微型处理器 篇1
搅拌桩由于所需设备简单, 施工速度快, 工程造价低, 环境污染小等特点, 成为软土地基有效的处理方法之一, 而得到广泛应用。水泥土的搅拌均匀性直接影响水泥土的强度, 决定着成桩质量的好坏。经常出现在同一场地施工型号相同的钻机。由于所用的搅拌头结构上不同, 在基础开挖后, 常出现桩体中水泥与土搅拌的均匀性并不相同, 有时出现空心桩的现象。因此对搅拌头的结构、动力特性进行分析以及它们对桩体搅拌均匀性的影响, 将有助于在工程施工中针对地层特点, 选择不同结构形式的搅拌头, 从而提高水泥土的均匀性, 提高成桩质量。
(二) 工程案例
安徽省淮北的煤矿塌陷复垦区 (即深3米的塌陷区) , 利用发电厂废弃的粉煤灰填埋, 上部再用0.5米厚的黄土复盖。淮北金蟾制药厂的厂房, 就坐落在这上面。因粉煤灰是活性炭, 很轻, 遇水变化大, 极不稳定, 经常受地下水变化使地表产生较大的落差。在这种区域内建厂房, 基础处理不好则会造成不可想象的后果。根据设计部门的要求, 采用桩径0.25米、桩长5.0米、桩距0.35米的微型搅拌桩进行地基处理。在试桩开挖后, 其水泥与土的均匀性较好, 但桩中心部位都是空的形成了空心桩。围绕这一技术问题进行了分析。
1. 搅拌头叶片的运动速度对桩体搅拌均匀性的影响进行分析。
既然桩的外形较好, 肉眼观察水泥与土混合的均匀度也较好, 桩体表面无凹槽无麻面更无断桩的横向断面。根据多年来对桩基的施工经验判断, 排除了这一问题的可能性;
2. 搅拌头结构对桩体搅拌均匀性的影响, 即叶片的切削角与宽度及搅拌轴直径。
搅拌头叶片在搅拌桩施工中起着切割土体和强制搅拌两方面的作用。当下沉速度和旋转速度一定时, 叶片切削的土体厚度也一定, 叶片的切削角在一定的范围内, 随着切削角和叶片宽度增大, 被切削的土体在空间的上下运动幅度加大, 对土体与水泥浆液之间的挤压效应增大, 水泥浆在土中的强制渗透扩散作用加大, 对搅拌均匀有利。但仍消除不了空心的问题, 因此排除了叶片宽度与切削角造成的。经反复分析, 发现搅拌轴的直径大 (即89mm) , 而施工的桩径仅为0.25米 (即250mm) 。搅拌轴直径与叶片长度的比例失调很大, 是不是造成空心桩形成的原因呢?因为搅拌轴反复提升下降对桩心部位的密实性及密闭性影响较大。经实际测量, 空心部位直径大约在30~40mm之间, 而在这种特软易受外部环境影响较大的粉煤灰中要求使用的水泥标号较高, 而且要求水泥的凝固时间较短, 比普通的425#水泥要快, 这样才能减少外部环境的干扰, 使成桩质量达到设计要求。因此将搅拌轴直径改为50mm即改变了搅拌轴的原设计直径。搅拌轴直径改进后, 其叶片尺寸做了也做了相应的调整 (即加长了叶片的长度) 。经试桩开挖发现, 空心问题已得到解决。按原设计桩进行试桩, 在施工过程中又出现了新的技术问题, 即开挖后发现桩表面出现凹槽及麻面现象。经现场反复分析对比, 查明该原因是由于桩的中心距 (0.35m) 太近造成的, 不能按桩的顺序施工。随后改进施工方法, 进行跳桩施工 (即隔一个打一个) 此问题得到了很好的解决, 从而保证了成桩质量。但施工中仍要注意搅拌的提升速度, 速度快叶片上升螺距大, 即切割土体厚度变大, 叶片螺距间的土体得不到再次切割搅拌, 降低了水泥土被搅拌的次数, 对桩体的密实性不利。
(三) 结束语
对于这种微型水泥搅拌桩影响水泥浆与土的搅拌均匀性的关键因素是搅拌轴的结构和提升速度, 因此解决特殊地层搅拌混合的密实性及空心问题:
1. 采用不同的搅拌头结构, 使之与地层相适应;
2. 增加搅拌头沿全桩身的上下重复次数及不以此按顺序施工。
参考文献
微型处理器 篇2
首先,微型化学实验具有一定的社会效益,主要表现在降低了环境污染,提高了实验室的安全程度。在环境保护上,微型实验减少了三废的排放量,特别是有机实验,用到的易燃、毒性的药品较多(如很多烷基化剂、苯胺、芳烃类试剂,长期摄入体内有致癌作用),很多实验必须在通风橱内才能进行,而实验微型化后,一般实验产生的有害气体量少,只要以湿润相应试剂的棉花即可吸收掉有害气体,不必使用通风橱;另外,无机实验也会造成环境污染,如铜与浓硫酸反应时放出的有毒气体二氧化硫,严格来说,该实验也应在通风橱中进行,但由于经费紧张,有些学校化学实验室并未安装通风橱,而实验微型化则可避免这一矛盾。同时,实验微型化也能降低易燃、易爆实验的危害性,火灾、伤害等意外事故也会显著减少,改善实验室环境,大幅度地减少实验室空气和水体排放污染,有益于师生的健康。
