RC500

RC500（共9篇）

RC500 篇1

射频卡将无线射频识别技术与IC卡技术结合起来,有效解决了卡中无源与免接触这一难题。由于射频卡具有防监听,防解密,易于识别,穿透能力强等特点已被广泛应用各个领域[1]。本文在原有射频卡读写系统上进行二次开发,扩展其功能及应用领域,采用AT89S52为主控芯片,MF-RC500为读写芯片,通过RS232 为数据传输接口连接上位机以及键盘来构建一种适用于各个应用场合的非接触式IC卡读写系统,程序中利用单片机的低功耗模式实现了系统的功耗优化。

1 系统硬件组成

系统硬件部分主要由微控制器AT89S52、MF-RC500 射频模块、RS-232 电平转换模块、数据存储器、天线、实时时钟模块、数码管显示模块、按键、蜂鸣器、电源以及PC机组成,系统的硬件结构框图如图1 所示[2]。微控制器MCU控制射频芯片MF-RC500 驱动天线对识别范围内的应答器(PICC)进行读写操作,数据返回后由微控制器将数据写入数据存储器模块(EE⁃PROM),然后经RS-232数据通信模块将数据上传到PC端进行分析、存储。

MCU采用AT89S52 是因为开发简单,运行稳定,有较多的IO口可供选择,由于不需要扩展程序存储器,可以简化电路,减小读卡器的尺寸。数据存储器采用的芯片是AT93C46,该芯片带有3 线串行接口,其容量为1KB或4KB,可重复写100 万次,数据可保存100年以上。数据通信方式采用的是RS-232电平转换方式,内置芯片为MAX232。显示模块主要用数码管显示,使用数码管显示操作简单易于控制且价格低廉也能满足要求。实时时钟模块采用的芯片为DS12C887,该芯片自带锂电池,外部掉电时其内部时间信息还能保持10 年之久。对于一天内的时间记录,有12小时制和24小时

两种模式。键盘采用五行四列矩阵键盘行列扫描的形式,它包括了设密、核密、存款,清库、发卡、清卡、加款、减款、确认等操作,也包括了0~9十个数字按键。

2 系统接口电路设计

图2 为微控制器与射频芯片接口电路,MF-RC500 支持不同的微控制器接口,本系统采用AT89S52 单片机作为微控制器[3]。NCS为片选信号禁止引脚,D0到D7为双向数据总线,A0到A7 为地址线,NWR为写禁止信号引脚,NRD为读禁止信号引脚,ALE为地址锁存使能引脚,IRQ为输出中断请求,以上各个引脚均带施密特触发器。使用NCS信号选择芯片,要使用独立的地址和数据总线与微控制器相连,必须将ALE角连接到DVDD。若使用复用地址和数据总线与微控制器接口,必须将射频芯片ALE引脚连接到为控制器ALE信号。

图3 为射频芯片与天线接口电路[4],其中TX1、TX2 为天线驱动器引脚,VMID为参考电压引脚,RX为天线输入信号引脚,上述引脚分别于MF-RC500 射频芯片对应引脚相连。射频芯片通过TX1、TX2发出13.56MHZ的能量载波,由寄存器的设置对并口上待发送的数据进行调制得到发送信号,天线拾取到信号经天线匹配电路发送到RX引脚,MF-RC500 的内部接收器对信号进行检测和解调,并根据寄存器的设定进行处理,最后将数据发送到并行接口,并由微控制器进行分析处理。

图4 为MAX232 芯片接口电路[5],MAX232 是电荷泵芯片,可以完成两路TTL/RS232电平的转换,其中13脚(R1IN)、12脚(R1OUT)、11 脚(T1IN)、14 脚(T1OUT)为第一数据通道,8 脚(R2IN)、9 脚(R2OUT)、10 脚(T2IN)、7 脚(T2OUT)为第二数据通道;TTL数据从11 引脚(T1IN)、10 引脚(T2IN)输入转换成RS-232 数据从14 脚(T1OUT)、7 脚(T2OUT)送到PC机DB9 插头;DB9插头的RS-232数据从13引脚(R1IN)、8引脚(R2IN)输入转换成TTL数据后从12 引脚(R1OUT)、9 引脚(R2OUT)输出。

3 软件设计

3.1主控程序设计

设计思想:为适应更多的应用系统,本系统的设计在原有读写系统基础上进行二次开发,不仅可以进行键盘操作,同时也可通过上位机进行控制操作,系统利用低功耗模式优化了系统功耗,使其适用场合更为广泛。系统程序设计流程图如图5所示,包括了低功耗程序设计、卡片合法性验证程序设计、按键中断程序设计、上位机控制程序设计、数据存储程序设计以及卡片读写操作程序设计。当卡片进入读写器可识别的范围内,系统从低功耗模式中唤醒,卡片不合法时,蜂鸣器进行报警提示,液晶显示错误信息,同时进行射频卡处理程序,卡片合法后液晶显示卡片信息,读写器开始对卡片进行卡片选择、防冲突、密码认证、读卡、停卡等操作,数据处理完毕后将数据存储在EEPROM中;当有按键中断介入时进行按键处理子程序,当有上位机中断命令时进行上位机命令处理程序。

3.2读卡操作程序

基于C语言的灵活性及较高的可移植性,系统程序的编写采用C语言。使用的编译环境为keil C

读卡操作程序如下:

4 小结

针对射频卡的读写系统,研究了MF-RC500射频卡读写系统设计方法。硬件上,给出了系统硬件的设计方法及接口电路的实现;软件上,完成了主控程序操作流程及设计思想。实验证明,本系统设计稳定,切实可行,能对可识别范围类的多个卡准确无误的读写,稍加修改可应用于多个系统中,如自动售水系统、考勤系统、公交车收费系统等。

摘要：针对射频卡的读写系统,采用STC89S52为主控芯片,研究了MF-RC500的射频卡读写系统设计方法,通过RS232为数据传输接口连接上位机以及键盘来构建一种适用于各个应用场合的非接触式IC卡读写系统,程序中利用单片机的低功耗模式达到系统节能降耗的目的。实验表明,基于MF-RC500射频卡读写系统设计运行稳定,切实可行。

关键词：微控制器,读写器,射频卡,MF-RC500

参考文献

[1]王晓华,周晓光.射频识别技术及其应用[J].现代电子技术,2005(11):30-32.

