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浅谈信号系统与安全门接口控制系统(BIDI)
天津地铁1号线信号系统与安全门接口控制系统(BIDI)是列车自动驾驶系统(ATO)的子系统,是基于射频技术对列车身份和列车编组进行自动识别的系统,它为站台安全门和列车门的.同步控制提供必要的信息,同时也为ATS系统提供相关列车运行信息,从而为行车运营管理提供支持.
作 者：董波 Dong Bo 作者单位：天津市地下铁道总公司设备总部车辆通号部,天津,300051 刊 名：现代城市轨道交通 英文刊名：MODERN URBAN TRANSIT 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U2 关键词：地铁 信号系统 BIDI系统 PTI电子标签阅读器地铁信号系统的接口设计分析
通过对典型的`准移动闭塞ATC信号系统与其他机电系统电气接口的接口硬件、信息定义、接口协议的技术分析,提高和加深对系统接口的认识,为正确实现其他制式信号系统的接口提供积极有益的借鉴.
作 者：张涛 Zhang Tao 作者单位：中铁二院工程集团有限责任公司,成都,610031 刊 名：铁路通信信号工程技术 英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION ENGINEERING 年，卷(期)： 7(1) 分类号：U2 关键词：地铁信号 闭塞 联锁 接口设计驼峰控制系统与减速器接口故障分析
目前国内大部分编组站采用点连式驼峰调速制式,由速度控制子系统控制室外的.车辆减速器动作.由于控制系统大修与减速器大修时间往往不同步,大修设计有时会忽略其接口参数匹配是否合理,而且调试开通时,也不一定能发现该问题,从而降低了控制系统和执行设备之间接口电路的可靠性,影响设备的正常工作.
作 者：孟琳 佟廷光 高立中 Meng Lin Tong Tingguang Gao Lizhong 作者单位：孟琳,佟廷光,Meng Lin,Tong Tingguang(上海铁路局徐州电务段,221007,江苏徐州)高立中,Gao Lizhong(中国铁道科学研究院通信信号研究所,100081,北京)
刊 名：铁道通信信号 英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION 年，卷(期)： 45(5) 分类号：U2 关键词：MultiMediacard及其与单片机接口
摘要：MultiMediaCard是Sandisc公司推出的大容量串行Flash存储卡，外形尺寸为32mm×24mm×1.4mm,质量小于2g，7针引脚，便于开发设计小型的移动数码设备。本文重点介绍此类存储器与PIC单片机的接口，给出实际的电路设计和软件代码示例。关键词：MultiMediaCard 串行Flash存储卡 PIC单片机 接口
1 概述
Sandisc公司推出的大大容量串行Flash存储器产品――MultiMediaCard(MMC)，通常叫作多媒体卡。它的体积比SmartMedia还要小，(本网网收集整理)不怕冲击，可反复读写记录30万次，驱动电压2.7～3.6V,可变时钟频率范围为0～20MHz，目前常见的容量为64MB/128MB。ATP Electrionics公司已经率先推出了1GB的高容量MMC。除了体积小、寿命长、容量大等特性外，还具备存储区纠错能力；低功耗；5ms内没有接收到命令字后，自动转入休眠状态；支持热插拔等优点。MMC可以格式化为FAT文件系统，便于上位机读写。
2 MMC简介
2.1 引脚排列及功能
根据存储容量的不同，MMC有SMDB和SDMJ两种构成技术。SMDB即二进制NAND技术（Binary NAND），16MB和32MB容量的MMC卡采用此技术。目前常用的64MB和128MB的MMC采用SDMJ，即MLC（Multi Level Cell）NAND技术。各容量的'MMC卡，其外形尺寸及引脚排列相同，如图1所示。
