集成电路储存环境篇1
高精度位置姿态测量系统（positionandorientationSystem，poS）由惯性测量单元（imU）、全球定位系统（GlobalpositionSystem，gps）和poS计算机（poSComputerSystem，pCS）以及后处理软件组成[1]。poS既是航空对地观测系统完成军事侦察、军事测绘等任务必不可少的关键装备，也是解决人类面临的资源紧缺、环境恶化、灾害频发等一系列重大问题的现代战略高技术手段[2]。利用imU原始数据和GpS原始数据进行poS系统后处理是提升整个系统输出精度的关键手段，也是各类载荷高精度位置姿态的可靠基准[3]，而数据存储单元是poS系统后处理的数据来源；此外，利用存储单元记录的poS实时导航数据，可以对poS系统的故障进行分析，便于及时发现并处理系统运行过程中的种种问题，有利于提高整个系统的可测试性。
存储技术历经多年发展，已经从原始的磁带记录逐步过渡到光盘记录和目前的半导体存储器[4]。poS系统属于机载设备，一般工作于高低温变化大，电磁干扰严重，振动冲击大的复杂环境下，这就要求存储电路必须能承受宽温度范围，工作于复杂电磁环境且有良好的抗冲击性能。poS系统经常和各类载荷安装在一起工作，为减小安装平台的负担，poS系统的体积、重量和功耗都有严格的限制。为了达到与各类载荷进行通信的目的，poS系统应具有多种通信接口，如Can，RS422和RS232等，poS存储电路要接收poS系统的各项数据就必须融合上述多种通信接口。此外，poS系统工作的实时性很高且工作时间较长，因此poS存储电路必须速度快，容量大。半导体存储器相对于其他存储器，体积更小，功耗更低，速度快，存储容量大且能工作于恶劣环境，而嵌入式微处理器的飞速发展也大大提高了半导体存储器的存储速度。因此，本文设计了一种基于Stm32硬件平台的高速poS存储电路[5]，实现对poS系统各项工作数据的实时存储。
1poS系统结构概述
poS系统的组成框图如图1所示。
惯性测量单元imU通过三支陀螺仪和三支加速度计实时采集观测载荷的角运动和线运动信息，利用内置的温度传感器采集陀螺仪和加速度计的温度信息，并经过预处理后发送给pCS进行捷联解算；GnSS预处理模块接收GnSS基站和流动站的卫星导航信号，进行差分处理后发送给pCS；inS/GnSS实时融合处理模块将捷联解算后的数据和GnSS差分后的数据进行分析，一部分实时输出给载荷作为位置和姿态基准，另一部分发送给数据存储单元作为后处理的数据源[6]。poS实时定位定姿信息的精度往往达不到各类载荷高清成像的要求，因此实时任务完成后，必须采用后处理软件对采集存储的imU，GnSS信息进行后处理，以获取高精度位置、速度和姿态信息，确保各类载荷成像质量。
由此可见，poS系统的后处理能有效提升整个系统的输出精度，为各类载荷提供更高精度的位置姿态基准，而数据存储单元能存储poS后处理所需的所有原始信息，此外，存储单元能透明地记录poS系统飞行过程中的所有数据，其作用相当于飞机当中的黑匣子，便于用户进行事后故障分析，为此给出了poS存储系统的设计。
2poS数据存储电路总体设计
2.1总体结构设计
数据存储系统主要完成数据的采集、数据的存储和数据发送。为了给各类载荷提供实时的位置姿态基准，poS系统的数据更新率必须很高，目前已达到200Hz，pCS向载荷发送数据的波特率高达460800b/s，这就要求存储电路具有高速的通信接口和中央控制器。Can总线和RS422总线的最高波特率能高达1mb/s和10mb/s，完全能接收pCS高速输出的数据，此外Can和RS422均采用差分信号进行传输，能保证数据传输的可靠性，在电路的设计中增加RS232接口，能提高整个存储电路的通用性。以高速aRm控制器作为存储系统的核心控制芯片是最好的选择，其运行速度快，核心频率可超过100mHz；具有Can，USaRt和Spi等丰富的外设，只需对它们进行简单的编程即可完成数据的收发，利用高速SD卡作为aRm控制器的外部存储器，可轻松实现数据的快速存储，整个存储系统的结构图如图2所示。
图2中imU原始数、GpS原始数和poS导航数据分别通过RS422接口、RS232接口和Can总线接口传送至Stm32最小系统，Stm32芯片以Dma中断的方式将接收的数据缓存至内部Ram区，利用其自身的Spi接口驱动SD卡，将接收的数据按照Fat32文件系统的格式以文本文件的形式存入SD卡。为方便用户读取SD卡存储的原始数据信息，本文设计了通用的USB读卡器模块，USB读卡器芯片内部集成了文件系统功能，只需要简单的外部电路连接即可实现与计算机的USB通信，不仅降低了电路成本，而且提高了整个系统的可靠性。
3系统软硬件实现
3.1系统电源模块
poS系统是航空遥感领域一个必不可少的部分，在实际应用中对poS系统的体积和功耗有非常严格的要求。存储电路作为poS系统的重要组成部分，其功耗和体积应尽可能的降低。因此本文所选用的器件工作电压均为3.3V，器件封装均采用贴片式。poS存储电路系统电源模块设计图如图3所示，飞机输出的航空标准电源电压28V经过二次电源模块的转换后变为5V，二次电源模块选用西安伟京电子生产的28to5DC?DC模块。为了满足poS存储电路的工作电压要求，必须设计电源转换模块将系统的5V电压转换为存储电路所需的3.3V工作电压。根据poS的特殊工作环境，poS存储电路的电源应该具有较高的可靠性，能输出3.3V的稳定电压，电源的稳定性要好，纹波电压小且输出功率足够大[7]。本文选用ti公司的tpS75201，这款芯片的工作温度范围宽（-55～125℃），输入电压承受范围宽（-0.3～13.5V），输出功率大（输出电流高至2a），芯片体积小且散热性能好。
3.2数据采集模块
数据采集电路是整个存储电路的最前端，它接收来自导航计算机的imU原始数、GpS原始数和实时导航数据。本文设计了Can接口、RS422接口和RS232接口，它们与Stm32单片机的物理层电路设计图如图4所示。其中Can和RS422均采用差分信号进行传输[8]，能保证数据传输的可靠性，RS232接口能和pC机进行实时通信，将存储电路的工作状态实时报告给上位机。
5结语
研制高精度位置姿态测量系统，提高各类航空遥感载荷的成像精度，对增强我国国防实力具有重要意义。而poS数据存储系统是高精度位置姿态测量系统中必不可少的部分。本文从系统结构和软、硬件实现两方面给予了分析设计，最终实现了稳定的poS数据存储系统，保证poS后处理工作正常进行，促进了我国航空遥感事业的快速发展。
参考文献
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[2]安培浚，高峰，曲建升.对地观测系统未来发展趋势及其技术需求[J].遥感技术与应用，2007，22（6）：28?29.
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[4]刘凯.存储技术基础[m].西安：西安电子科技大学出版社，2011.
[5]刘波文，孙岩.嵌入式实时操作系统μC/oS?Ⅱ经典实例：基于Stm32处理器[m].北京：北京航空航天大学出版社，2014.
[6]秦永元.卡尔曼滤波与组合导航原理[m].西安：西北工业大学出版社，2012.