其次,从教学功能来看,较好地适应了现代科技发展的水平与需要,微型化学实验在培养人的素质和技能上所能发挥的作用,是不容忽视的,对培养和提高学生的综合实验技能很有好处。1)微型化学实验及仪器,对于大多数老师和学生来说,本身就是一种新事物,以此激发学生学习的兴趣,可以为创新教学打下良好的基础。化学实验不仅可以加深学生对物质的性质、变化等内容的理解和掌握,而且能激发学生的学习兴趣。同时,微型化学实验所用仪器设备小,所用药品少,学生在操作时,一般都特别细心、认真,有利于培养严谨的科学态度,增强学生的环保意识。2)一些由于试剂昂贵、安全或时间原因,过去难以在常规实验中开出的实验,现在可通过微型化而面向学生开出,微型化学实验安全又节省,解除了教师的后顾之忧,他们可放手地采用开放型和探索型的实验教学方式去因材施教,调动学生的积极性,激发他们的创造力。微型化学实验可以使绝大多数学生都有动手做实验的机会,改变过去那种“一人做、大家看”的局面,使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式,变为“主动”和“探索式”的学习方式,使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导”的教学方法得以实验,而且,随堂实验、实验室分组实验等都得以开展,有利于培养学生既动脑又动手、理论联系实际和解决实际问题的能力。开展微型化学实验,为学生开展家庭小实验、课余实验或研究性学习提供了一个载体,有利于培养学生关心自然、关心社会的情感和创新精神,有助于把课程内容与学生生活以及现代社会科技发展联系起来,扩充学校教育资源,使学生形成积极主动的学习态度。3)课堂教学中对学生进行解题训练,最基本的出发点有二方面,一是帮助学生掌握知识,二是培养学生的能力。中学的习题教学,不但是教师传授知识,学生掌握知识、发展智力的重要手段,同时也是拓展课本知识的桥梁。在习题教学过程中结合探究实验,利用微型化学实验,就可以使抽象的实验习题具体化,变枯燥的习题为学生感兴趣的实验,让学生根据习题设计实验方案,利用微型化学实验,进行边实验边解题,达到既培养实验能力,又解决难题的目的,而且有些习题设计的现象理论上比较抽象,让学生通过实验验证,答案更容易理解,一目了然。
第三,从经济效益看,化学实验仪器设备简陋、药品不足是许多学校面临的难题。由于经费紧张,许多学校只能有选择地进行实验,特别是有机实验,化学试剂价格较高,有的实验2~6人为一组进行,有的只能取消。而实验微型化后,则可缓解这一难题,在微型实验中,所使用药品的量是常规实验的十分之一到百分之一,药品用量明显减少,所节约的经费则可用于购买微型实验和扩大实验室规模,增多实验内容。以某校为例,若每年化学药品购买所需经费大约为六千到八千元,如果百分之五十的实验改为微型实验,药品使用量将减少至百分之十,则化学药品所需经费可减少数千元。微型实验中所用的部分微型仪器,价格也较便宜,如一套井穴板和多用滴管的价格仅几元钱,玻璃仪器价格较贵,每套价格在一百到两百,但从长远来看,仍然是值得的。对办学条件较差,缺少仪器药品和实验设备的农村中学,促进了其对化学实验代用仪器药品的开发和推广。从微型仪器的研究开发来看,主要有三个途径,一是常规仪器的微型化;二是寻找合适的代用品,如井穴板可用草珊瑚含片的有穴薄膜等来代替,这对经费紧张的学校较为适用;三是设计新的微型仪器。
最后,有利于科学管理。实验微型化后,所用仪器小,药品用量少,更便于科学管理。另外,由于仪器小,学生做实验细心,仪器的破损率也显著下降,延长了仪器寿命。
微型处理器 篇3
关键词：微型针式打印头；东芯SEP3203；定位；驱动电路
中图分类号：TP368文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2007)12-21645-02
A Design Method for Micro-dot-printer Based on SEP3203
REN Yi, GONG Xiang-yu
(Southeast university ASIC Center,Nanjing 210096,China)
Abstract:In this paper,the author show a design method that how to drive micro-dot-printer SAMSUNG SMP150 base on the micro-processor SEP3203 .It elaborates the drive circuit of print needle and black detection circuit. And on the foundation of this hardware design, it introduces the print schedule and the software method of paper orientation of SAMSUNG SMP150 which using ARM7 drive.
