接口数据单范文（精选3篇）

接口数据单 第1篇

单总线是一种新型的、一线式总线接口技术,使用一根线就可以完成传统接口需要许多接线才能完成的诸如控制、数据、地址等总线数据的通讯;具有接口简单、硬件开销少、便于扩展和维护等优点。因其所具有的优点,许多厂家纷纷推出了一线接口的器件,如美国达拉斯(DALLAS)半导体公司应用于测控领域的DS2401硅序列芯片、DS18B20温度传感器[1,2]、DS2406可寻址开关[3]、应用于微型因特网接口TINI(Tiny Internet Interfaces)的DS80C400[4,5]等,并获得了广泛应用。

通常,单总线协议采用主从方式进行通信,由主控器件发起控制,控制信号和读写信号通过高低电平的时间宽度来区分,因此,单总线协议对时序控制有严格的要求[5,6]。例如:从机要发送数据时,主机将单总线从高电平拉至低电平在1us以上,然后主机释放该总线,此时主机产生读时间段,从器件在读时间段下降沿到来之后的15us内发送一位数据信息,主机在此时间内读取数据[1]。

在检测和维修此类单总线接口的电子仪器系统,传统采用示波器、逻辑分析仪等工具只能观察单总线上的波形,无法确定波形是来自主控设备还是从设备,更无法准确获得在单总线上通信传输的数据。因此,研制一种嵌入式单总线时序分析系统,能将总线上传输的信号独立分离出发送端和接受端、完成信号时间周期采集,并通过串口输出整个通信过程中主从双方的输出信号交替过程及信号周期,从而实现对单总线时序进行分析调试的功能,无疑具有现实意义。

2单总线信号分离电路

信号分离电路既能够将总线上来自不同器件的信号区分出发送端和接受端,又不能破坏原有正常的总线时序,影响器件之间的通信。

2.1电路原理分析

图1所示电路为单总线信号分离电路的原理图,图中A、B分别连接单总线的两端,C、D分别为A、B点信号的提取输出端,Q1、Q2为NPN三极管,R1、R2、R3、R4为上拉电阻。通过该电路,将A、B的输入信号分别从C、D输出,供后续检测电路检测。

单总线属于单工通信方式,即在同一时刻,只有一端处于发送状态。现假设信号从A点输入,则B点处于接收状态。电路分析如下:

i.当A点为高电平时,Vb1由R2上拉至高电平,此时:

Vb1=Ve1=VCC (1)

Vb2=Ve2=VCC (2)

Q1,Q2处于截止状态,B、C、D点分别由电阻R2、R1、R4上拉为高电平。

ii. 当A点为低电平时,Q1导通,C点电平等于A点电平为低电平,B点电平为:

Vb1=Ve1+Vbe=Vbe (3)

其中Vbe为Q1的导通电压,约为0.7V,此时B点为低电平,因为:

Ve2=Vb1=Ve1+Vbe=Vb2+Vbe>Vb2 (4)

所以Q2处于截止状态,D仍为高电平。

通过上述分析,可得到以下结论:B点、C点的变化和A点变化相同,A点和D点的变化无关。

同理,反之当信号从B点输入,A点为输出时,可得出相同的结论:A点、D点的变化和B点变化相同,C点和B点的变化无关。

综上所述,图1所示单总线信号分离电路可将单总线上A点输入的信号从B、C两点输出,B点输入的信号可从A、D点输出,即可保持A、B两端原有的通信。后续电路通过对C、D两点输出的信号进行检测,可以得知单总线上A、B两端的通信过程。

2.2仿真与结论

采用Multisim9软件对图1所示电路图进行实验仿真。其中,R1、R2、R3、R4的阻值为4.7K欧姆,Q1、Q2采用2N2102三极管。

图2为A点输入5V 1KHz的方波时,A、B、C、D各点的波形图,图2中B点、C点的波形和A点保持同步,C点的波形幅值和A点的波形幅值相同,B点的幅值为4.3V,比A点小0.7V,这是由于三极管导通后be极之间的压降造成的。单总线上传输的是数字信号[7],4.3V已经远远超过了TTL的高电平门限,对后续甄别电路造不会有影响。