MMC读写接口可以在MMC和SPI两种通信 协议下工作。MMC是由MMCA协会开发的高性能三线制通信协议，即CMD、CLK、DAT线，最大可寻址64000张MMC卡，单个物理地址可叠放30张卡，支持顺序读写及单/多数据块读写操作，是MMC卡默认的通信协议。SPI协议为可选协议，工作效率不及MMC协议；但SPI协议简单易用，兼容性好，便于和单片机连接使用。本设计采用SPI通信协议，下文将详细介绍。
2．2 内部逻辑结构
MMC卡的内部逻辑结构可分为四部分：MMC/SPI接口、单芯片控制器、数据闪存模块、控制线和数据线。MMC/SPI接口实现与主控制器的通信。单芯片控制器完成接口协议、数据存储检索、纠错码算法、故障诊断处理、电源管理和时钟控制功能。数据内存模块可以实现整个存储空间内的单字节访问，它不是简单的字阵列，而是被分成了多种结构。512个字节构成1个扇区（sector）。根据MMC卡容量的不同，16或32个扇区构成1个擦除族（erase group）。32个擦除族构成1个写保护族（write protect group）。此设计使MMC操作灵活，使用方便。控制线和数据线实现数据存储区的访问，其内部逻辑结构如图2所示。
3 MMC/SPI通信协议
MMC卡上电后，默认进入MMC模式。如果转入SPI模式下工作，需进行模式切换。SPI模式设定流程如图3所示。
如需从SPI模式转入MMC模式，只能切断电源，重新上电，进入默认MMC模式。从实际应用角度出发，SPI模式设计简单，操作方便，但数据传输速率逊于MMC模式。基于设计要求，笔者采用了SPI通信协议。
4 存储器读写接口
4．1 SPI接口及操作模式
SPI接口是一种通用同步串行接口总线，字长为8位，用来与外部设备进行通信。SPI接口利用CLK、DataIn和DataOut三根线进行数据的读写。其中，CLK为时钟信号，有外部控制器提供；Datain和DataOut为数据输入和输出线。CS是MMC片选信号线，在整个SPI操作过程中，必须保持低电平有效信号。
SPI接口共有四种操作模式，分别为0、1、2和3。SPI操作模式决定了设备接收和发送数据时的时钟相位和极性，即决定了时钟信号的上升和下降沿与数据流动方向之间的关系，如图4所示。本设计采用模式3。
4．2 MMC卡命令及答复信号
所有MMC卡命令字长度均为6个字节，传输从高位开始，且包含一个CRC校验字。
命令字索引采用二进制编码。比如CMD0的索引位是000000，CMD39的索引位是100111。MMC卡命令字分为10个命令组，每组由多个命令字组成，完成MMC卡功能设定。SPI模式下的Sandisc MMC卡支持其中的6个命令组，可实现基本设定、数据块读、数据块写、擦除、写保护、MMC卡锁定功能。
MMC卡有多种应答信号格式，传输从高位开始。SPI模式下，存在5种应答信号格式，分别为R1、R2、R3、Busy、R1b。
接收到每个命令后，MMC卡都发送一个格式为R1的应答信号，卡状态查询命令字CMD13除外。此应答信号占1字节，最高位为0，低7位为错误标志。若某位为1，表示存在相应错误。
Busy应答信号长度为多个字节。各位都为0，表示卡正忙。存在非零位表明卡已经准备好接收下一命令。
R2格式应答信号长度为2字节，用于答复卡状态查询命令字CMD13。首字节格式同R1，第2个字节表示的错误类型。
R3格式应答信号长度为5字节，答复卡内OCR豁口读命令CMD58。首字节格式同R1，其余4字节为OCR豁口内容。
R1b格式应答信号包括两部分，R1格式部分和Busy格式可选附加部分。
4．3 MMC在SPI模式下的传输时序
MMC在SPI协议下读写时序如图5所示。主控制器发送读/写命令，当收到OUT传输互上正确的应答信号后，OUT/IN传输线开始读/写操作。
5 MMC卡与单片机接口实例
5．1 硬件电路设计
图6为笔者采用Sandisc公司容量为32MB的MMC卡设计的便携式数据采集系统的一部分。单片机采用美国Microchip公司推出的PIC16F73B。单片机的工作频率为4MHZ，采用Port C的硬件SPI接口进行MMC卡的读写操作。
5．2 软件设计