集成电路储存环境篇2
关键词：SpCe061aSpR4096自动报站器
1、设计思路及主要步骤
1.1设计思路
选用SpCe061a单片机作为主控芯片，利用键盘显示模块、电源模块，语音资源存储模块，实现公交车的手动报站。通过pC机等设备录制需要播放的语音资源，将录制好的语音资源烧写到SpR4096FLaSH存储器中，然后根据键盘执行对应的报站等功能。基本功能有：每站只需按一次键即可播报全部报站内容（前方将要到达的站名，上下车提示服务语）；具有跳站、上行、下行切换控制功能。设计过程中，主要用C语言编程。
1.2主要步骤
（1）通过查找相关资料了解目前报站器的现状，发展方向，确定自己的设计方案和一些改进方法；
（2）对报站器的原理，实现步骤进行分析，设计电路及各个系统模块；
（3）以凌阳SpCe061a为主机，对各个模块进行详尽规划，列出流程图，编写相应的程序；
（4）对报站器功能进行调试、完善；
（5）根据设计方案完成撰写论文，装订并提交。
2、系统设计方案
根据设计要求，选用SpCe061a单片机作为主控芯片，因为该芯片是SoC使用较少的器件就能实现最小系统。配合语音函数库可以实现语音功能。扩展键盘，显示器件，扩展SpR4096FLaSH芯片存储语音资源。框图如图1所示：
3、系统工作原理
通过麦克风由音频输入电路将外部音频输入到凌阳芯片中，将录制好的语音资源烧写到SpR4096FLaSH存储器中，然后根据键盘执行对应的报站等功能，并且在数码管上显示信息。
4、凌阳SpCe061a单片机简介
SpCe061a是台湾凌阳科技公司推出的一款16位SoC（片上系统）的单片机，它采用高性能的μ’nSptm内核，具有丰富的硬件资源，并集成了iCe（在线仿真）电路接口，可以直接利用该接口对芯片进行下载（烧写）、仿真、调试等操作。凌阳科技公司为SpCe061a芯片配备的指令系统，具有易学易用，代码效率较高等特点，在μ’nSptm集成开发环境（iDe）的支持下，可采用汇编语言和标准C语言开发各种应用程序，还可以实现C语言与凌阳汇编语言的相互调用。
SpCe061a芯片内部以μ’nSptm16位微控制器为核心，集成了iCe（在线仿真）、Flash存储器（闪存）、SRam（静态内存）、通用i/o端口、定时器/计数器、中断控制、CpU时钟、锁相环（pLL）振荡器、双16位定时器/计数器、时基控制器、中断控制器、7通道10位aDC、单通道aDC+aGC、双通道10位DaC、UaRt通信接口、Sio端口、低电压监测/低电压复位等模块。
SpCe061a是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放功能，该芯片拥有8路10位精度的aDC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。两路10位精度的DaC，只需要外接功放（SpY0030a）即可完成语音的播放（这两点是此芯片相对于51芯片的优势所在）。另外凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境（unSpiDe）。SpCe061a片内还集成了一个iCe（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而iCe接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（unSpiDe）用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口进行下载。主控板模块主要由电源电路模块、音频输入miC电路和音频输出DaC电路等模块组成。
5、SpCe061a的开发方法与环境
SpCe061的开发是通过在线调试器pRoBe实现的，它既是一个编程器（程序烧写器），又是一个实时在线调试器，用它可以替代在单片机应用项目的开发过程中常用的两件工具—硬件在线实时仿真器和程序烧写器。它利用了SpCe061片内置的在线仿真电路iCe和凌阳公司的在线串行编程技术，pRoBe工作于凌阳iDe集成开发环境软件包下，其5芯的仿真头直接连接到目标电路板上。SpCe061相应管脚接在目标电路板上的CpU2SpCe061调试、运行用户编制的程序，pRoBe的另一头是标准25针打印机接口，直接连接到计算机打印口与上位机通讯，在计算机iDe集成开发环境软件包下完成在线调试功能。μ’nSpiDe使用流程如图2所示：
6、结束语
本文所述基于凌阳SpCe061a单片机控制的公交车报站器，经过测试，公交车报站器的性能达到了设计目标，使用SoC方式设计，大大提高了系统的稳定性，减少了器件降低了成本。随着无人售票车逐渐增多，公交车报站器就越显得重要了，完善公交报站系统，会给人们的出行带来方便。
参考文献：
[1]康华光，陈大钦.电子技术基础（模拟部分）[m].高等教育出版社.
[2]李学海.16位语音型单片机SpCe061a实用教程—基础篇[m].北京：人民邮电出版社，2007.
集成电路储存环境篇3
关键词：物联网；步进电机；数据存储；污水采样
中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：2095-1302（2014）08-0034-02
0引言
我国经济建设取得了巨大的成就，也付出了巨大的环境代价，我国的环境污染形势可以用三句话概括：污染物排放总量居高不下，远超过环境容量；环境质量令人担忧；环境污染事故进入高发期。环境保护已经成为我国的一项基本国策，是实施我国可持续发展战略的重要组成部分，是构建和谐社会和资源节约型社会的一个重要组成部分。
为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》，提高我国环境监测监控能力，实现水质监测监控的自动化和现代化，以期达到地表水水质预警监测、污染源总量监测与控制的目的，开发利用基于物联网技术的污水实时采样系统是当今环保监测监控的有效工具。
1系统总体架构
本系统主要由控制模块、温度检测、步进电机控制、分瓶器、蠕动泵、存储器、储样瓶、进水管等部分组成。具体功能是在接收到中心平台采样的信号之后，控制步进电机进行污水的采样存储在不同的存储缸内，并记录下采样时间。该系统也可以通过设置时间间隔实现时间等比例采样等多种方式采样。具有远程控制的通讯、采样模式多样化、样品恒温保存、断电保护、管路自动清洗、废液回流等功能。图1所示是其系统的总结构图。
2系统硬件设计
本系统主要由控制模块、温度检测、步进电机控制、分瓶器、蠕动泵、存储器、GpRSDtU、储样瓶、进水管等部分组成。CpU采用StC公司生产的StC12Le5a32S2，该CpU和at89C52的引脚完全兼容，除了at89C52功能外，关键是内部还有eepRom、1024B的Ram、看门狗等，用来保存数据和防止程序跑飞，而不需要另外再增加硬件成本。系统硬件框图如图2所示。
2.1提升泵控制电路设计
提升泵的作用是当污水离采样器较远时，采样前将污水抽到采样器附近的蓄水池中，便于采样，在具体应用中采用继电器直接控制泵的电源即可，提升泵的控制电路如图3所示。
2.2蠕动泵和分瓶器模块的设计
为了将污水抽入瓶中，采用蠕动泵实现，蠕动泵内压有软管，通过蠕动泵不断对软管的挤压，这样实现污水的采样。为了控制蠕动泵采样污水的量，设计中采用步进电机进行控制，控制电路如图4所示。通过测量步进电机每100步对应的采样量，然后推算出实际需采样的量对应的步进电机步数。达到精确控制采样量的要求。
分瓶器的作用是将污水的进水软管口移到对应的瓶口处，便于将污水采样到对应瓶中，本子系统采用步进电机驱动摇臂实现，同样通过控制其步数来实现摇臂的旋转，实现位置的精确控制。
2.3时钟模块设计
采样高精度时钟电路SD2068，用来保存数据的时间和进行时间流量等比例采样等使用。时钟电路如图5所示。
2.4数据存储电路设计
本系统采用铁电存储器mB85RC256实时保存设置的参数以及现场采集到的各实时数据及采样记录。mB85RC256是采用先进的高可靠性的铁电材料加工制成的256Kb铁电非易失性存储器，能像Ram一样快速读写，同时掉电后数据可保存10年，采用标准i2C接口与单片机连接。数据存储电路如图6所示。
2.5串口通讯模块设计
串口通讯用于实现与GpRS、液晶等的通信，以采样RS232接口，其电路如图7所示。
3软件设计
软件设计流程主要包括时间温度显示、工作模式选择及相应的控制程序。其软件设计流程如图8所示。
4结语
本科研项目的研究通过模拟试验和多家用户的使用，各方面的技术指标都符合设计要求，现该科研项目的硬件和软件已设计完成，各项指标的调试也已结束。在企业已经投入生产和推广，并申请了专利。
参考文献
[1]刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010，37（6）：1-4.
[2]王永虹，徐炜，郝立平.Stm32系列aRmCortex-m3微控制器原理与实践[m].北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[3]刘天成.基于Fm1702SL的USB接口的RFiD读卡器的设计[J].赤峰学院学报：自然科学版，2009，25（6）：37-38.