Key words:micro-dot-printer; SEP3203; orientation; drive circuit
1 引言
微型針式打模块由于体积小，重量轻，性价比高以及可以直接编程驱动打印针等优点，近年来在嵌入式系统中作为输出设备得到了广泛的应用。但由于针式打印模块控制信号较多，驱动时序复杂，目前市场上大部份使用到针式打印机的嵌入式设备，如税控机、智能交易终端等都会单独使用一片单片机和CPLD控制针式打印模块。这极大的增加了系统成本，给系统开发者提高了编程难度。本文以SAMSUNG SMP150微型针式打印模块为例，详细介绍了在以ARM7TDMI为内核的东芯SEP3203主处理器上驱动SMP150的软件实现以及相关的硬件驱动电路。
2 SAMSUNG SMP150简介
针式打印模块是利用机械和电路驱动原理，使打印针撞击色带和打印介质，进而打印出点阵，再由点阵组成字符或图形来完成打印任务的。SAMSUNG公司SMP150是连续打击式双向9针点阵打印机。其硬件结构主要包括一个纵向供纸电机和一个横向打印头托架电机；以及两个用于纸张检测定位的光传感器。当传感器侦测到打印纸张进如供纸电机，移动供纸电机，根据纸张的黑标区域进行定位。而后打印头托架电机横向移动，同时按照时序驱动打印针，从而实现字符于图标的打印。
3 硬件设计
在本例当中，主控制芯片采用东芯SEP3203，通常在以ARM7为内核的嵌入式设备当中，会使用一片FLASH作为存储器存放系统代码及相关资源。所以为节省成本，可以将打印字库存其中。SMP150对外共有30个接口，其中有18个输入控制引脚，主要用于对两个电机及打印针的控制。两个传感器输出信号，其中纸传感器的输出端口输出三态，用于表示有纸、无纸及黑标三个状态；剩余10个接口输入工作电压及接地。由于东芯SEP3203处理器芯片I/O口输出电压为3.3V，为了使I/O口电压与SMP150相匹配，同时提高驱动能力；处理器芯片I/O口与SMP150的输入输出口间使用74LS04或74LS05相连结。
由于SMP150打印模块的工作电压为24V，对于容易损坏的打印头电路设计应当特别注意对其的保护，只有在打印出针时才使打印针的才产生一个约340毫秒的高电平脉冲信号，其余时候置低，否则会缩短打印头的寿命。具体电路如图1。
由图可以看出，由于点8点10相接，使得在Head_Tigger电平没有变化时，三级管Q2始终处于截至状态；打印针输入口HEAD_SOL不受HEAD_PULSE控制置，电平置低。当Head_Tigger电平由高变低的瞬间，由于电容C3的存在，倒向器点9的变化要比点8产生一段延时，从而使得Q2在瞬间开启。此刻HEAD_SOL的电平由HEAD_SOL输入电压决定。这样，通过调整C3的容值，可以得到如下的时序(图2)：
图1 SMP150打印针驱动保护电路
图2 打印驱动时序
纸传感器在SMP150上使用一个I/O端口输出三态：当打印模块没有纸时，此I/O口电平为低；当纸传感器侦测到纸时，I/O口输出高电平5V；当纸张随进纸马达转动到黑标区域时，I/O口输出电平约1.2V左右。所以在该部分硬件设计上使用LM358作为比较器，将SMP150的此输出口扩展为两个，主处理器可以由此可以判断出三种状态。
图3中，PE_OUT作为纸传感信号输出，PAGE_BL被扩展为黑标信号输出；无纸时PE_OUT输出5V，将三级管Q1开启，此时PAGE_BL始终被拉低。有纸时，由于PE_OUT输出低电平，Q1被截至；而当纸传感器侦测到纸张的黑标区域时，调整R6阻值，使PE_OUT输出的1.2V电压被R6分压，低于Q1开启电压。这样在有纸状态下；通过调整R2和R3的阻值，给LM358一个基准电压，PE_OUT的翻转会得输出信号PAGE_BL，由此确定纸张的位置；真值表如表1所示。