[2]罗亮辉,胡福乔.射频卡智能水表的研制[J].自动化仪表,2005(2):35-36+39.

[3]王洪涛.非接触式Mifare1卡预付费智能水表设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2009(1):63-65.

[4]李和平,黎福海.基于MF RC500的Mifare射频卡读写器设计[J].电测与仪表,2007(9):61-64.

[5]安东省,崔焱.AT89S52单片机与PC机串行通信设计[J].山西电子技术,2009(4):46.

RC500 篇2

RC正弦波振荡器分为桥式、移相式和双T电路等类型，这里重点讨论RC桥式振荡器。1．RC串并联电路的选频特性

RC桥式振荡器的核心电路是RC串并联电路，原理电路如图3-1-6所示。R1与C1串联，然后和R2与C2并联回路一起组合构成RC串并联电路，它在RC正弦波振荡器中既作反馈网络，又作选频网络。

+R1Uo.C1+R2C2Uf._ _

图3-1-6 RC串并联电路

在图3-1-6中，R1与C1的串联阻抗Z1R11jC1，R2与C2的并联阻抗

与输入电压U的关系为 Z2R2//[1(jC2)]R2/(1jR2C2)，而电路输出电压UOfUZ2R2(1jR2C2)FfUZ1Z2R1(1jC1)R2(1jR2C2)O 1(1C2C1R1R2)j(R1C21C1R2)

(3-1-4)通常取R1=R2=R，C1=C2=C，于是

F13j(00)

(3-1-5)式中，01(RC)是电路的特征角频率。

的幅频特性和相频特性分别为 由式（3-1-4）可知，FF13(00)22

(3-1-6)

Farctg003

(3-1-7)

的频率特性，如图3-1-7所示。由图可知，当根据式(3-1-6)和式(3-1-7)可画出F达到最大，其值为1/3；而当偏离时，F急剧下降。因此，01RC时，F0与URC串联电路具有选频特性。另外，当0时,F0，电路呈现纯阻性，即U0f同相。RC桥式振荡器就是利用RC串并联电路的幅频特性和相频特性在0时的特点，用它既作选频网络，又作反馈网络。

F.φF3￣1+90°1ω/ωo1ω/ωo图3-1-7 RC串并联电路的频率特性

RC500 篇3

装配式RC结构是我国建筑结构发展的重要一个方向, 它有利于我国建筑工业化的发展、提高生产效率节约能源以及发展绿色环保建筑。目前, 我国主要又以下几类装配式结构形式: (1) 装配式大板结构, 该结构通过在连接部位设置均匀密布的小键槽, 通过后浇混凝土连接成整体, 能够保证剪力均匀的传递[1]。 (2) 全装配式框架延性节点, 可分为两类:强节点, 依靠结构构件截面的非弹性变形耗散能量;延性节点, 其节点区设计成较弱于预制构件[2]。 (3) 预应力短向圆孔板装配式楼盖。 (4) 装配式无粘结预应力混凝土盖梁, 常用于城市高架桥梁的双柱式盖梁。 (5) 大吨位装配式预应力混凝土T形梁桥。 (6) 装配式框架钢纤维混凝土齿槽节点, 采用钢纤维混凝土作为齿槽式节点的后浇混凝土材料, 钢纤维混凝土齿槽节点的承载力能够得到很大的提高[3]。 (7) 新整体预应力装配式板柱体系, 用高性能混凝土高强低松弛钢铰线, 延性提高, 改善破坏形态。近年, 我省已经开始发展的RC梁柱预制的装配式结构形式, 即世构体系 (Scope System) , 在增强整体性、提高抗震性能方面仍有许多问题有待进一步研究探讨。

装配式结构在日本、美国、加拿大、德国等国发展较早, 并且进行了很多装配式、半装配式RC结构研究工作, 建立了较完整的设计规范和规程。在美国和加拿大, 装配式主要用于钢结构系统、墙体系统、屋面系统、门窗及附属配件, 同时对装配式混凝土结构中的摩擦耗能技术进行了研究。在日本装配式结构不仅适用于钢结构, 也适用于RC结构;装配式RC结构主要有以下几类:

(1) 梁、柱预制并在主筋位置留置配筋空洞, 装配、定位, 通过配置主筋并进行灌浆锚固主筋形成装配整体式RC结构, 这类结构对主筋灌浆锚固的质量要求较高;

(2) 半装配整体式RC结构, 如图1所示, RC梁、柱分别整体预制, 装配定位后在连接部位 (如梁柱节点、楼板等) 现浇混凝土形成整体;

(3) 采用预制侧面板的装配整体式结构, 如图2所示, 梁的侧面采用埋入箍筋的预制薄板、配置主筋并设置底模后浇筑梁的核心混凝土;柱采用□形预制混凝土外壳, 配置主筋、安装、定位后浇筑核心混凝土, 形成装配整体式RC结构。

注:左图为吊装、安装、定位及楼板配筋示意图;右图为梁柱节点的安装、定位及连接方式.