集成电路储存环境篇4
【关键词】StC15F2K60S2;Sim908;工程车辆;动态监控
引言
目前，我国水泥混凝土施工跃居全球之首，其中道路工程、水利建设等占有比例较重，施工需求混凝土材料多是由大型拌和设备拌和完成，再由专用运输车辆运输至施工现场，材料运输及车辆行驶安全监管日益受到广泛关注，对混凝土运输车辆智能信息化监管迫在眉睫，因此，设计一种能实时、实用高效适合施工现场的工程运输车辆监控系统成为发展趋势。利用GpS/GpRS技术和微机技术能有效地实现此功能需求，本设计利用高性能集成GpS/GpRS功能的新型Sim908模块实现车辆位置信息采集及传输，采用新型微机处理器StC15F2K60S2作为系统处理控制核心。本设计采用新型元器件，高效实现车辆定位管理及有效控制各模块的功耗，降低能耗提高设备稳定性。
1.总体设计
本设计采用StC15F2K60S2单片机为控制核心，以Sim908模块作为运输车辆位置信息采集及位置信息远端发送的实时监控系统。本设计总体分为两部分：硬件设计和软件设计，为适应实际复杂应用环境，采用新型51系列StC15F2K60S2单片机作为系统的处理控制核心，该单片机处理能力强，且功耗低、抗干扰能力强，适用于复杂环境。采用Sim908作为车辆定位及信息传输，该模块是一款GpRS/GSm和GpS组合集成模块，此适用于移动式车辆定位管理，其设计总体结构图如图1所示。
图1系统设计总体框架图
2.硬件设计
硬件设计主要为3部分：中央处理控制核心模块、定位/通信模块、终端信息显示及电源管理模块。
2.1核心处理器硬件设计
中央处理控制核心模块硬件设计连接如图2所示，采用新型51系列单片机StC15F2K60S2，该单片机综合处理运算速度快，存储容量大，超强抗干扰抗静电，低成本超低功耗，正常工作模式电流：4ma-6ma;空闲模式：功耗
依据StC15F2K60S2单片机优秀特点而设计的终端核心处理控制模块，首先建立必要微处理器最小工作系统，接入电源保护电路，通过RXD、tXD与Sim908模块连接实现数据传输及通信命令控制，p2口接入必要的多色LeD，有利于判定设备工作状态或数据传输是否正常。p1口接入LCD用于定位信息本地实时显示，接入蜂鸣装置，当处理器主程序计算行驶速度超限时，则发出指令启动蜂鸣装置提示驾驶员。p3接入设置按键，用于终端设备的简单设置操作及设备故障复位操作等。
图2核心处理器硬件设计连接图
2.2Sim908硬件设计
Sim908硬件设计主要由Sim908模块硬件电路设计、Sim卡电路设计、GpS/GpRS天线硬件电路设计3部分组成。
图3Sim908模块硬件设计连接图
（1）Sim908硬件电路设计
Sim908硬件电路设计主要以高性能集成CpS/GpRS功能的Sim908模块为核心，接入控制电路、电源控制电路、复位电路等电路。Sim908定位数据通过RXD、tXD端与核心处理器StC15F2K60S2通信传输，通过8050提高数据信息通信传输功率。Sim908模块启动关闭通过主程序控制完成，通过Sim_Data端口与Sim卡实现认证数据通信，通过GSm_ant端口接入GpRS天线实现数据传输通信，GpS_ant端口接入GpS天线实现车辆位置精确定位[2]。
（2）SimCaRD硬件电路设计
Sim卡功能引脚Sim_VDD、Sim_Data、Sim_RSt、Sim_CLK端口分别与Sim908模块上相对应功能引脚相连接，Sim908内部能智能匹配且自动输出Sim卡所需的两种工作电压，电压幅值为1.8V±10%或3.0V±10%。SimCaRD接口电路接入SmF05C用于电路静电保护，Sim_Data引脚上接入22pF滤波电容，减少电源产生干扰，接入22Ω电阻用于匹配SimCaRD和Sim908模块间的阻抗。为保障Sim卡信息能被有效识别，Sim卡设计应尽量靠近Sim908模块，SimCaRD的电路元器件也应尽量靠近Sim卡座位置。为有效的利用和节约电路板空间，缩短模块与卡座间距离，保证Sim卡能够可靠读取识别，同时方便使用时Sim卡的放置，本设计将Sim卡座放置电路板背面且靠近电路板边缘，采用抽屉式带开关[2]。
（3）GpS/GpRS天线硬件电路设计
依据Sim908硬件参考手册，设计了Sim908模块GpS/GpRS天线硬件连接电路，接入两个0Ω电阻和22pF电容完成该电路天线与模块的阻抗匹配，GpS_ant端接头采用Sma接口Rp_Sma_K型，GpRS_ant端接头采用Sma接口Sma_K型。根据运输监控实际环境及天线技术参数说明本系统GpS/GpRS天线采用高增益且交易安装的专用天线，提高信号可靠性[2][5]。
2.3电源设计
电源主要由车载供电和备用电池供电两部分组成，车载电源电压通过降压和抗抖动滤波设计对设备进行供电，有效保障设备运行的稳定性、长寿命等，备用电池供电采用特种锂聚合物电池，该电池容量大且体积小，非常适应此环境。
图4软件设计主流程图
3.软件设计
本设计终端设备主要功能由主程序完成实现，其程序流程如图4所示。当终端设备进入工作状态时首先对终端设备进行初始化工作，其后进入GpRS无线网络数据通信状态及车辆定位状态，再对车辆定位数据是否有效进行判定，若定位无效再次进行初始化进入定位状态，定位成功则对定位数据信息进行本地存储。设备初始化完成定位同时进入Sim卡信息数据的识别读取，启动并建立GpRS数据通信传输连接。若GpRS数据通信传输连接未成功则再次初始化进行GpRS数据通信连接，数据传输连接建立后，对本地存储器存储更新数据进行提取并发送至远端数据管理中心，软件系统在主程序运行过程中设置有必要的中断请求，方便其他必要功能的实现。
为更好适用于实际应用环境保证数据完整性，数据进行本地存储器存储和远端数据库存储两种模式，设备未处于工作状态下通过核心处理器对设备进行控制使其处于掉电工作模式，通过内部专用定时切换至工作状态。如主流程图4所示定时器设定某一时间段开启GpRS无线网络连接对前段时间内未传输数据进行传输，传输完毕且有效则是GpRS进入掉电睡眠状态，尽可能少的设备的功耗及提高设备使用稳定性。
4.结论
本文设计采用高性能集成GpS/GpRS组合模块Sim908，结合新型微机处理器StC15F2K60S2，实现了对水泥混凝土材料运输车辆的实时定位动态监管。利用GpS（GnSS）及时准确定位，数据信息通过GpRS无线网络实现工程运输车辆与管理中心的双向通信，远端数据库有效的对车辆监控数据进行存储、管理及访问。该设计通过测试应用能满足水泥混凝土施工过程中对材料运输车辆的实时动态监管，有效实现车辆统筹管理。本设计在实现功能基础上通过选用低功耗器件及软件控制两种方式有效降低设备功耗，同时加强了实用性设计，使其具备功能突出、低功耗、低成本、使用操作简易等特点。
参考文献
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[3]张兰云，张高伟.基于GpS与GpRS车载监控系统的设计与实现[J].电子技术，2008（03）.
集成电路储存环境篇5
关键词：SHt15；24LC512；mSp430F2232；温湿度检测
中图分类号：tp312文献标志码：a文章编号：1006-8228（2015）05-41-03
abstract：Designadigitaltemperatureandhumiditytester，whichcanbeusedformeasuringandrecordingthedailyenvironmenttemperatureandhumidity.thesystemtakesmSp430F2232asthecore，usesmonolithicfullcalibrationdigitaltemperatureandrelativehumiditysensorSHt15todetecttemperatureandhumidity，anduseselectricallyerasableread-onlymemory24LC512asthestorageelement.thesystemcanmeasureandrecordtemperatureandhumidity，andcanalsorecordthecorrespondingdateandtime.thetemperature，humidityandthevariationcurvecanbedisplayedontheLCD.thesoftwaredevelopedwithVClanguageforreceivingtemperatureandhumiditycansendthedatatopCmachineforanalysisandcontrast.thesystemalsohassetasideaexpansionport，easytoupdateandupgrade.