图3为B点输入5V 1KHz的方波时,A、B、C、D各点的波形图,图3中A点、D点的波形和B点保持同步,D点的波形幅值和B点的波形幅值相同,A点的幅值为4.3V,比B点小0.7V,这是由于三极管导通后be极之间的压降造成的。这个压降对后续甄别电路造不会有影响。

通过图2、图3的实验仿真结果,验证了2.1中的结论:单总线信号分离电路可以将单总线上A点输入的信号从B点、C点输出,B点输入的信号从A点、D点输出,且对原有时间延迟很小,即没有破坏单总线通信的时序要求,可保持A、B两端原有的通信。

3单总线时序分析仪的设计

采用嵌入式ARM系统,和图1中所示的单总线信号分离电路,就可研制出一种单总线时序分析仪,如图4所示,图中虚线表示原有单总线接口的连接方式。图中ARM微控制器采用的是LPC2114,该微控制器是PHILIPS公司生产的基于ARM7TDMI-S内核的ARM芯片,主频可达60MHz,且为单指令周期,内部自带2个串口,2个32位定时器,带4路捕获功能[8]。

单总线时序周期一般为微秒级,采用LPC2114可提高周期测量的精确度。另外,通LPC2114的捕获功能,可方便实现对周期信号的时间测量。将信号分离电路的C、D输出分别接到LPC2114的定时器0和定时器1的捕获输入引脚,并开启LPC2114的捕获功能,当捕获引脚上信号发生跳变时,CPU会将此时的定时器的计数值保存到内部的寄存器并产生中断,软件中通过将两次跳变时刻的计数值相减,可等到跳变周期的时间宽度,并将这些信息从串口输出,供调试人员查看或高端软件分析时序。

定时器0和定时器1初始化捕获功能的代码如下:

当捕获管脚上的电平发生跳变时,ARM产生捕获中断,捕获中断的程序处理流程如图5所示。

4应用实例

使用本文研制的单总线分析仪,对某单总线设备的主机和温度传感器DS18B20的通信时序进行分析。单总线时序分离电路的A端接主机,B端接DS18B20。图6为使用示波器探测到的总线上的信号波形,表1为经过单总线时序分析仪后,串口输出的C、D两点捕获到的波形周期数据。

5结束语

设计的单总线信号分离电路,电路简单,能有效地将单总线上通信的两端的信号提取并区分出来,对原有通信的延时和信号幅度影响极小,能够保持原有的通信时序。基于嵌入式ARM系统研制的单总线时序分析仪,通过串口输出单总线通信的时序交替过程及时序周期,为单总线软件设计的时序调试提供了方便,本研究也可应用在其他单总线的时序分析中。

参考文献

[1]马峻,林燕雄,李长俊等.单总线技术在测控领域的应用.仪器仪表学报,2001,22(S4):254～256

[2]王晓远,陈益广,冯丽.具有远程故障诊断调试功能的智能温度控制系统.仪器仪表学报,2002,23(S5):167～170

[3]包宇,王连明,邢雪峰.基于TINI平台的嵌入式互联网接入技术研究.电子器件,2007,30(2):683～686

[4]王传军,范玉峰,陈东.基于TINI系统的网络气象站.天文研究与技术,2007,4(3):288～295

[5]李国柱.单总线技术及其应用研究.西安文理学院学报:自然科学版,2006,9(2):62～65

[6]盛文利.C语言开发单线器件的时序问题.东北电力学院学报,2004,24(4):82～85

[7]陈志传.单总线技术应用经验交流.广东公安科技,2006(3):81～84

嵌入式系统的实时数据接口扩展 第2篇

将上述嵌入式系统应用于实时多媒体数据的网络传输，如图2所示。这里的实时多媒体可以是 MPEG-4或 MPEG-2 等，其数据流一般是连续、恒定码率的。

2．2 硬件扩展

根据上述数据流的特点，需在嵌入式系统与外设(编、解码器)之间加入数据缓冲控制单元。对于发送端和接收端，数据缓冲控制单元的设计有所不同，下面以MPEG-2 为例说明。这里考虑系统的处理能力、网络的承受能力以及图像质量，MPEG-2 的输出为 4Mbps 的CBR(固定比特率)TS流。

