之前它是谐波检测的主要实现技术，并且还在使用着。但是电路的鲁棒性、抗干扰性、检测精度都比较差，并且体积大、损耗高，因此随着新的实现技术的发展，目前已不再优先采用。
2. 不可编程电子器件
随着真空二极管(1904年J.A. Fleming发明)、真空三极管(1906年L.D.Forest发明)和晶体三极管(1947年J. Bardeen、W. H. Brattain和W. B.Shocklcy发明)的诞生，各种电子器件应用于谐波检测。早期的电子器件不仅是不可编程的，而且是分立的,一般需要采用数量众多的电子器件构成各式各样的电子电路,不可编程的分立电子器件曾经在较长时间里是实现谐波检测电路的重要器件。随着集成电路(1958年J. Kilby和R. Noyce发明)的诞生以及各种模拟和数字专用集成电路(A lication Specific Inte-grated Circuit, ASIC)芯片相继问世，不可编程电子器件由早期的电子管、晶体管分立器件发展到小中规模集成电路、超大规模集成电路(VLSIC,几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路的芯片，并迅速应用于各个领域,其中就包括谐波检测。不可编程电子器件与传统L、C、R器件相比，具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，但是由于仍然是不可编程的，难以实现FFT、WT、NN等较复杂的谐波检测算法,所以工程应用还是受到一定限制。
3. 可编程器件
自电子管诞生之后，特别是20世纪70年代之后，随着微电子技术发展，相继出现了各种可编程器件，使以前难以实现的复杂算法可以通过可编程器件来完成，由于可编程器件在实际应用中显示出巨大的优越性，从而得到了飞速发展，涌现出各式各样的可编程器件，如计算机、微处理器、可编程逻辑器件、数字信号处理器等。由于可编程器件可实现的算法不受限制，已成为谐波检测的重要实现技术,是当前优先选用的器件。
4. 计算机
最初的可编程器件为计算机。计算机自1946年诞生以来，给人们实现各种算法带来前所未有的方便，能够轻而易举实现以前难以或者根本无法实现的算法，也由于计算机的诞生和发展，使各种时域理论的算法实现起来非常容易，从而极大地促进了FFT等复杂的时域分析方法在谐波检测的应用。计算机中的核心元件为微处理器，随着微处理器的发展，计算机的性能得到极大的提高。
微处理器诞生于20世纪70年代，是诞生时间最早，也是