Keywords：SHt15；24LC512；mSp430F2232；temperatureandhumiditydetection
0引言
在现代工业环境中，温度和湿度影响到工业生产环境中电气设备的使用寿命，在农业环境中温湿度影响到农作物的正常生产，而在人居环境中，温湿度影响到人们身体的健康。因此，设计一款温湿度检测系统实时检测环境的温湿度，控制抽湿机和温控设备有效的进行工作，保护工业环境中的电气设备、农业环境中的农作物以及人们的身体健康，具有一定的现实意义。本课题设计的温湿度记录仪不但可以检测温湿度信号，还能记录其变化趋势，可以输出温湿度的日均值和小时均值。具有更准确地数据记录、更方便的数据存储、更便捷的数据分析等功能。
1系统介绍及硬件电路
1.1系统介绍
为了提高检测的准确性和数据的有效性，本设计温湿度传感器选用i2C总线接口的单片全校准数字式传感器SHt15[1]，数据记录选用电擦写式只读存储器24LC512，为了提高环境监测的稳定性和精密性，系统还选用了低功耗单片机mpS430F2252作为中央处理单元[2]。系统通过温湿度传感探头检测温湿度数据后，送至中央处理单元，处理结果实时地通过液晶屏显示出来，并通过24LC512数据记录单元存储下来，还可通过键盘设定相应的数据记录间隔和报警范围。具体结构如图1所示。
1.2温湿度检测电路设计
系统选择湿度和温度的集成传感器SHt15，该传感器将温湿度传感器、信号放大调理、a/D转换、串行数字通信接口电路、数字校准等功能模块集成在一块微形芯片上，不需要元件，可直接输出经过标定的相对湿度和温度的数字信号。湿度测量范围0～100%RH，温度测量范围-40℃～123.8℃。工作电压在2.4V～5.5V范围，测量状态下功耗约3mw。
⑴电路设计
温湿度传感器SHt15通过串行时钟（SCK）输入接口和串行数据（Data）输出接口与单片机相连。Data三态门用于数据的读取。电源引脚（VDD，GnD）之间需增加一个100nF的电容，主要目的是去耦滤波。为保证在时钟下降沿数据的有效性，Data需要保持在高电平，因此需要在Data数据接口上接一个10k的上拉电阻。具体电路见图2所示。SHt15通过后，要等待11ms以越过“休眠”状态[3-4]。
⑵温湿度传感器SHt15的使用
Data在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿有效。数据传输期间，在SCK时钟高电平时，Data必须保持稳定。为避免信号冲突，单片机应驱动Data在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平（参见图2）。
单片机一组测量命令（‘00000101’表示相对湿度RH，‘00000011’表示温度t）后，控制器要等待测量结束。这个过程大约需要320ms，14bit测量。确切的时间随内部晶振速度，可能有-30%的变化。SHt15通过下拉Data至低电平并进入空闲模式，表示测量的结束。控制器再次触发SCK时钟前，必须等待这个“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以先存储，这样控制器可以继续执行其他任务，在需要时再读出数据[5]。
1.3数据记录单元电路设计
为方便数据的记录及查询，设计中采用24lc512作为存储单元。该芯片由美国微芯科技公司生产的电擦写式只读存储器容量范围为512K，最大频率为400kHz。支持i2C串行接口，以x8位存储器块进行组合。允许工作电压2.5-5.5V，待机电流和工作电流分别为1μa和1ma，具有页写入能力。功能性地址线允许连接到同一条总线上的器件数目最多可达8个，具体电路如图3所示，本设计中使用了4个24lc512。
a0、a1和a2引脚用于多器件工作，当这些输入引脚上的电平与从器件地址中的相应位作比较，如果比较结果为真，则该器件被选中。串行数据引脚SDa为双向引脚，用于把地址和数据输入/输出器件。该引脚为内部漏极开路。因此，SDa总线要求在该引脚与VCC之间接入10k的上拉电阻。对于正常的数据传输，只允许在SCL为低电平期间改变SDa电平。而SDa电平在SCL高电平期间若发生变化，表明起始和停止条件产生。时钟SCL引脚用于数据传输同步。写保护（wp）引脚必须连接到VSS或者VCC。如果连接到VSS，能写操作。如果连接到VCC，则禁止写操作，但读操作不受影响。具体电路见图3。
1.4电源电路
为实现记录仪的小巧便于携带，系统采用锂电池供电。BL8503是一款正电压输出，低功耗低压差的三端线性稳压器，在输入输出电压差低至400mV时都可提供250ma（Vin=4.0V、Vout=3.0V时）的负载电流。BL8503极低的静态功耗（iq=1.5ua）可极大的提高电池使用时间。电路如图4所示，输入端外接11uF钽电容作为旁路电容，保证电路的稳定性，在输入端接1uF钽电容作电源滤波电容。具体电路见图4所示。
应用电路简单，只需输入输出两个电容和负载即可工作。芯片内部包括电压基准源电路，过流保护，误差放大器，功率管及其驱动电路等模块组成。其中过流保护能够在应用电路的负载电流大于250ma时，保证芯片和系统的安全。BL8503的参考电压电路提供稳定的参考电平，由于采用内部的修正技术，保证输出电压精度达到±2%，同时由于参考电压经过精心的温度补偿设计考虑，使得芯片的输出电压的温度漂移系数小于100ppm/℃。
1.5主控中心电路设计
本设计选择mSp430F2232芯片作为核心芯片，该芯片是一款超低功率混合信号微控制器，此微控制权具有两个内置16位定时器、一个通用串行通信接口，具有集成基准和数据传输控制器。S0～S10，Com0～Com3用于LCD显示，p3.1，p3.2用于数据存储，p6.4，p6.5用于温湿度测量。tXD，RXD分别作为输入端、USB串口电路。JtaG端口为在线编程接口。具体电路如图5所示。
2软件设计
本设计软件编程主要分为以下几部分：温湿度传感器SHt15测量程序、数据存储芯片24lc512读写程序、液晶显示程序、按键程序以及按键控制程序等。程序采用VC语言编写，下面给出与上述硬件电路配套的部分C51应用程序[5]。
⑴温湿度采集部分代码
charsmeasure（uchar*pvalue，uchar*pchecksum，ucharmode）
{unsignederror=0；
uinti；
stransstart（）；//transmissionstart
switch（mode）；//sendcommandtosensor
{casetemp：error+=swritebyte（meaSURetemp）；break；
caseHUmi：error+=swritebyte（meaSUReHUmi）；
break；default：break；
}
for（i=0；i
{delay（1）；
if（Dat==0）break；
}//waituntilsensorhasfinishedthemeasurement
*（pvalue）=sreadbyte（aCK）；//readthefirstbyte（mSB）
*（pvalue+1）=sreadbyte（aCK）；//readthesecondbyte（LSB）
*pchecksum=sreadbyte（noaCK）；//readchecksum
returnerror；
}
⑵存储器部分代码
write_nByte（&RXBuffer[7]，RXBuffer[6]，（RXBuffer[3]*2-0x14））；
//-0x14为了不跨页
if（Dataaddr==Userdata1）
{Bvale.Byte8[1]=RXBuffer[7]；
Bvale.Byte8[0]=RXBuffer[8]；
if（（Bvale.Byte165000））
{Bvale.Byte16=3950；}
writeoK=1；
}
elseif（（Dataaddr>=0x02c0）&&（Dataaddr
//writingthesystemtime
{timeinit_8563（&RXBuffer[7]）；
Disptime（0）；
writeoK=1；
}
elseif（Dataaddr==0x02c6）//writRam
{Dataaddr+=（RXBuffer[6]-1）；
for（i=0；i
{*（uchar*）Dataaddr=RXBuffer[7+i]；
//Fromthehighbytesstartingassignment
Dataaddr--；
}
writeoK=1；
}
3结束语
温湿度传感器SHt15集温度传感器和湿度传感器于一体，因此，采用SHt15进行温湿度实时监测的系统具有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点。该芯片在温湿度监测、自动控制等领域均已得到广泛应用，在现代化温室控制系统中具有广阔的发展前景。另外24lc512芯片内部集成存储容量大，性能稳定便于操作。本文设计的便携式数显温湿度检测记录仪体积小，重量轻，性能稳定可靠，且便于携带；与传统的模拟式温湿度计相比具有明显的优势，即数字式显示，方便读出数值；保存温度湿度值，通过输出变化曲线，可以掌握环境温湿度的变化趋势，从而可以做出相对性的措施进行环境的改良。系统电路简单，留有扩展接口，便于系统的升级和改良[4-6]。
参考文献：
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集成电路储存环境篇6
关键词：存储测试；mSp430单片机；大容量存储；Labwindows/CVi
中图分类号：tn409-34文献标识码：a
文章编号：1004-373X(2011)20-0159-03
DesignofminiatureStoragetestingSystem
SHanti-qiang,CHenLei,ZHanGZhi-wei
(Departmentofammunitionengineering,ordnanceengineeringCollege,Shijiazhuang050003,China)
abstract：whiletestingoneweaponsystem,thetraditionaltestinginstrumentishardtobeusedduetothelimitofthetestingspaceandenvironment.inordertoworkoutthisproblem,aminiaturestoragemeasurementsystembasedonthemSp430mUCwasdesigned.VariousresourcesareembeddedinthemUC,whichareutilizedeffectivelytosolvethekeyproblemofthesystemminiaturization.alargecapacitymemorizerisadoptedtoachieveanabundanceofdatalocal-storage.theintegrityandaccuracyofthedataareensuredwiththeoptimaldesignofthesamplingandstoragestrategy.thehostcomputerprocessingsoftwarebasedonLabwindows/CViwasdeveloped.theexperimentalresultsshowthatthesystemisstableandreliable,abletoconductthesignalsamplingandstorageaccuratelyandeffectively,andobtainthecorrespondingparameters.