2．2．1 发送端

编码器送出连续、恒定速率的码流。如果将此码流直接送到 CPU 外部总线，将会导致操作系统频繁地处理中断，甚至会产生中断不能及时处理从而导致数据丢失。因此，有必要在编码器与外部总线之间加上 FIFO，同时用 CPLD 实现 FIFO 的读写控制逻辑。编码器送出的数据流连续不断地以恒定速率写入FIFO；当FIFO中的数据积聚到一定值后，每写入若干个数据就向CPU发一个中断；CPU在收到中断后通过外部总线读入相当量的数据，并将其打包送入网络。正常情况下，每个中断读数据个数是一定的，在一段时间内FIFO写入和读出将维持平衡，且不会产生“饥饿”状态；当操作系统因处理别的任务而没有及时响应中断时，FIFO将暂时进入“饱和”状态，但只要FIFO容量足够大就不会产生数据溢出现象。由于CPU从FIFO读取单位数据的速度大大高于外设向FIFO写单位数据的速度，“饱和”状态一般能消除。由此，可以解决前述问题。

2．2．2 接收端

在接收端，由于解码器的输入要求是一个连续、恒定速率的码流，同样要求在CPU外部总线与编码器之间加上FIFO和CPLD。同时，接收端的数据包由于经过了网络，不可避免地会引入延时，且数据包之间的延时是不确定的，甚至会产生数据包的丢失。这些都需要在接收端予以考虑，增加了接收端数据缓冲控制单元的复杂度。

为了解决数据包到达延时及抖动问题(数据包的丢失将间接导致延时的增加)，可以简单地靠增大FIFO容量解决。但增大FIFO将意味着从编码器到解码器之间延时的增加，影响了实时性。因此，为了保证一定的实时性，同时考虑成本因素，不能单纯靠增大FIFO解决。

由于FIFO容量的限制，在出现大延时的情况下，FIFO将可能出现“空”状态。这意味着送给解码器的数据流会有中断，从而可能导致解码器的不正常工作并可能不能恢复(在数据流恢复正常后)。为此，需要在FIFO出现“空”状态之前，即处于“饥饿”状态时(可以设置一个阈值)，由CPLD停止向FIFO读数据而向解码器发填充包。填充包中含有同步头，可以维持解码器的同步。短时间的插空包会使视频图像出现马赛克，如果时间过长，可能会出现黑屏。在实际试验中，接收端视频的质量与网络的负载情况有关。当网络负载较重时，图像会出现马赛克，黑屏现象一般极少发生。

2．3 驱动程序

论计算机软件数据接口的应用 第3篇

【关键词】计算机软件；数据接口；应用

【中图分类号】TP311

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0088-01

一、对计算机系统的现状分析

目前，MIS系统以及与多个管理信息系统建立起接口，其中包括集团科设部系统、集体煤炭系统、铁路TMIS系统及磅房称重系统等等。在所运行的数据库应用中，一般实现的方式是：以一个等价为DBA（Database　Administrator数据管理员）权限的用户创建表、试图、储存过程、触发器等数据库对象，再由应用开发人员通过代码对这些数据进行操作。这种方式会造成一定的问题隐患。

（一）随着用户对计算机的逐步认识并对其数据库的掌握和理解也越来越深入，一些用户已经掌握了SQL（Structured　QueryLanguage结构查询语言）语句的使用，这种方式可以绕开应用程序之间使用交互式的SQL来访问数据库对象，而这种方式虽然较为简便，但是在使用过程中也会产生一些安全问题，很可能导致数据变得不一致。

（二）在对应用程序开发时，如果采用前台应用程序直接调用数据库对象的方式，这种做法就更危险了，它为系统恶意攻击者带去了便利，使攻击者只需要对应用程序的数据库对象进行简单的分析，便能轻松的了解后台数据库的基本逻辑。

（三）运用分布式远程数据库接口访问时，需要程序开发人员对数据库对象进行详细的描述，所描述的信息包括：远程主机名、数据库名、用户名及用户对象等，这种方式在语句编写方面非常的繁琐，并且如在运行过程中有一点差错就使数据库找不到应用对象，查找问题也依然很复杂。

二、计算机软件的数据接口

所谓计算机软件数据接口实际上就是软件开发商向计算机用户或者第三方软件开发商所提供的一系列的标准规范，其主要作用是对特定的数据进行交流，它的优势在于，不仅具有一定的灵活性，能让计算机用户或者第三方开发商在运行软件时更加有效，同时还可以保证软件数据库对象的安全性。这些标准规范可以是经过封装的应用程序的接口函数，也就是API函数，也可是格式固定过的数据文件或数据库形式。