访问MMC卡存储单元前，需要设定访问块长度。默认长度为512字节。本设计是通过写缓存芯片FM24CL64，达到512字节后转入主存MMC的（硬件电路图应作相应的修改），所以读写长度不再设定。MMC格式化为FAT文件系统的结构后，数据以文件的形式为上位机所读取。
MMC接口部分软件设计流程如图7所示。
5．3 MMC卡SPI初始化与写子程序
因为MMC可以在两种协议下工作，且默认为MMC操作模式，所以必须经过初始化才能在SPI模式下工作。初始化和写子程序代码见收集整理。
图7
MultiMediacard及其与单片机接口
摘要：MultiMediaCard是Sandisc公司推出的大容量串行Flash存储卡，外形尺寸为32mm×24mm×1.4mm,质量小于2g，7针引脚，便于开发设计小型的移动数码设备。本文重点介绍此类存储器与PIC单片机的接口，给出实际的电路设计和软件代码示例。关键词：MultiMediaCard 串行Flash存储卡 PIC单片机 接口
1 概述
Sandisc公司推出的大大容量串行Flash存储器产品――MultiMediaCard(MMC)，通常叫作多媒体卡。它的体积比SmartMedia还要小，不怕冲击，可反复读写记录30万次，驱动电压2.7～3.6V,可变时钟频率范围为0～20MHz，目前常见的容量为64MB/128MB。ATP Electrionics公司已经率先推出了1GB的高容量MMC。除了体积小、寿命长、容量大等特性外，还具备存储区纠错能力；低功耗；5ms内没有接收到命令字后，自动转入休眠状态；支持热插拔等优点。MMC可以格式化为FAT文件系统，便于上位机读写。
2 MMC简介
2.1 引脚排列及功能
根据存储容量的不同，MMC有SMDB和SDMJ两种构成技术。SMDB即二进制NAND技术（Binary NAND），16MB和32MB容量的MMC卡采用此技术。目前常用的64MB和128MB的MMC采用SDMJ，即MLC（Multi Level Cell）NAND技术。各容量的MMC卡，其外形尺寸及引脚排列相同，如图1所示。
MMC读写接口可以在MMC和SPI两种通信 协议下工作。MMC是由MMCA协会开发的高性能三线制通信协议，即CMD、CLK、DAT线，最大可寻址64000张MMC卡，单个物理地址可叠放30张卡，支持顺序读写及单/多数据块读写操作，是MMC卡默认的通信协议。SPI协议为可选协议，工作效率不及MMC协议；但SPI协议简单易用，兼容性好，便于和单片机连接使用。本设计采用SPI通信协议，下文将详细介绍。
2．2 内部逻辑结构
MMC卡的`内部逻辑结构可分为四部分：MMC/SPI接口、单芯片控制器、数据闪存模块、控制线和数据线。MMC/SPI接口实现与主控制器的通信。单芯片控制器完成接口协议、数据存储检索、纠错码算法、故障诊断处理、电源管理和时钟控制功能。数据内存模块可以实现整个存储空间内的单字节访问，它不是简单的字阵列，而是被分成了多种结构。512个字节构成1个扇区（sector）。根据MMC卡容量的不同，16或32个扇区构成1个擦除族（erase group）。32个擦除族构成1个写保护族（write protect group）。此设计使MMC操作灵活，使用方便。控制线和数据线实现数据存储区的访问，其内部逻辑结构如图2所示。
3 MMC/SPI通信协议
MMC卡上电后，默认进入MMC模式。如果转入SPI模式下工作，需进
[1] [2] [3]
TLC320AD50C与DSP接口设计
摘 要： DSP（数字信号处理器）具有强大的数字信号处理能力，在其应用系统中，大多由ADC和DAC通道来完成对模拟信号的数字化处理。本文介绍了一种集成ADC和DAC于一体的TLC320AD50C模拟接口电路与TMS320VC5402定点DSP接口电路的硬件设计方法，并结合一个具体的软件实例说明主从模式下软件的实现方法。
关键词：TLC320D50C；DSP；主从模式
引 言
在许多应用系统中，为了应用DSP卓越的数字信号处理能力，我们必须先将模拟信号进行数字化（A/D转换），再对采样数据进行相应的算法处理，最后经过数字信号模拟化（D/A转换）后输出。在这些DSP应用系统中的关键问题是怎样十分容易和高效地实现这些转换，因此必然涉及到接口电路的设计。本文介绍一种单片内集成了ADC通道和DAC通道的模拟接口电路TLC320AD50C（以下简称AD50）与TMS320VC5402缓冲串口的接口的设计实现方法，然后，基于这种接口电路的硬件设计，通过软件编程实现语音信号的.采集与回放。