2 外壳预制核心现浇装配整体式RC结构

2.1 外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的概念

注: (1) 为吊装、安装及定位; (2) 为配置主筋后吊装; (3) 为梁柱的预制混凝土侧面板的装配、定位、梁柱配

外壳预制核心现浇装配整体式RC结构体系就是RC结构的梁、柱构件的混凝土保护层连同箍筋预制 (称为预制外壳) (如图3、图4所示) 、外壳装配定位并配置主筋后浇筑核心部分混凝土的装配整体式RC结构, 这样既方便施工又节约模板, 有利于建筑工业化。如图3 (a) 、图4 (a, c) 所示, RC梁、柱构件的箍筋连同保护层一起浇成“U形”断面的中空预制外壳 (即作为RC梁的模板也作为梁的一部分) 、“□形”断面的中空薄壁的预制外壳 (即作为RC柱的模板也作为柱的一部分) ;另外, 如图3 (b) 、4 (b) 所示, 根据配筋情况可以将部分主筋与箍筋一起浇筑在预制外壳内, 也可以后插入部分箍筋 (如图4 (c) ) 。在施工现场, 将预制梁、柱外壳装配定位并配置梁柱主筋, 或者先在梁柱预制混凝土外壳内配置梁柱主筋后进行装配定位, 然后, 浇筑混凝土使预制外壳与现浇核心混凝土形成一个整体来建造RC主体结构。这种结构体系能较好适用于RC框架结构、RC框架剪力墙结构等多高层住宅、平面规模较大的商场等建筑物。

注:为预制混凝土外壳;核心为现浇混凝土.

“U形”、“□形”预制混凝土外壳可以采用RC构件或PC构件并在工厂预制, 该结构体系具有许多优点: (1) 节省大量的施工模板; (2) 施工进度大大提高; (3) 劳动力减少, 交叉作业方便有序; (4) 每道工序都可以像设备安装那样检查精度, 保证质量; (5) 施工现场噪音小, 散装材料减小, 废物及废水排放很少, 有利于环境保护; (6) 降低施工成本; (7) 具有良好的整体性、承载力特性和抗震性能, 图5是实际的梁、柱混凝土预制外壳。

2.2 外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的国外研究现状

大约1995年开始, 日本学者开始进行外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的研究, 其中主要以服部觉志、都祭弘幸等位代表[4,5], 随后进行该类RC结构的承载力、变形能力和抗震性能研究的学者也不断增加, 主要的研究内容可以分3类:

(1) 外壳预制核心现浇装配整体式RC梁的力学性能、变形能力和共同工作性能研究。1995年Hazama建设的牧田敏郎等, 1999年东急建设的服部尚道等进行U形预制外壳核心现浇RC梁的试验研究, 验证该类RC梁具有较好的整体性, 并提出了梁主筋应力及梁裂缝宽度的计算公式;2001年五洋建设的服部觉志等进行了侧面预制薄板核心现浇RC梁制作方法的试验研究, 得出与整体现浇梁一样有很好的整体性;1999年和2000年, 大林建设的小柳光生和杉木训详等分别进行了预制外壳内部没有配置主筋和配置部分主筋的装配整体式RC梁的试验研究, 得出两者承载力没有明显差别, 均具有良好的结构性能;

(2) 外壳预制核心现浇装配整体式RC柱的力学性能、变形能力和共同工作性能研究。1996年, 安藤建设的松本昭夫等进行了外壳预制混凝土核心现浇柱的试验研究, 提出了这类装配整体式RC柱具有与整体现浇RC柱相同的正截面强度和斜截面强度, 但是预制混凝土与核心混凝土的界面是两者共同工作的薄弱环节;1999年, 大林建设的增田安彦等也对该类RC柱进行研究, 考察其力学性能和后插入主筋的粘结性能, 提出了加强主筋粘结的措施;

(3) 外壳预制核心现浇装配整体式RC梁柱节点的力学性能、变形能力和抗震性能的研究。1996年, 藤田建设的入泽郁雄等进行了该类结构的RC梁柱节点力学性能的试验研究, 验证该类RC梁柱节点与整体现浇的RC梁柱节点具有相同的承载力和延性, 并提出了相应的强度计算公式;2001年大林建设的增田安彦等进行了该类结构梁柱节点的试验研究, 验证与整体现浇的RC梁柱节点具有相同的力学性能, 但是使用PC筋时必须对其采取粘结加强措施。

2.3 外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的国内研究现状

在国内, 张大长、支正东[6,7,8]等人对该类结构的梁抗弯、抗剪及柱的抗震性能进行了试验研究, 研究结果表明:外壳预制核心现浇装配整体式RC梁具有较好的整体性, 其抗弯、抗剪状态下的承载力、主筋和箍筋及混凝土应力应变发展特性、破坏模式和形态均与整浇梁基本一致;外壳预制核心现浇装配整体式RC柱具有较好的整体性, 在低周反复荷载下与整浇柱具有相同的开裂荷载、基本一致的荷载-位移滞回曲线、基本一致的主筋拉压应力应变发展过程, 具有基本相同的破坏过程和破坏形态和耗能性能。

3 结束语

根据上述已有的研究成果, 外壳预制核心现浇装配整体式RC结构具有较好的整体性和抗震性能, 同时具有所有装配整体式RC结构所具有的优点, 但是我国尚没有该类外壳预制核心现浇装配整体式RC结构体系的研究, 更没有建筑实例。所以, 在我国进行外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的研究是十分有意义的, 它有利于促使我国建筑技术的发展, 推进建筑工业化进程, 对工程应用的推广具有极大的实用价值, 将产生巨大的经济效益和社会效益。

摘要：在阐述国内外装配式RC结构发展及研究现状的基础上, 本文主要介绍一种新型装配式RC结构—外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的国内外研究现状, 该结构与传统的装配式结构相比具有与现浇结构基本相同的整体性、承载力特性和抗震性能。

关键词：装配式,钢筋混凝土结构,研究现状

参考文献

[1]宋国华, 柳炳康, 王东炜.反复荷载作用下PBPS竖缝抗震性能试验及理论研究[J].建筑结构学报, 2003, 24 (6) :18-24.

[2]林宗凡, E.I.Sagan, M.E.Kreger.装配式抗震框架延性节点的研究[J].同济大学学报, 1998, 26 (2) :134-137.

[3]章文章, 程铁生, 迟维胜, 邵式亮.装配式框架钢纤维混凝土齿槽节点[J].建筑结构学报, 1995, 16 (3) :52-57.