三、计算机软件数据接口的设计原则

在对计算机软件数据接口进行设计时，需要遵守以下几个原则：

（一）满足客户的应用需求：计算机的软件数据接口能够提供怎样的服务功能取决于软件本身，而软件程序的应用范围又是通过数据接口来进行扩展的。因此，设计软件数据接口的最根本也是最终目的就是为了满足计算机用户的需求并为他们服务。怎样做大最大化的满足客户的需求，则必须对不同的问题进行多反面的具体分析。

（二）面向对象的原则：想要大幅度的提高计算机软件数据接口的使用效率必须加强其软件设计的合理性与科学性。在进行软件数据接口设计工作时一定要遵循面向对象的基本原则，将其所提供的所有功能做出最准确的描述。对于开发者而言，接口越复杂、越详细，其使用效果就越好，那样能够有效的降低各个程序模块之间的耦合性，从而也降低了程序开发的成本及难度。

（三）软件数据接口的高容错性与高健壮性：所谓高容错性是指软件能够为用户提供更强大的错误处理机制，以防一些错误对系统造成影响。而高健壮性主要指处理输入其规范要求的情况的能力，也可称为鲁棒性。如果一个系统拥有高健壮性，就表示当有规范要求外的情况输入时，其能够准确的做出与规范要求不符的判断，并给以合理的解决处理办法。由于软件数据口同程序开发的很多方面都有联系，所以程序接口就必须要具备高容错性及高健壮性，这样才能在程序的使用过程中准确的找出产生错误的原由并防止接口自身出错而导致系统出现问题。

（四）软件数据口需要具备可扩展性：软件接口的基础是软件本身，当用户对软件的应用程度越来越高，那么软件会自动升级，而相应的软件数据接口也会随着软件的升级而升级。数据接口的升级将会对第三方开发商带去直接的影响，所以在设计软件数据接口时一定要充分和仔细的考虑其扩展性，尽量减少大规模的变动对方厂商程序的几率，最大程度的维护用户的利益。

（五）尽量符合业内的标准数据接口规范：目前，计算机的应用已经遍及到了各行各业，而一个行业内可能会存在多个不同的软件开发商，由于每个开发商进行程序开发时所用的数据库不同，并会主观的对自己的作品自定义其标准，这让这些不同的软件数据接口没有一个统一的标准，这样就不利于软件的升级，也给后续第三方软件开发商的设计增加了难度。因此在进行软件开发时一定要负起责任，使这些软件尽量的标准化。

四、计算机软件数据接口的设计与实现

（一）文件交换的模式：文件交换模式主要是指利用特定的数据结构的数据文件来实现用户、软件开发商和第三方开发商的数据交互过程。软件开发商会首先制定某个数据结构，用户或者第三方开发商再根据该数据强求提交一个文件，当软件自动扫描到该文件后，就会按照系统所设定的规则返回一个文件给用户，当用户与第三方开发商成功接收该文件后，并根据其制定的规则对文件进行读取，这就实现了数据交互。数据文件没有特定的形式规定，可以是任何一种，例如ini文件、txt文件等。

（二）函数模式：软件数据接口的函数模式是指开发商首先将一些列的函数定义好，提前完成用户与第三方开发商所需介入的数据操作，这个过程将不会对用户及第三方开发商开放，以此来保证数据的机密性。

（三）中间数据库模式：中间数据库模式是指软件开发商会建立起一个数据库，其属于公用性质，用户或第三方开发商若要访问只需通过简单的授权程序便可。双方在遵循相应规则时，通过该数据库便能达到数据交互。

五、总结

总而言之，软件数据接口的设计与应用已经对计算机技术产生了巨大的影响，它的应用将一个个独立的计算机软件合理的连接起来，既满足了计算机用户的需求，也进一步促进了计算机技术的发展。

参考文献

[1]刘兵.计算机软件数据接口的应用分析[J].计算机光盘软件与应用，2012，（1）：72—72，68

[2]吴志军，张雪堂.计算机软件数据接口的应用分析[J].中国科技财富，2011，（14）：146—146

[3]刘海峰.电信企业BI系统中ETL部件的设计与实现[D].南京邮电大学，2006