Keywords：storagetesting;mSp430mCU;highdensitydatastorage;Labwindows/CVi
在空间受限、环境恶劣和无法实时传输数据的情况下，传统测试技术受到很大限制，必须使用存储测试方法［1］。该方法是在不影响被测对象或影响在允许范围内的情况下，将微型存储测试系统置入被测体内，现场实时完成信息的快速采集与存储，并回收存储器，由计算机处理，再现被测信息的一种动态测试技术［2-4］。本文设计的微型存储测试系统是基于mSp430F149单片机，结合大容量串行FLaSH存储器multimediaCard(mmC)，通过对单片机内部资源的优化利用、外设的开发、采样与存储策略设计,实现了系统的微型化、低功耗、多路数据采集和大数据量本地存储设计。针对该系统开发了基于Labwindows/CVi的专用测试平台，用于对收回数据进行分析处理，有效解决了在测试空间和环境受限的情况下对该武器系统的测试问题。该系统理论上可以对多达16×8路模拟量进行采集、处理和存储，并可继续开发为具有故障诊断性质的存储测试系统。
1系统总体方案设计
微型存储测试系统总体结构如图1所示。它由外部传感器、多路模拟量采集电路、大容量存储器、mSp430F149单片机以、各接口电路以及辅助电路组成。不同的被测信号经调理后经模拟量多路开关maX396输入单片机，利用内置aD模块转换成数字信号，交由单片机进一步处理。存储测试系统的存储模块主要有两部分组成，即单片机内部的FLaSHRom和外部mmC卡，分别用于存储被测武器系统初始状态的数据和执行任务状态的数据。系统通过RS232接口电路与上位机进行通信，接收上位机传来的控制指令，并可将采集结果上传至上位机进行相关数据处理。
2系统各模块设计
2.1数据采集模块设计
数据采集系统以mSp430F149单片机为核心，mSp430F149的a/D模块aDC12的内核是一个带有采样与保持功能的12位转换器，采样所得结果具有12位转换精度，1位非线性微分误差，1位非线性积分误差［5］。模块内部的参考电压发生器，同时有1.5V和2.5V两种参考电压值可供选择［6］。为获得较高的精度，故选用2.5V内部参考电压，基准电压负端为地电平。输入模拟量Vin与转换结果naDC之间的关系为：
ИnaDC=4095×Vin－VReF－VReF+－VReF－=4095×Vin2.5И
根据测试任务，需要掌握两方面数据资料。一是被测武器系统进入执行任务状态前的系统状态；二是被测武器系统处于执行任务状态时的系统状态。为了有效提高了单次测试的可靠性,最大限度提高了系统的可利用性，提出分别采用正负延迟触发的采样策略,将这2种信号触发方式分别作为两路信号采集的触发信号。图2为该采集方法的电路原理图。
图1微型存储测试系统总体结构
图2采集电路原理图
图2中通路1用来采集被测武器系统进入执行任务状态前的系统状态各项数据，采用了正延时触发方式,其触发信号由外部中断控制电路给出。外部中断控制电路可以很方便地通过两个电阻串联来实现,如图3所示。引出电阻R2与地线之间的连线作为中断控制线,并将其固定于运动机构。当被测武器系统启动时,运动机构拉断中断控制线,中断控制电路产生一个上升沿的中断信号,微控制器捕捉到中断信号后立即开始对通路1进行信号采集。通路2用来采集被测武器系统处于执行任务状态中的系统状态各项数据，采用负延迟触发方式,由被测信号触发，通过比较采样值的大小是否达到所设阈值来控制采样过程。当通路2所测值的大小超过预设阈值时,微控制器捕捉到中断信号后立即开始对通路2进行信号采集。这两路采集通路的选通是由单片机控制模拟量多路开关maX396实现的。根据此采样策略进行数据采集，保证了测试数据的完整性。
为了保证采集数据的准确性，对同一通道连续采集8次，然后对a/D转换结果用中位值平均滤波算法进行处理，即首先用中值滤波算法滤掉采样值中的脉冲干扰，再把剩余的各采样值进行递推平均滤波，即得到┮桓黾为准确的数据。
2.2数据存储模块设计
系统数据存储模块主要有内部FLaSHRom和外部mmC卡2部分。由通路1采集的数据存入FLaSHRom。当中断信号出发时启动片内a/D,对输入的模拟信号进行转换,转换的结果存入FLaSHRom。同时启动计数器，计数器溢出表明存储器已满。这时由FLaSH控制寄存器控制，对最先写入的数据进行整段清除（对FLaSH存储器的擦出必须整段进行）［7］，然后将其它段数据依次上移，通路1继续进行数据采集，经a/D转换的结果存入最底段。当再次产生溢出中断时，将最上段数据清除，然后其它段数据再次依次上移。如此循环，直至被测信号发出中断，通道1关闭，通道2打开。这样被存入FLaSH的数据是被测武器系统进入执行任务状态前的系统状态数据，完成第一项测试任务［8］。由通道2采集的数据存入外部mmC卡，其容量为1GB。使用mmC卡进行数据存储，必须严格遵守一定的时序。首先，要使mmC卡进入Spi时序模式，必须进行初始化，由于对mmC卡的写操作是以块为单位进行的，每块的大小为512B，因此在进行数据写入操作时，必须先判定该地址是否为512的整数倍以及随后可写的长度。数据写入mmC卡的具体流程如图4所示。
2.3接口模块设计
2.3.1mSp430F149与mmC卡接口设计
mmC卡读写端口可以在mmC和Spi两种通信协议下工作。mmC协议为默认协议，传输速度较快，但协议复杂；Spi协议为可选协议，传输速度相对较慢，但简单易用、可靠性高，且mSp430F149自带Spi通信模块［9］，接口方便，故本设计采用Spi通信协议。mmC卡与mSp430F149的连接是将相应的串行总线连接至mSp430F149的Spi总线上，连接方法如图5所示。
2.3.2串行通信接口设计
mSp430F149单片机内部含有2个异步串行接口，与传统的串行通信相比，它可以用低时钟频率实现高速通信。它除了分频因子寄存器外，还有1个分频因子调整寄存器。
利用分频因子加以调整的方法，使每一个字节内各位有不同的分频因子，以对每位数据利用3次采样多数表决的方法取值，在低时钟频率时实现高波特率通信。RS232与单片机之间的电平逻辑关系不同，因此采用maX3221芯片在单片机与RS232之间进行电平和逻辑关系的双向转换［9］，如图5所示。设计的RS232通信接口，帧格式为8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，波特率设为9600，实现了系统测试数据的传输。
3实验验证
针对该微型存储测试系统，开发了基于Labwin-dows/CVi的专用测试平台［10］。为验证系统的准确性和可靠性，采用频率成分复杂的扫描频率信号作为模拟信号源，进行采集与存储。实验结果如图7所示，符合理论结果，达到设计要求。
4结语
该微型存储测试系统充分利用mSp430F149单片机片内资源，结合外部大容量存储器，实现了系统的微型化设计和大数据量本地存储。优化的采样存储策略确保了数据的完整性和准确性。实际应用表明，该系统具有体积小、功耗低、性能稳定、可靠性高等优点，较好的满足了测试任务的需要。
参考文献
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集成电路储存环境篇7
关键词：LabView；mp420；LY?901LS拾音器；多路同步；语音信号采集
中图分类号：tn919?34文献标识码：a文章编号：1004?373X（2014）02?0114?03
0引言
基于麦克风阵列的声源定位技术是指利用一组按一定几何结构摆放的多路麦克风拾取声音信号，通过对拾取的多路信号进行分析和处理，得到一个或多个声源的位置信息。近年来，基于麦克风阵列的声源定位技术快速发展，在多媒体系统，移动机器人，视频会议系统等方面有广泛的应用。
该系统是通过对声源信号的处理分析来完成定位功能。因此，采集外界语音数据成为麦克风阵列定位系统的关键环节。所谓数据采集就是将要获取的信息通过传感器转换为电信号，并通过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，最后送到计算机系统中进行处理、分析、存储和显示[1]，以进行后续的研究。
本文基于“硬件的软件化”思想[2]，在对信号分析、虚拟仪器技术和数据采集卡的实用性进行理论分析的基础上，利用虚拟仪器专用语言LabView开发环境，采用数据采集卡和LabView的多通道技术实现信号的数据采集、信号分析和信号存储等多种功能[3]。
1数据采集系统硬件结构
图1所示为基于麦克风阵列声源定位的系统。
系统硬件结构如图2所示。系统主要包括：麦克风，多路数据采集卡，pC机。
麦克风采用LY?901LS拾音器，数据采集卡采用北京双诺测控技术有限公司推出的mp420。mp420是一款USB2.0总线12位的中速采集模块，具有16路模拟输入、开关量16路输入/16路输出。采用USB2.0总线，支持即插即用、实时采集。
2数据采集系统程序框图设计