[4]服部覚志, 竹内博幸, 山浦一郎, 黒野.2面外殻プレキャスト工法によるプレキャスト梁部材製作·施工実験[C]//コンクリート工学年次論文集, 2001, Vol.23:1255-1260.

[5]都祭弘幸, 山浦一郎, 渕上勝志, 牛谷陽一.外殻プレキャストを用いた市街地における超高層RC造の施工:広島市のアーバンビューグランドタワー[J].コンクリート工学, 2003, 12.Vol.41, No.11:57-62.

[6]张大长, 支正东, 卢中强, 等.外壳预制核心现浇RC梁抗弯承载力的试验研究[J].工程力学, 2009, 26 (5) :164-170.

[7]支正东, 张大长, 荀勇, 等.外壳预制核心现浇装配整体式RC梁抗剪性能的试验研究[J].工程力学, 2012, 29 (12) :342-348.

RC500 篇4

一、跳过产品ID

在Vista的安装过程中，非常靠前的一步就是这个输入一个产品ID的提示，如果你对Windows XP很熟悉，你可能条件反射地输入这个ID。但是在Vista RC1中（可能在最终版本中也是这样），你完全可以将这个产品ID框留空。如果你这样做，你将看到一个提示框，提示你最好输入这个ID。不管你知道你有（或者将有）一个合法的产品ID，但是它不在手边，或者你只想试用14天或者更短时间的Windows Vista ，你完全可以安全地跳过它。

图1 可以不输入PD-KEY进行14天的试用

二、选择你安装的Vista版本

一个单独的Windows Vista DVD安装盘包含了针对每个版本的代码。通常情况下，通过输入一个针对指定版本的产品ID锁定了你所准备使用的Vista版本。如果你留空那个产品ID，安装程序将无法知道你所拥有的是哪个版本。所有你可以选择你的Vista版本。这对于进行14天试用的朋友来说是一个明智的方式，以后，你不得不输入一个产品ID或者进行一个全新的安装。

图2 不输入PD-KEY需要选择安装的版本

三、在你的磁盘上升级

当你运行Vista安装程序的时候，你有是三个选择：

从DVD启动并在一个全新的分区进行一个干净的安装。当你进入Vista之后，你的新安装将被分配到标有C:的磁盘上（当然也是在你选择在C盘安装之后）。

从Windows XP中启动Setup，并进行一个干净的安装。你的新的WIndows Vista拷贝将被安装到另外一个可用的磁盘上，并且你现存的Windows安装仍然保存在C：盘上，并仍然可用，

在Windows Vista中启动Setup并选择升级选项。除非你对文件进行了备份，否则不建议你选择该选项。

如果你计划将Windows Vista安装在为一个第二操作系统，请确保使用另外一个独立的分区或者物理磁盘，并至少分配20GB的空间。通过不断的体验，估计你最终会选择使用Windows Vista。

图3 Vista有两种不同安装方式

四、基础电源管理

在Vista的控制面板上的的电源选项部分，可以使你从这三个预设计划中进行选择。default Balanced计划可能令人比较烦恼，因为它将在一个小时之后使你的计算机出于休眠状态。对于桌面PC，High Performance 计划是一个更好的选择。

图4 为计算机选择一个合适的电源方案

五、高级电源管理

你可以修改预设电源计划或者定制一个属于你自己的计划（使用左边的Create a power plan链接）。许多Vista用户对于开始菜单的新电源按钮的行为非常烦恼，因为按下之后计算机进入休眠模式，而不是关闭。为了消除这个烦恼，点击Change advanced power settings，并在这里修改其设置。

图5 修改Vista默认的休眠为关闭

六、编排ReadyBoost

RC测量仪的设计 篇5

RC测量仪包括RC转换、频率采集、CPU处理、数码显示四大模块组成, 系统框图如图1所示。其中RC转换模块采用继电器电路实现区分被测电阻或电容, 利用555定时器构成多谐振荡器产生频率, 频率采集利用数据选择器74LS153实现, CPU处理模块采用AT89S52单片机实现, 数码显示模块采用共阳数码管动态显示实现。

2 系统设计

2.1 RC转换

2.1.1 电阻测量电路参数的计算

电路由555多谐振荡器构成, 电阻的测量范围是10Ω~1MΩ。

振荡周期为:T=Tpl+Tph= (ln2) (R+Rx) + (ln2) Rx*C= (ln2) (R+2Rx) *C

得出:R+2Rx=1/[ (ln2) C*f]

为使振荡频率在10~100KHZ这段单片机计数的高精度范围内, 需选合适的C和R的值。为不使电阻功耗太大, 量程选R=20KΩ, C=1n F。

输出端方波频率为:f=1.43/[ (R1+2R2) *C]

2.1.2 电容测量电路参数的计算

电路由555多谐振荡器构成, 电阻的测量范围是100p F~1u F。

考虑到计算参数取R1=R2, f=1.43/ (3RCx) 。

因为RC振荡稳定度可达0.0001, 单片机测量频率最多误差一个脉冲, 所以由单片机测频率值引起的误差在百分之一以下, 电路如图2所示。

2.2 频率采集

(1) 量程切换:将被测元件放置测量口, 电路可以自动识别元件的类型:电阻或电容。利用继电器开关作为量程切换开关, 测量电阻使用继电器K1开关, 测量电容两使用继电器K2开关。利用三极管驱动继电器线圈, 实现继电器开关的闭合与断开。单片机P1.0实现对K1继电器的控制;P1.1实现对K2继电器的控制。

将电阻放置测量口, P1.0=’0’时, K1继电器线圈得电, 开关闭合, U1振荡器的输出端Q1产生某一频率的脉冲;P1.0=’1’时, K1继电器线圈失电, 开关断开, U1振荡器的输出端Q1没有输出。