1 芯片简介
TMS320VC5402是TI公司生产的从属于TMS320C54x系列的一个工作灵活、高速、具有较高性价比、低功耗的16位定点通用DSP芯片。其主要特点包括：采用改进的哈佛结构，1条程序总线（PB），3条数据总线（CB、DB、EB）和4条地址总线（PAB，CAB，DAB，EAB），带有专用硬件逻辑CPU，片内存储器，片内外围专用的指令集，专用的汇编语言工具等。TMS320VC5402含4K字节的片内ROM和16K字节的双存取RAM，1个HPI（Host Port Interface）接口，2个多通道缓冲单口MCBSP（Multi-Channel Buffered Serial Port），单周期指令执行时间10ns，双电源（1.8V和3.3V）供电，带有符合IEEE1149.1标准的JTAG边界扫描仿真逻辑。
AD50是TI公司生产的一个16位、音频范围（采样频率为2K～22.05KHZ）、内含抗混叠滤波器和重构滤波器的模拟接口芯片，它有一个能与许多DSP芯片相连的同步串行通信接口。AD50C片内还包括一个定时器（调整采样率和帧同步延时）和控制器（调整编程放大增益，锁相环PLL，主从模式）。AD50有28脚的塑料SOP封装（带DW后缀）和48脚的塑料扁平封装（带PT后缀），体积较小，适应于便携设备。AD50的工作温度范围是0～70℃，单一5V电源供电或5V和3.3V联合供电，工作时的最大功耗为120 mW。
2 硬件设计
2.1 AD50的内部结构简图
图1最上面第一通道为模拟信号输入监控通道，第二通道为模拟信号转化为数字信号（A/D）通道，第三通道为数字信号转化为模拟信号（D/A）通道，最下面一路是AD50的工作频率和采样频率控制通道。本文所述的输入时钟（MCLK）为8.192MHz，A/D与D/A的采样频率为MCLK/（128*N）Hz（N为AD50C的第4个寄存器4~6位所设）。
2.2 AD50与DSP的引脚连接方式
AD50与TMS320VC5402是以SPI方式连接的。AD50工作在主机模式（M/S=1），提供SCLK（数据移位时钟）和FS（帧同步脉冲）。TMS320VC5402工作于SPI方式的从机模式，BCLKX1和BFSX1为输入引脚，在接数据和发数据时都是利用外界时钟和移位脉冲。
3 软件设计
3.1 软件编制过程
一旦完成了正确的硬件连接，接下来就可以进行软件编程调试了。要完成的工作包括：
（1）TMS320VC5402串口的初始化。首先将DSP串口1复位，再对串口1的16个寄存器进行编程，使DSP串口工作在以下状态：以SPI模式运行，每帧一段，每段一个字，每字16位，采样率发生器由DSP内部产生，帧同步脉冲低电平有效，并且帧同步信号和移位时钟信号由外部产生。DSP给AD50C编程用查询方式，接收A/D转换的D信号和发送D/A转换的D信号用DMA方式。
（2）AD50初始化。该初始化操作过程包括通过TMS320VC5402的同步串口发送两串16位数字信息到AD50。第一串为0000 0000 0000 0001B，最低有效位(bits0)说明下一个要传输的数据字属于二次通信（关于一次通信和二次通信的内容请参阅参考文献[3]）。第二个数据值用来对AD50的4个数据寄存器的某一个进行配置。Bits15～11位为0，Bits10～8位为所选寄存器地址值，Bits7～0位为所选中寄存器的编程值。4个用户可编程寄存器的描述如下：R1中包含模拟输入通道选择，硬件 / 软件编程方式选择；R2进行单机 / 从机工作和电话模式（电话模式内容请参阅参考文献[3]）选择；R3控制带从机个数选择；R4用来设置模拟信号可编程放大增益和A/D、D/A转换频率。其它两个寄存器R5、R6是厂家留着测试用的，用户不可以对其编程。我们在以下例程中对4个可编程寄存器编程，使AD50C工作在以下状态：选择INP/INM为工作模拟输入，15+1位ADC和15+1位DAC模式，不带从机，采样频率为10.67KHz，模拟信号输入和输出放大增益均为0dB。