LabView是ni推出的一种基于“图形”方式的集成化程序开发环境，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台[4]。
本文在LabView环境下编写程序，驱动数据采集卡完成语音数据的采集、存储工作。在该系统中，硬件解决信号的输入和输出，软件可以方便地修改仪器系统的功能，以适应不同使用者的需要。其中硬件的核心是数据采集卡。
2.1数据采集程序
基于双诺的mp420采集卡及仪器开发软件LabView开发出了一套性价比较高的数据采集系统。开发出的数据采集系统具有数据采集、数据读取、数据存储及波形显示等功能。由于LabView的信号分析处理功能相当强大，故可以随时根据需要添加一些其他的功能。图3给出了mp420_aD.Vi子程界面图。在软件运行前，用户先进行参数设置，包括起始/停止通道的选择、a/D的输入量程、采样模式、采样频率的设定并启a/D采样。
mp420采用Dafifo（动态异步缓存）接口，容量为1mB，具有空（eF）、半满（HF）、溢出（FF）、标志，标志为0时有效。采样数据不断地写入FiFo中，GpiF接口与pC的BULKReaD指令自动保存FiFo中的数据不超过512kB，当发生用户读入数据操作时，GpiF接口自动将FiFo中的所有数据传输到计算机中。如果用户没有及时读出数据，FiFo将溢出，数据队列顺序会打乱（新进入的数据将冲掉最先写入的数据），因此用户必须在下次调用前将数据存储到另外的数组或硬盘中，以免下次调用覆盖了以前的数据。如图4所示，采集卡利用mp420_Read.Vi完成了数据的及时读取。
a/D采集到的12位转换数据data范围为0～4095，需要通过相应的电压转换公式转换为电压值，mp420的a/D输入有3档量程，分别为：
（1）单极性，0～5V；
[电压=data×5000.04095.0mV]
（2）单极性，0～10V；
[电压=data×1000.04095.0mV]
（3）双极性，-5～+5V；
[电压=data-2048×5000.02048.0mV]
如图4中，采集到的a/D数据被抽取后，进入红色线圈内进行电压转换，最后保存为电压幅值。
2.2数据存储
数据从Dafifo被读取出后，需要存储在另外的数组或硬盘中，本文将读取出的数据，以文本文件的形式保存，显示数据保存路径如图5所示。
3系统前面板设计
LabView提供了非常丰富的图形界面来进行前面板的设计。其中，波形图表能非常清晰的显示采集到的波形。图6为采集系统的前面板设计。该界面形象、直观的展示了采集参数的设置，采集数据的波形显示，数据的保存路径。
4实验平台的搭建
本次实验在普通的实验室采用2个线阵排列的LY?901LS拾音器拾取声音，通过mp420数据采集卡，将采集卡通过USB接口连接到pC机，以数字“5”的发音为信号，采用前面设计的采集程序，以16kHz的采样率采集2s声音信号，图7为整个实验平台的搭建。图8为0通道的数据。
5结论
本文利用LabView的图形化编程环境，设计了一种基于LabView的多通道数据采集系统，其前面板设计更加直观地展现了采集的全部参数设置，比以往的VisaulC++，VisaulBasic驱动外界采集卡操作更加简单，方便，易懂。实际的应用表明，该系统能稳定正确地采集数据。
参考文献
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集成电路储存环境篇8
[关键词]计算机审计；电子数据；数据安全；保护；对策
doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2013.15.020
[中图分类号]F239.1[文献标识码]a[文章编号]1673-0194（2013）15-0026-03
随着企业信息化建设应用工作的不断推进，企业内部审计计算机审计工作持续开展，并产生了大量的计算机审计电子数据，这些数据涉及企业生产经营管理活动的重要内容，也是企业重要的信息资源，因此，企业计算机审计电子数据安全保护工作十分重要。加强企业计算机审计电子数据安全保护能力、降低审计人员个人携带计算机审计电子数据的安全风险，不仅是企业信息安全保护的要求，而且是企业计算机审计自身的内在要求。与此同时，随着信息化技术的不断更新换代和计算机审计环境的越发复杂，要做好计算机审计电子数据安全保护工作，就要与时俱进、不断探索研究。
1企业计算机审计电子数据的主要内容
企业计算机审计电子数据的主要内容包括审计人员个人计算机存储的由被审计单位提供的本单位生产运营管理报告、业务数据、财务报表等与审计项目相关的电子数据，以及参加审计项目实施过程中涉及的审计工作方案、审计实施方案、审计工作记录、审计工作底稿、审计报告等审计工作数据。
2企业计算机审计电子数据安全保护方面存在的突出问题
企业在计算机审计电子数据安全保护方面采取了一些措施，一方面在管理上要求审计人员提高信息安全保密意识，另一方面在技术上为审计人员个人计算机安装防病毒软件等，虽然取得了一定成效，但在企业计算机审计电子数据安全保护方面尚未形成有效的体系，仍然存在以下几个方面的突出问题。
2.1管理方面
一是数据整理与挖掘利用困难。审计数据是审计人员多年工作经验、审计知识的积累与沉淀，利用现有手段难以从数据挖掘利用的角度进一步梳理数据，无法实现数据的多维分类，无法充分进行数据价值挖掘利用。二是数据权限管理困难。数据访问与使用权限控制缺乏平台支持，难以实现更深入的权限控制，增加了管理与操作的难度和工作量。三是桌面标准化管理困难。审计工作依赖于终端设备，使用的软件不统一，给信息交流与利用带来困难，同时管理上也存在很大难度。
2.2技术方面
一是安全性不足。现有技术手段的安全水平与审计电子数据的重要性尚有差距，不能满足审计业务对信息安全与保密的需要。其一，数据以明文传输，数据在传输过程中一旦被截获，信息容易泄露；其二，服务器上数据以明文存储，一旦服务器被入侵，入侵者可以很轻易地获取所有未加密文件；其三，终端上数据以明文方式存放，特别是正在开展的审计项目数据以明文方式存在审计人员的终端设备中，如果设备丢失或系统感染病毒，就会造成重大损失。二是权限配置与备份困难。企业邮件账号域认证初步实现访问控制，但其控制粒度尚不能满足使用需要，且配置比较繁琐。数据手工备份、同步与恢复不能满足需要。
2.3使用方面
一是审计人员难以找到需要的信息。各单位审计人员只能查看本单位的部分共享审计资料，缺乏按关键字、审计对象、审计类型等多种方式的全面数据搜索，审计人员难以找到最适合的可参考与可借鉴的资料信息。二是尚不能完全实现审计工作与外网分离。通过上网本为审计人员提供从外网搜索资料等功能，满足了审计人员对外网大部分的需求；但审计人员出差期间，订购火车票时，需用笔记本电脑付费，而且审计人员习惯于使用终端设备，日常办公和其他方面依然和审计工作共用终端设备，未完全实现审计工作与外网的分离。
2.4保障方面
一是终端数据清理工作量大。现阶段审计人员的终端设备数据清理工作，耗时长，工作量大，信息处负责数据清理工作的同志工作负荷重，急需通过其他手段，提高工作效率和清理效果。二是it运维工作压力大。信息处负责企业it设备的维护工作，各电脑终端存在操作系统不统一、审计软件与办公软件不统一、审计人员出差远程维护难等问题，造成it运维难度大，信息处承担了很大的工作压力。终端设备容易因电脑病毒、系统漏洞、恶意网站等各种原因，造成审计数据的泄露。亟需通过新的it手段，提高审计it桌面安全性，降低it维护难度，提高it维护效率和效果。
3目标与思路
企业计算机审计电子数据安全保护是一项系统化工作，只有明确计算机审计电子数据安全保护的主要目标，理清计算机审计电子数据安全保护的整体思路，并不断探索研究，才能持续提高计算机审计电子数据安全保护能力。
3.1主要目标
企业计算机审计电子数据安全保护的主要目标是实行计算机审计电子数据集中统一管理、按需授权访问，降低个人携带审计电子数据意外风险；计算机审计电子数据集中管理的服务器环境，要遵照企业统一安全策略，采用相应的物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、备份与恢复安全等技术措施，以及安全管理职责、安全管理制度、人员安全管理、系统建设管理、系统运维管理等管理措施，整体确保计算机审计电子数据安全受控。
3.2整体思路
企业计算机审计电子数据安全保护的整体思路是依托企业信息技术统一安全保护策略，通过建立计算机审计电子数据集中管理平台，实现审计工作办公内网与外部公网分离、审计工作环境与个人计算机终端分离，逐步实现审计人员个人计算机审计电子数据按需携带向零携带转变，最终实现计算机审计电子数据实时在线与安全受控。
4实施步骤
企业计算机审计电子数据安全保护工作是一项长期而艰巨的任务，不可能一蹴而就。在管理上，需要企业高度重视计算机审计电子数据安全保护工作，一方面要给予这项工作统一领导和各种资源的支持，另一方面审计人员要不断提高信息安全保护意识；在技术上，要与时俱进，采用先进的信息技术手段，有步骤、有计划地逐步开展。