将电容放置测量口, P1.1=’0’时, K2继电器线圈得电, 开关闭合, U2振荡器的输出端Q2产生某一频率的脉冲;P1.1=’1’时, K2继电器线圈失电, 开关断开, U2振荡器的输出端Q2没有输出。

(2) 频率采集:电路中频率采集采用数据选择器74LS153实现, 因为Q1、Q2只有两个输出端, 所以采用四选一数据选择器。单片机P1.2、P1.3控制U3数据选择器74LS153的S0、S1端, 当S0S1输入端为“00”时, 将Q1的数据传送给输出端P2.0;当S0S1输入端为“01”时, 将Q2的数据传送给输出端P2.0。

2.3 CPU处理

量程自动切换设计思路:P1.0=’0’、P1.1=’1’、P1.2=’0’、P1.3=’0’时, 判断P2.0是否有某一频率的脉冲信号?如果有, P0.0作为电阻指示灯亮。如果没有, P1.0=’1’、P1.1=’0’、P1.2=’0’、P1.3=’1’时, 判断P2.0是否有某一频率的脉冲信号?如果有, P0.1作为电容指示灯亮。

当测量元件为电阻时, P2.0计算出脉冲的频率, 先做除法运算, 再做减法运算, 进行二进制BCD码的转换, 最后进行显示。当测量元件为电容时, P2.0计算出脉冲的频率, 做除法运算, 进行二进制BCD码的转换, 最后进行显示。

2.4 数码显示

采用四位数码管作为输出显示器件。数码管采用动态扫描方式, 每一时刻只有一个数字和一个字位被选中输出, 各位依次轮流显示, 每位显示都保持一段相同的时间, 每个字位选中时中送入对应的数字, 可以实现多位不同的数字显示。单片机内部编程译码, 直接输出给数码管显示。单片机控制74LS139二/四译码器的输入端, 输出端与每一个数码管的公共端相连。

3 系统测试

(1) 测试仪器:数字式万用表、RC测量仪、标称电阻、标称电容; (2) 测试方法:将数字式万用表调至欧姆档测标称电阻阻值, 将数字式万用表调至电容档测电容容量;用RC测量仪测量标称电阻阻值、标称电容容量, 两组数值对比。 (3) 测试出现问题及解决方法:1) 调试中最困难的是RC振荡频率的选取, 频率太高或太低, 单片机都无法正常测出, 只有选好合适的电阻值和电容值, 单片机才能有效的计数测量。为了保证测量量程, 我们用精密可调电位器代替理论上所设计的值。2) 在测试电阻上, 程序中出现除法与减法, 调出来的电路测试电阻数值大的比较准, 而且误差小;数值小的误差大, 采用软件补偿的方法解决问题。

4 结语

采用AT89S52单片机作为RC测量仪电路设计的核心, 单片机的应用从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能, 现在可以使用单片机通过软件方法实现了。

参考文献

[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社, 2009.

RC桥式正弦波振荡电路探析 篇6

在实际应用中, 常常需要一些不同类型的信号源, 即信号发生电路, 也叫振荡电路, RC桥式正弦波振荡电路因振荡频率稳定、输出波形失真小, 在测量、自动控制、通信等许多领域中得到广泛的应用。

1 RC桥式正弦波振荡电路的组成

RC桥式正弦波振荡电路由基本放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路组成, 如图1所示。基本放大电路和正反馈网络是RC桥式正弦波振荡电路的主要部分, 选频网络只对一个频率满足振荡条件, 从而输出单一频率的正弦波, 稳幅环节用于稳定振荡电路的输出幅度, 改善波形, 减小失真。[1]

2 RC桥式振荡电路的选频特性及振荡条件

2.1 选频特性

当信号频率很低时, 电容C的容抗远远大于电阻R的阻值, RC串并联选频网络可近似等效为图2所示电路。

极限情况下, 当频率等于零时, 电容C的容抗为无穷大, 电路中的电流为0, uf=0, 图2所示电路可进一步看成纯电容电路, 因纯电容电路的电流比电压超前90°, 纯电阻电路的电流和电压同相位, 所以uf比uo超前90°。

当频率由0逐渐升高时, 由图2可知, uf升高, uf与uo之间的相位差减小。

当信号的频率很高时, 电容C的容抗远远小于电阻R的阻值, RC串并联选频网络可近似等效为图3所示电路。

极限情况下, 当频率等于无穷大时, 电容C的容抗为0, uf=0, 图3所示电路可进一步看成纯电阻电路, 因纯电阻电路的电流和电压同相位, 纯电容电路的电压比电流滞后90°, 所以uf比uo滞后90°。

当频率由无穷大逐渐减小时, 由图3可知, uf升高, uf与uo之间的相位差减小。

由上述两种情况可知, 当电路频率由零升高到无穷大时, uf与uo之间的相位差由+90°连续变化到-90°, uo先增大再减小, 因此其中一定有一个频率f0存在, 当f=f0时, uf最大, 且uf与uo之间的相位差等于零。

3.2 振荡条件

理论分析可得f0=1/2πRC, 当f=f0时, F=Uf/Uo=1/3。因振荡的幅值条件AF=1, 所以A=3。

因振荡电路引入正反馈, 所以

所以当电路满足RF=2R1时, 电路可输出频率f0=1/2πRC的正弦波信号。

4 RC桥式正弦波振荡电路的稳幅

当RC振荡器接通电源后, 由于信号开始时非常微弱, 为了顺利起振, 应使AF>1, 即A>3, 但这样一来, 经放大和反馈后输出电压就会不断升高, 放大器就会进入非线性区, 最终无法得到正弦波信号, 为此电路中可接入一个具有负温度系数的热敏电阻RF, 如图1所示, 且RF>2R1。当振荡器的输出幅值增大时, 流过RF的电流增加, 其阻值自动减小, 放大器的放大倍数减小, 从而抑制输出幅值的增长, 直到AF=1, 振荡器的输出幅值趋于稳定。[2]