（3）用户代码的编写。完成音频信号采集与回放代码的编制。本设计给AD50编程用查询方式，接收A/D转换的D信号和发送D/A转换的D信号用DMA方式。
3.2 软件具体实现
（1) 程序流程图：
（2）部分关键代码：
Ⅰ, TMS320VC5402中断及串口初始化
……
stm #0002h, 48h
stm #0040h, 49h ; 设置DSP串口1工作在每帧一个字，每个字16位模式
……
stm #0006h, 48h
stm #0100h, 49h ; 设置CLKGDV=0，使串口1工作在最大频率
stm #0007h, 48h
stm #0a000h, 49h ；设置CLKSM=1，采样率发生器时钟由DSP内部产生
stm #000eh，48h
stm #0008h，49h ；设置FSXP=1，使帧同步脉冲低电平有效
stm #0080h，imr ；DMA一通道中断使能
rsbx intm ；开放所有可屏蔽中断
……
Ⅱ， AD50初始化
ld #0001h，a ；D0=1，请求第二次交流
stlm a，43h ；向TLC320AD50C写数据
aa： stm #0001h，48h
ldm 49h，a
and #0002h，a
bc aa，aeq ；数据是否被TLC320AD50C接收
ld #0180h，a ；给TLC320AD50C的寄存器1编程，使其复位
stlm a，43h
bb：stm #0001h，48h
ldm 49h，a
and #0002h，a
bc bb，aeq ；编程数据是否被TLC320AD50C接收
……
stm #0100h，a ；TLC320AD50C脱离复位并且设置寄存器1，使INP，INM为输入
……
stm #0200h，a ；设置TLC320AD50C寄存器2，使电话模式无效
……
stm #0460h，a ；设置TLC320AD50C寄存器4，使采样频率为10.667KHz
……
stm #0300h，a ；设置TLC320AD50C寄存器3，使带0个从机
……
Ⅲ， DMA1通道初始化
stm #05h， 55h ；选择DMA1通道
stm #0041h，56h ；设置串口1接收端为DMA事件的源地址
stm #027fh，56h ；设置DMA事件的目的地址
stm #3000h，56h ；设置直接传送数据个数
stm #5000h，56h ；设置串口1同步模式，一帧接收一个字
stm #404dh，56h ；设置DMA为多帧模式，源地址不调整目的地址按57h的值调整
stm #20h， 55h
stm #0001h，57h ；设置目的地址为自动加1调整
stm #0282h，54h ；设置通道1为高优先级并使能通道1
……
4 实验结果
下面图中图4和图6分别为TLC320AD50C与TMS320VC5402组成的数据采集系统对同一个实验对象的语音信号“您好”和“啊”的采集结果，图5和图7分别为WINDOWS 98附件中的录音机所录下的语音信号“您好”和“啊”用MATLAB仿真后的图形结果。
下面图8为AD50采样信号“啊”音的FFT Magnitude, 图9为WINDOWS 98附件中的录音机录制信号“啊”音的FFT Magnitude。
5 结束语
本文以TMS320VC5402与TLC320AD50C为例，详细介绍了AD50与DSP串口通信的硬件接口及软件实现。从实验结果我们可以发现TLC320AD50C可以对语音信号进行无失真采样，完全能满足后续语音信号处理的要求，并且与DSP接口简单，高性能，低功耗，已成为当前语音处理的主流产品。广泛适用于音频处理，语音增强，语音安全，回声抵消，VoIP等电话或语音应用中。
一天，慢羊羊老村长发明了一个安全门，只要把手放进去经过辩论就可以开门，
喜羊羊与灰太狼――安全门作文
。后来，喜羊羊和美羊羊它们把这件事告诉了它们的好朋友，有大象、老虎、牛……
第二天，老虎大哥和大象大哥要到羊村去玩，他们把手放进去，经过辩论安全门说：“老虎大哥、大象大哥欢迎你们的到来，