4.1审计数据集中管理，个人历史数据清零
利用企业现有软件硬件资源，创建审计数据集中统一管理存储空间，采用企业邮件域认证方式，按照单位审计人员授权访问；审计人员自行整理个人计算机审计电子数据，按照个人权限上传至统一管理存储区域；利用专用存储介质数据清除工具对审计人员个人计算机硬盘逐一进行清理；实现审计人员个人计算机审计电子数据集中管理，个人计算机历史审计数据清零。
4.2审计网络环境分离，审计数据按需携带
针对审计工作以企业办公内网环境为主，需要借助企业外网查找资料的特点，为审计人员公网应用配发个人上网本；实行审计人员个人计算机在办公内网专用，个人上网本在公网环境专用；在审计项目开展前，为审计人员个人计算机装载系统软件，并按照审计项目需要装载相关审计数据；在审计项目结束后，利用专用存储介质数据检查工具对审计人员个人计算机和上网本使用情况进行检查，确保按照要求使用；实现审计工作内网应用和外网应用分离，审计数据按需携带。
4.3审计工作环境分离，审计数据实时在线
借鉴先进技术应用实践经验，建立企业审计电子数据管理平台，采用统一的信息技术安全保护策略，通过企业邮件域认证登录个人移动办公桌面；采用云技术为审计人员呈现个人办公系统软件环境，所有审计工作将在审计电子数据管理平成，审计人员个人计算机将不再存储任何审计相关数据；利用专用存储介质数据检查工具对审计人员个人计算机和上网本定期进行数据存储检查，确保介质审计数据零存储；实现审计工作环境与个人计算机终端分离，审计数据实时在线。
5主要成效
结合企业计算机审计工作实际，通过虚拟化等技术手段，建设审计电子数据管理平台，采取计算机审计电子数据集中管理、审计办公桌面集中管理、审计应用软件统一管理和信息安全策略集中管理等具体措施，最终实现审计工作环境分离、审计数据实时在线，从而实时有效地进行计算机审计电子数据安全保护。
5.1实现电子数据集中管理
集中管理审计电子数据，提供数据多种分类和检索方式，审计人员根据分配的权限、关键字、文档类型、提交时间等快速定位所需文档，为深入发掘审计电子数据价值提供支撑，为审计管理和审计项目工作提供丰富有效的数据资源。审计电子数据管理平台，采用经国家相关安全部门认证的数据加密技术和手段，通过数据加密存储、加密传输、加密备份和数据访问控制机制，全面保障数据的安全性，实现数据的全生命周期管理。
5.2实现办公桌面集中管理
采用云计算和虚拟化技术，提供标准的、灵活的、可扩展的办公桌面环境，通过集中配置和统一分配审计办公桌面，提高审计办公资源申请、配制、获取、维护与收回清理的工作效率，同时服务器、存储、网络等资源能得到更加充分的利用。审计人员可以快速获得所需办公桌面，系统严格控制，实现审计工作数据与个人本地终端完全分离，且工作状态自动保存，可从任何地点重新接入和恢复。
5.3实现应用软件统一管理
集中管理oa系统、office等办公软件，审计管理系统、财务辅助审计系统等审计软件，以及FmiS、eRp等其他专业软件，统一配置到审计人员办公桌面。审计人员还可以根据需要，申请所需的其他应用软件，经审批通过后集中配置、统一分配到办公桌面，满足审计人员工作需要，提高审计人员的工作效率，提升信息人员的运维水平。
5.4实现安全策略集中部署
在虚拟桌面、办公应用、审计数据3个层级，集中部署管理防病毒软件、办公应用软件和数据加密管理软件等，通过一次性集中配置，到所有审计办公桌面，实现桌面安全、应用安全和数据安全，建立全面的审计办公和电子数据三级安全防护体系，提升审计办公和审计电子数据的安全保护能力。
6总结
企业计算机审计电子数据安全保护工作是一项系统工程，需要技术和管理并重，在将计算机审计电子数据安全保护纳入企业保密管理工作范畴的同时，要建立企业个人计算机审计电子数据集中管理制和个人计算机存储介质安全清理检查制，定期开展计算机审计电子数据安全检查工作，将检查结果定期予以公布，并将计算机审计电子数据安全保护工作情况纳入绩效考核，全面提高计算机审计电子数据安全保护能力，为企业内部审计计算机审计工作提供有力保障。
主要参考文献
[1]审计署企业审计司.企业计算机审计论文集[C].北京：中国时代经济出版社，2012.
集成电路储存环境篇9
关键词：双模；智能；采集
中图分类号tm7文献标识码a文章编号1674-6708（2016）160-0066-02
在用电信息采集领域，目前的集中抄表方式是数据采集器通过RS485抄读电能表的数据，通过电力线载波或者无线模式（470mHz）上传至集中器，进而通过无线公网（GpRS，CDma）或者以太网上传至主站，但是问题往往出现在采集器上传至集中器的环节，电力线载波比较容易收到电网噪声的干扰，而无线模式（470mHz）往往容易受到同频干扰或者建筑物的阻隔，因此造成抄收率较低，当出现上述问题时，往往需要工程技术人员去现场解决，这就增加了运维成本，双模采集器的出现较好的解决了这些问题。
1系统简介
在整个抄表系统中，数据采集器起到承上启下的作用，它通过有线方式（一般为RS485），抄读单相或者三相电能表的电能量，事件等数据，通过电力线载波或者无线的方式上传至集中器，进而再上传至用电信息采集系统的服务器，双模通信将两种方式集成与一颗芯片之中，默认电力线载波为第一通信方式，当多次抄读无法成功时（根据实际的通信机制），可自动切换至无线通信模式，这种互为补充的通信方式大大提高了抄收成功率，减少了运维工作量。
2硬件功能
数据采集器硬件主要由以下几个部分组成：核心处理器、系统电源、数据安全存储、通信设计。
2.1核心处理器
采集器的处理器采用St旗下的一款增强型系列微控制器Stm32F103R8t6，它是一款基于Cortex-m3的32位工业级微控制器，包含64K程序存储空间和20K内存空间，主频高达72mHz此外它还集成了丰富的片上外设Can总线，Spi总线，iiC总线，UaRt，USB等，为数据采集器的设计提供了更好的支撑和灵活性。
2.2系统电源
电源是整个设备供电，是重要的环节，它的优劣直接决定了设备的质量，鉴于稳定性和经济性的综合考量，我们使用了线性变压器+开关电源的模式，线性变压器稳定性好，噪声小，价格低。经过变压器整流滤波后的电压，经过DC-DC变换为5V，供给主电路和双模通信使用，在DC-DC电路中使用了一颗ti公司生产的Lm2842，它具有宽达4.5V～42V的输入电压范围，和高达600ma的负载电流能力，可以确保整个数据采集器的可靠运行。
2.3数据安全存储
数据采集器的存储充分考虑了数据安全，使用了一颗大容量的eepRom用于存储电能和设备关键参数如设备地址，资产编号等的存储，eepRom的擦写次数不低于100万次，保存不低于10年。除此以外，为了确保设备的关键参数可靠性，还专门使用一颗富士通的铁电用于存储设备的关键参数，相比eepRom，铁电存储器的介质更稳定，而且它的读写无次数限制。2.4通信设计采用半双工的RS485通信电路，使用了一颗aDi公司的电平转换芯片，具有出色的工业级性能，在实际的实验验证中，eSD轻松通过+15kV测试，接口部分的热敏+压敏的组合保护电路对浪涌电压和电流具有非常好的吸收效果，确保抄表功能长时间工作的稳定可靠。双模通信采用深圳力合微电子的双模芯片Lme2981，该芯片内嵌一个高性能的32位DSp和一个单指令周期的8位处理器，同时，支持窄带oFDm载波通信和微功率无线通信，充分发挥两种通信技术的优点，互相弥补其缺点，实现双模同时通信，完美解决了通信可靠问题，目前已经被广泛的应用于抄表，智能家居控制，路灯控制等场合。
3软件功能
随着嵌入式软件开发编译环境的不断优化，程序的编译效率已经非常高，再加上单片机的存储空间不断增加，存储的瓶颈也被打破，使用兼具可读性和可移植性特点的C语言，成为众多嵌入式软件开发人员的首选，本数据采集器也采用C语言进行开发，缩短了开发周期。图2为程序流程图。1）硬件初始化单片机上电复位后，根据每个引脚的实际的功能对各功能端口和相应的功能寄存器初始化，即写寄存器。2）系统自检对设备自身功能进行自检，包括存储功能是否异常，时钟是否故障，电池是否欠压等，系统自检确认没有问题后才能启动其他任务，若有异常，进入重启环节，程序从开始执行。3）抄表存储根据主站下发的抄表任务，抄表参数，对电能表进行抄读，并同时将抄读的数据进行本地存储，一般采集器可以存储近62日的电能数据。4）数据上传通过电力线载波通道将抄读数据上传至集中器，如果此时载波通信正常，数据成功上传至集中器，则结束当前任务，进入下一个轮询；如果载波方式上传失败，则启用无线方式进行上传，成功后进入下一轮询。
4结论
通过对使用双模通信方式的数据采集器进行测试和实际的挂网运行，抄收成功率很高，同时双模通信方式具有很好的拓展性，无线通信方式可以作为未来四表集抄中对水表抄收。
参考文献
[1]华成英.模拟电子技术[m].4版.北京：高等教育出版社，1980，9.