除用热敏电阻进行稳幅外, 还可以用二极管作稳幅元件, 如图4所示。将负反馈电阻Rf分为Rf1和Rf2, Rf2并联二极管, 起振时D1、D2不导通, (Rf1+Rf2) 略大于2R1。随着uo的增加, D1、D2逐渐导通, Rf2被短接, 放大器的放大倍数自动下降, 从而起到稳幅作用。

5 RC桥式正弦波振荡电路的调频

为了能在一定范围内调节振荡频率, 电阻R常采用可调电阻器, 电容C的电容量用转换开关进行调节。[3]如图5所示, RC桥式正弦波振荡电路振荡频率的调节可分为粗调和细调, 双联开关K切换R, 用于粗调振荡频率, 双联可调电容C, 用于细调振荡频率。

6 结束语

掌握了RC桥式正弦波振荡电路的选频、调频及稳幅原理, 在实际中不仅为维修电路提供理论依据, 还可以根据需要设计电路。

摘要：RC桥式正弦波振荡电路因振荡频率稳定、输出波形失真小, 在测量、自动控制、通信等许多领域中得到广泛的应用。文章主要对RC桥式正弦波振荡电路的选频特性、稳幅电路及调频方法进行了探析。

关键词：RC桥式,振荡电路,探析

参考文献

[1]苏士美.模拟电子技术[M].北京:人民邮电出版社, 2007:161.

[2]袁明文, 谢广坤.电子技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2013:101.

RC楼盖课程设计教学改革建议 篇7

RC楼盖课程设计是《混凝土结构》课程的一个非常重要的教学内容, 及有很强的实践性、实用性, 对于培养土木工程专业大学生实践动手能力, 是一个必不可少的环节[1]。刘雁和邹小静分析了单向板肋梁楼盖课程设计中存在的不足之处, 并提出了相应的改革措施[2]。王强、陈慕杰和陈宜虎针对近年来课程设计教学中存在的一些问题, 提出该课程设计改革的一些思路[3]。魏晓针对建筑学专业建筑结构课程教学设计中存在的问题进行分析, 并提出相应的改革创新措施, 旨在能够有效地提高建筑结构课程的教学水平[4]。

针对学生在课程设计实践中存在的缺点, 本文采用手算为主、计算机计算为辅的教学方法, 编制了CDSSRC软件。通过该软件, 教师可以发现学生在课程设计计算过程的错误, 并且加以干预与纠正, 为后面的评阅打好基础, 做好成绩评定的客观性、公平性与公正性;学生可以提高对该课程设计的兴趣, 还可以提高的课程设计质量与效率, 在课程设计中少走弯路。

1 CDSSRC软件介绍

目前《混凝土结构》RC楼盖课程设计的教学停留于表面的讲解上。随着社会的进步, 科技水平的提高、计算机技术的猛进、可视化软件的发展, 高校、科研院所、设计院对于RC楼盖课程设计的认识有强烈的需求, 对于高校老师RC楼盖课程设计的知识要求也越来越高。而传统的以板书讲解为教学手段的教学方法已经远远满足不了这种强烈的需求。MATLAB同时具备科学计算和可视化的优势, 既能进行科学计算, 又能开发出所需要的图形界面。如果用MATLAB来开发CDSSRC教学演示软件, 可以发挥的这两方面的优势, 使高校老师将板书、PPT和可视化的图形用户界面GUI结合起来, 让学生能够看到类似视频化的教学演示软件, 相信会有助于提高和加深学生对RC楼盖课程设计的认识水平和掌握程度, 达到优良的教学效果。

本教学演示软件, 简称CDSSRC软件, 主要研究了RC楼盖课程设计的内力计算和截面设计, 计算结果以Excel表格的形式给出, 软件界面如下图1 所示。该软件, 既可以帮助高校教师讲解RC楼盖课程设计的内容、完善教学方法、提高教学质量和教学效果, 又可以帮助学生认识、理解和掌握RC楼盖课程设计的教学内容。

2 RC楼盖课程设计的实例

(1) 教学实例简介。楼面的活荷载标准值为6.5k N/m2, 混凝土采用C30, 主梁及次梁钢筋:采用HRB400 级钢筋;板内钢筋采用采用HPB300 级;课程设计要求如下: (1) 确定柱网尺寸, 柱截面尺寸, 主次梁布置及截面尺寸, 并进行编号, 绘制楼盖结构布置图; (2) 按塑性分析法进行板设计, 并绘制板配筋图; (3) 按考虑塑性内力重分布的方法进行次梁的内力和正截面及斜截面极限承载力计算, 并绘制次梁配筋图; (4) 按弹性方法计算主梁内力, 绘制主梁的弯距、剪力包络图, 根据包络图计算正截面、斜截面的承载力, 并绘制主梁的配筋图[1]。

(2) 计算结果。CDSSRC软件计算结果和手算计算结果的最大误差: (1) 楼板为 (304.5-302.6) /302.6×100%=0.63% , 可以忽略不计。 (2) 梁为 (456.1-434.0) /434.0×100%=5.09% , 可以接受。

3 结论

本文通过手算和计算机计算进行了RC楼盖课程设计的教学实例, 得出了如下结论:

(1) RC楼盖课程设计手算是土木工程专业大学生必备的能力, 也是该专业大学生了解《混凝土结构》课程的基本概念、基本理论和基本方法的有效手段;手算的误差有时可以忽略, 有时在误差允许范围内, 可以接受。 (2) 虽然计算机程序的计算结果比较精确, 但不能完全依靠计算机, 计算机计算只是辅助手段;建议采用手算为主、计算机计算为辅的教学方法, 可以大大提高RC楼盖课程设计的准确性和效率。 (3) 利用CDSSRC软件, 教师为后面的课程设计评阅打好基础, 做好成绩评定的客观性、公平性与公正性。

参考文献

[1]东南大学, 同济大学, 天津大学.《混凝土结构》 (上、中册) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[2]刘雁, 邹小静.混凝土结构中单向板肋梁楼盖课程设计思考[J].高等建筑教育, 2012, 21 (01) :107-110.

[3]王强, 陈慕杰, 陈宜虎.单向板肋梁楼盖课程设计教学改革探讨[J].新课程, 2013 (08) :74-75.

RC电路获取尖脉冲信号的研究 篇8

关键词：RC微分电路,时间常数,尖脉冲

0 引言

本实验选用双踪示波器,它能把电信号转换成可在荧光屏上直接观察的图象。用示波器来观察一阶RC微分电路的输出波形,试着改变电路参数,观察波形是否有明显变化。选用控制变量法,当电容电压C不变时,改变电阻值R的数值,又已知时间常数τ=RC,由此引起输出波形的变化,描绘出不同组别参数时的波形图,记录各参数值,并分析出现此现象的原因。

1 实验原理

电路的过渡过程是指从一种稳定状态转到另一种稳定状态所经历的变化过程,其变化十分短暂而且是单次变化过程,对时间常数τ较大的电路,可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。对时间常数τ较小的电路,必须使这种单次变化的过程重复出现。为此,利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号,即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号;方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号,选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ,就可以观测电路的过渡过程。

在阶跃信号下,RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长,其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。

含有动态元件的电路,其电路方程为微分方程,用一阶微分方程描述的电路为一阶电路,如图1所示为一阶RC电路。

根据一阶微分方程的求解得知:U0=Ue-t/RC=Ue-t/τ

RC电路的时间常数τ=RC,τ的大小决定了电路充放电时间的快慢。对充电而言,时间常数τ是电容电压u从零增长到63.2%Us所需的时间;对放电而言,τ是电容电压u从Us下降到36.8%Us所需的时间。如图2所示为时间常数τ。

微分电路是RC一阶电路中较典型的电路。对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。

如图3所示的电路,当时间常数可见,输出电压信号与输入电压的微分成正比,称为RC微分电路。如果输入波形为方波时,在R两端(输出端)得到正、负相间的尖脉冲,而且发生在方波的上升沿和下降沿。

2 调试方案设计

2.1 仪器用具:

函数信号发生器;示波器;电容;电阻;若干导线

2.2 调试方法步骤

A.观测微分电路的波形:

按照图3所示连接电路,选取适当的电阻和电容器,并根据R、C的大小,选取合适的输入方波频率,用示波器观察输出电压的波形并记录图形及相应参数。

B.改变参数观察波形:

保持输入方波信号频率不变,改变参数,适当地改变电容或电阻值,观察波形变化情况,记录6组波形与参数,说明产生波形变化的原因。

3 实验测量

A.当电压R=100W,C=0.1μF时

B.当C=0.1μF不变时,改变电阻值,所得的波形图:

1)当R=1MΩ时

2)当R=10kΩ时

3)当R=2kΩ时

4)当R=900Ω时

5)当R=600Ω时

6)当R=300Ω时

4 总结

由于物体所具有的能量不能跃变而造成,在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变,所以在实验过程中通过参数的改变使电路状态发生改变。在储能元件——电容器充电过程中,当充电结束时电路达到稳态,所以可以通过改变电路参数R、C的大小,来改变完成充电过程所需的时间。

在t=t1时,U1由0→Um,因电容上电压不能突变,输入电压UI全降在电阻R上。随后t>t1,电容C的电压按指数规律快速充电上升,输出电压随之按指数规律下降,经过大约3τ时,输出一个正脉冲。

在t=t2时,U1由Um→0,相当于输入端被短路,电容原先充有左正右负的电压Um开始按指数规律经电阻R放电,刚开始,电容C来不及放电,且左端接地,所以U0=-Um,之后U0随电容的放电也按指数规律减小,同样经过大约3τ后,放电完毕,输出一个负脉冲。

综上所述,τ=RC的值愈小,即充放电过程愈快,输出的脉冲就愈窄。在本实验中,当电阻值逐渐变大时,此过程所需时间增加,所以引起的脉冲也随之变宽。当电阻值足够大时,输出的电压波形图为方波,而当电阻相对较小时,输出的电压波形图为尖脉冲。

特点:实验效果明显,设计思路合理,该电路具有实用意义,可以作为信号产生电路的应用。

参考文献

[1]王亚军,张天春,等.电子电工实验教程[M].高等教育出版社,2009.

RC电路的虚拟仿真设计与实现 篇9

在“信号与系统”课程中,系统分析的根本任务是掌握求响应的方法。RC电路作为最基本的一阶动态电路,掌握该电路的分析方法为分析复杂电路系统打下基础。同时,看似简单的电路,随着元件参数取值的不同,输入与输出关系的变化,可以产生不同的典型应用,如微分电路、积分电路、脉冲分压器以及滤波电路等,为工程应用和设计提供依据。

当前,在信息化时代背景下,如何采用合适的虚拟手段提高教学效果是各类高校正在积极探索的问题和教学改革方向所在。Flash作为一种矢量多媒体技术,是虚拟仿真技术的典型代表,其强大的脚本语言(Action Script)功能,支持面向对象技术,可以开发出内容丰富、功能强大的交互式动画。与其他虚拟仿真软件相比较,Flash交互性强,开发难度相对较低,易于上手,对于客户端没有要求,可以通过.exe或.swf的形式直接播放,并且内容可包括图片、声音、视频等多种形式,生动形象,易于激发学生的学习兴趣。本文以Flash为开发工具,介绍RC电路虚拟仿真分析的实现过程。

2 RC电路

RC电路是由电阻和电容串、并联组成的电路。相同的电路当选择不同的输入—输出关系时,系统分析的结果也会发生变化。

2.1 RC积分电路

一阶RC积分电路的电路图如图1所示,输入电压ui(t),输出电压为电容两端的电压u0(t)。

当RC>>1

由式(1)可以直观的看出输出电压近似为输入电压的积分,因而图1所示电路是一个近似的积分电路。信号经过积分处理后,突变部分被平滑,在通信技术中,利用积分这一特点,可以平滑毛刺或削弱变化快的突发性干扰。