[2]周明德.微型计算机系统原理及应用[m].4版.北京：清华大学出版社，2002.
集成电路储存环境篇10
【关键词】mSp430单片机环境参数监测仪低功耗
本文以智能建筑为应用背景，介绍一种通用性很强的便携式多参数环境监测仪。它以mSp430F437超低功耗单片机为核心，配置新式的微型低功耗传感器，实现了建筑物内温度、湿度、光照度、有害气体浓度等参数的采集处理、存储、通信等功能。文中详细阐明了传感器的选取、硬件结构、软件流程等相关技术，并指出该仪器的特点和优势。
1．传感器的选取。传感器是决定监测仪精度的关键元件。传感器的选择主要依据工作环境、测量精度、线性度、互换性、灵敏度、响应速度、稳定性、功耗、体积大小以及易于与mCU接口等。本监测仪选用的各类传感器分别为：集成温度传感器tmp35、集成湿度传感器Hm1500、热线型半导体气敏传感器mR511以及集成光照度传感器tSL253。与同类产品相比，它们在上述方面有一定的优点，很适合便携式仪表使用。
tmp35电压输出量与被测温度t成线性关系，其式为Vt=[10×t](mV)；Hm1500输出量为电压，与被测湿度%RH成正比，且与温度t有关系，其式为VRH=[600×(%RH+38.5)/(39.1-0.056t)](mV)；mR511内有温度补偿，其输出电压与被测气体浓度C成近似线性关系（线性度≤±5%），其式为VRH=[600×(%RH+38.5)/(39.1-0.056t)](mV)，式中nc为器件灵敏度，环境湿度为Vc的值有影响；tSL253电压输出量与被测光照度ee成正比，且与温度t有关，其式为Vec=[(nc×ee)×(1.05-0.002t)](mV)，式中ne为传感器的灵敏等。
2．硬件设计。监测仪主要由mSp430单片机、测量转换、键盘显示、串口通信、电池电源等部分组成。电路中器件很少，功耗较低且功能强大。
2．1mSp430单片机。单片机系统是监测仪的核心，它完成仪器的功能设定、测量对象选择、信号处理存储、状态信息显示、数据通讯等功能。相对于mCS51、mCS96及piC等系列，ti公司带闪速存储器的mSp430F系列超低功耗单片机有着很大的优势。mSp430F单片机有多种型号，其功能组合各异，能满足不同应用场合的要求。本设计采用mSp430F437，它的要特点为：工作电压低（1.8～3.6V），电流小（280μa/1mHz/活动模式），5种低功耗模式；16位RiSC架构，27条精简指令，125ns指令周期；丰富的中断源并可任意嵌套，用中断请求将系统从备用状态唤醒仅需6μs；片内看门狗及上电复位电路，可选时钟源（XtaL1、XtaL2或内部DCo）；具有中断功能的内部比较器a；双向并行i/o口p1和p2（有中断功能）及p3～p6口，多数口有复用功能；两个16位定时器a、B，均各带3个比较/捕获模块，每个模块可独立编程，用于产生定时脉冲，捕获外部事件；片内集成4×32段LCD液晶驱动器，其外部引线复用p3～p5口；通用通信模块UaRSt0，软件可选同步/异步方式；具有自动循环采集功能的8通道12位aDC12，自带采样保持器和可选电压基准；JtaG接口或片内BootRom使程序下载调试极其简便，程序代码由安全熔丝保护。
2．2测量转换。mSp430F437的aDC12转换模块具有高速通用的特点，12位的转换精度保证一般采样的分辨率要求。它的8个外部模拟采样通道可任意配置，转换参考电平VR+和VR-来自内部或外部，也可以是两者的组合；内嵌的采样/保持电路给用户提供了对采样时序的各种选择，采样时序可通过软件位、3种内部或外部信号来直接控制。aDC12有4种工作模式。可以在单通道上实现单次转换或多次转换，序列通道上实现单次转换或重单次转换或多次转换，在序列通道上实现单次转换或重复转换。对于序列通道转换，采样顺序完全由用户定义。
2．3键盘显示。mSp430F437有6个带复用功能的p1～p6双和同i/o口。其中p1、p2设置成输入时，引脚上任何状态变化都会触发中断。本设计将p3～p5复用于LCD驱动，p1.0～p1.4作3×2快速键盘。
为读取按键值，首先设置端口功能，p1.0～p1.2为输出口，依次输出低电平；p1.3、p1.4为输入口，开放中断，选定下降沿触发。当有键按下时，在p1口中断服务程序内，完成去抖动延时、键值读取等功能，得到的键值交后续程序处理。
单片机根据控制键的命令信息，可分别选择仪器“测量/通信”使用方式、“单次/循环”采集类型，并可按键校时、设置参数、启动采集、数据存储确定等。LCD显示屏可由定制、时分、超量程和电池欠电告警组成1×32段，剩余3×32为多用显示区，可依次显示操作提示、工作状态、环境参数测量结果，从而大大方便了用户。
2．4串口通信。为了对采集到的数据进行深入处理（如统计分析、打印存档、绘制曲线图表等），需将数据从检测仪送至计算机。数据传输使用mSp430F437的标准USaRt通信模块（复位SYnC=0选择异步功能），并外接低功耗器件maX485e，构成一个半双工RS485串行通信口。
为提高通信的可靠性，便于仪器与其它智能设备组网实现控制功能，本监测仪使用异步通信的地址位多机通信格式。异步帧由1起始位、8数据位、1地址位、1停止位组成，波特率编程为9600bps。
2．5电源控制。本仪器采用1节3.6V/4ah锂离子电池。为保证多路供电及模拟信号测量的精度，设计了以aDp3302aR1双低压差线性电源稳压芯片（U3）为主的电源控制电路，完成以下功能：电源通断；电池电压监测；自动关机。
3．软件设计。检测仪的软件用mSp430汇编语言编制。为了方便程序调度和提高可靠性，软件采用模块化结构，主要由初始化程序、主程序、子程序、参数表格等组成。
3．1软件功能与特点。单片机系统上电后，进入初始化程序，完成片内各模块的设置、清LCD存储器、端口设定等初始化工作，然后转入主程序，开启中断，循环设置低功耗模式并执行空操作。
本软件设计的一大特点是采用中断事件驱动技术，其目的在于降低功耗。在主程序设置Lpm0低功耗模式（55μa）后，CpU即补禁止，模块维持活动，并等待各类中断事件。如有中断，CpU被唤醒并执行各种中断服务子程序完成事件处理。
每次执行完中断服务子程序返回，在主程序中又重置Lpm0低功耗模式，并等待下一个中断事件的到来，如此往复，可使系统多数时间处于低功耗运行。
本设计另一特点是利用mSp430F437的高效查表功能，编制了气体浓度测量的非线性校正和湿度补偿表格，极大地提高了程序运行速度和采集精度。表格的生成是在有限个数据基础上，通过拉格朗日插值进行曲线拟合获得。
3．2软件流程举例。本检测仪的程序众多。限于篇幅，仅介绍有特色的Flash数据保存于程序以及较为关键的aDC12子程序。mSp430F437可通过JtaG接口或片内BootRom下载调试修改程序，甚至允许用户程序在运行中将采集处理的数据快速安全地保存到Flash存储器中，而无须任何外接器件。数据保存要用快速的段写入方法和写字节序列模式，写入电流小（3ma），写入速度快（≤25ms/512字节，远超过串行eepRom的页写速度5ms/16字节），10万写入次数，100年数据保存。每次采集处理完毕，即将16字节/批数据“批号－时间－环境参数”存入段32～63。图3为16字节数据存入的程序框图，其中Lock、Busy、SeGwRt、wRt、wait是Flash控制寄存器内涉及编程的各控制位或状态位。