2.2 RC微分电路

由式(2)可以看出输出电压近似为输入电压的求导,因而图4所示电路可以等效为微分电路。经过微分运算,输出信号为输入信号的变化率。利用该运算可以突出信号的变化部分,用于图像处理上,可增强图形边缘轮廓的清晰度。

3 RC电路的虚拟仿真设计

3.1系统整体框架

整个电路仿真设计共分为3帧:

第一帧,系统起始帧。在该帧舞台中央介绍实验步骤,舞台底部设置4个按钮,分别为选择元件、开始连线、测试输出和重新实验。通过点击选择元件按钮进入下一帧;

第二帧,电路连接帧。在该帧舞台右侧部分建立电阻、电容及电源元件库。点击元件拖拉至舞台空白处,选择元件并右键出现菜单对元件参数进行设置,或可旋转调整元件位置。点击开始连线按钮触发连线功能,将元件连接成电路;点击测试输出按钮进入第3帧;

第三帧,测试帧。在该帧舞台上部放置示波器图片用以显示输入、输出波形。从示波器两个通路引出两个红电笔,利用鼠标分别拖动两个红电笔触碰电路测试端,在示波器中观测波形。点击示波器右侧旋钮,调节波形的幅度、时间大小及上下位置,并将幅度和时间刻度显示在示波器屏幕上。选择元件右击跳出菜单,可调节元件参数,动态观测元件参数发生变化时对输出波形的影响。点击重新实验按钮跳回第2帧,可进行重新实验,连接新的电路。

3.2元件库的建立

元件库实现元件的提取。当点击元件库中任意一元件,可以实现元件的拖拽,并可以选择元件进行鼠标右击,出现元件的设置菜单实现元件旋转及赋值。实现方法为:建立矩形框背景,在矩形框中放置元件影片剪辑。为了实现元件库中的元件可以反复提取,需对每类元件叠加若干个相同的影片剪辑,对每个元件进行脚本编辑,功能包括点击时可以进行拖拉并放大,松开鼠标停止拖拉。

当某一元件拖拉确定后,对该元件进行右击菜单设置。菜单内容包括旋转和设置参数两个功能,见图7。当选择设置参数时,跳出参数输入框(见图8),对元件进行赋值。

3.3电路连线

当元件选择完毕,便可以点击开始连线按钮触发电路连线功能。设置若干端点按钮,对其进行编辑,插入4个关键帧,第一帧弹起为空白关键帧,第二帧指针指向按钮时出现蓝色矩形边框,第三、四针按下和点击时出现黄色边框。对开始连线按钮编辑脚本,当鼠标按下时,设置端点按钮的位置与元件端点重合,当鼠标放置到任意元件的任意端点上都会出现一蓝色矩形边框,提示可以进行连线。在主时间轴上编辑脚本,首先声明若干矩阵分别表示连接线起点、终点和是否被选中的状态量,对这些矩形进行初始化。当按下第一个起点时,该起点的名称序号赋值给连线序号变量,创建一空影片剪辑,深度为连线序号变量值。然后监测鼠标移动利用move To和line To语句动态画线。再次按下终点按钮,如果终点按钮之前未被选择,则连线动态连接到终点。如果终点按钮已被选择,则画线无效。利用循环结构,使每个起点和终点都具有相同功能。最后利用条件结构,判断当所有端点被连接一次,形成串联电路后,设置测试电路按钮enabled属性为可用,点击测试电路按钮便可观测电路。

3.4示波器的设计

为了缩小虚拟仿真实验与真实的器材实验的差距,此处采用真实示波器图片为界面,对示波器上的重要旋钮进行编辑。点击垂直位移旋钮,当旋钮每顺时针旋转30°,波形向上平移5个像素,逆时针旋转30°,波形向下平移5个像素。当Y轴灵敏度旋钮顺时针旋转30°,波形幅度增长5个像素,逆时针旋转30°,幅度衰减5个像素。扫描速度旋钮控制波形X轴的压缩和扩展,旋钮顺时针旋转X轴扩展2倍,反方向旋转则压缩为原先的1/2。设置动态文本框并设置其变量,将每个旋钮对应的刻度值传给动态文本框,在显示屏进行显示,便于学生读取波形相关数值。

创建两个红电笔影片剪辑,并对每个红电笔编辑脚本,利用start Drag和stop Drag语句实现鼠标按下时拖动红电笔到元件端点,松开鼠标停止拖动。在双通道每个输出端口设置影片剪辑,利用move To和curve To语句绘制从示波器输出端口到红电笔的注册点的红色曲线。采用hit Test语句实现红电笔触碰到元件端点后显示该端点波形。

3.5波形生成

首先根据元件位置判断电路类型,然后利用条件结构,对输出波形进行设定。当电路类型为一阶RC积分电路时,输出为电容两端电压,波形特点是先充电再放电,充电时关键语句如下:

放电波形关键语句为:

其中q表示放电周期内循坏像素点,xz表示占空比,其余参数含义同充电过程。

4小结

虚拟仿真系统作为信息化背景下的新兴教学手段,为理论教学及实验教学提供高效有力的支撑平台。本文介绍以Flash为开发手段,针对RC电路这一具有重要应用背景的简单电路进行虚拟仿真。通过示波器的观测,可以动态直观的观测出元件参数对于系统输出波形的影响。基于Flash的虚拟仿真电路交互性能高,生动形象,不仅具备传统仪器实验的功能,同时与传统仪器测量实验相比较还具有实验形式灵活,教学成本相对较低,无硬件损耗,易于更新等特点。虚拟仿真技术成为现今各高校教学建设和改革的重要手段,其功能还需进一步深入学习、总结和拓展,使其发挥更大的教学辅助作用。

参考文献

[1]李永.Flash多媒体课件制作经典教程[M].北京:清华大学出版社,2009.