图3 黑标定位电路
表1纸张定位真值表
4 软件设计
在实际打印过程中，如何选择的打印位置，精确定位是一个难点。对于SMP150打印模块，一般选用的纸张幅宽为76.2±0.5mm，长度为101.5mm左右。对于横向的托架电机由起始原点移动到纸张尾部，需要走180步；而对于纵向进纸电机，其步长为0.176mm,需要走约576步。为了精确定位，可以横向与纵向的步数建立一个坐标系。
图4 打印软件时序
SMP150打印模块的横向托架电机起始点有一个原位传感器，当托架电机处于原点位置时，该传感器输出低电平；当电机移动离开原点位置，传感器电平变高。将托架电机的原点处作为打印纸张横向坐标的零点。在确定纸张的纵向坐标时，对于第一张打印纸，可以通过纸传感器信号检测有纸无纸，从而找到纸张边缘，将此处作为纵向坐标的零点。
对于连续纸张的打印，就无法使用上述方法确定纵向坐标的原点；如果使用从一张纸的零点开始，进纸电机走固定步数来确定下一张打印纸的零点，这样必然会产生累计误差。所以在推荐使用黑标定位；只有在某些无黑标的打印纸上或是纸面状况复杂的清况下才会使用第一种方法。但在在实际使用当中，纸面状况往往很复杂；黑标区域内有些点因为黑度不够而未能被黑标传感器检测出来，而非黑标区域内的一些图案或汉字因为颜色过深而被误认为黑标点。所以，在软件设计当中，最好能够将两种方法结合用以确定打印坐标。
SMP150的打印是另一个难点，它的大致工作原理:横向移动的托架电机上有一个打印座，上面等距排有8根打印针A到F。当打印时，打印座从左向右移动，有驱动控制的打印针就迅速击打色带从而在打印纸上打印出一个点。由于字符或图形都是由点阵组成，故让字符或图形的点阵数据按一定规律去驱动相应的打印针，就可以让8个打印针配合打印出想打的字符或图形。下文将以16x16汉字为例说明具体的打印流程。
国标字库的点阵是横向排列的，以汉字“国”为例，对应的点阵字库{0x0000，0xFC7F，0x0440，0xF45F，0x0441，0x0441，0x0441，0xE44F，0x4441，0x2441，0x2441，0xF45F，0x0440，0x0440，0xFC7F，0x0440 }其中位为1的代表黑点。
在实际的打印过程中，SMP150首先将一行汉字点阵中的奇数行打印出来，然后进纸电机进纸一步，然后打印点阵的偶数行。所以在一行打印前需要将字库点阵重新排列，放入打印缓冲区。例如，要在坐标点（0x20 ，0x20）出打印“国”字；当横向托架电机位移到该点时，电机每走一步需要完成两个点的打印。在第一个时钟周期打印针A～F的值为{0，0，0，0，0，0，0，0}，这是点阵的第一列的奇数行；在第二个时钟周期A～F的值为{0，1，1，1，1，1，1，1}。当托架电机走完8步，到达坐标（0x28，0x20）时，完成对汉字“国”奇数行的打印。而后电机位移到（0x21，x20）进行偶数行打印。
5 结束语
本文主要介绍了基于用东芯SEP3203驱动SAMSUNG公司的微型针式打印头SMP 150的硬件驱动电路和软件驱计方法，同时重点阐述打印针头驱动和纸张定位。本文所述的软硬件设计方法在实际运用中取得了较好的打印效果。使用ARM7微处理器直接驱动打印头，其优点是显而易见的:它不但可以不拘于并行接口或者串行接口的打印接口协议而根据实际系统需要灵活设计软硬件，而且最重要的是它大大降低了产品的硬件设计成本，降低系统开发者编程难度。
参考文献：
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[2]杜春雷.ARM 体系结构与编程[M].北京:清华大学出版社,2003.
[3](美)Andrew N.Sloss.沈建華,译.ARM嵌入式系统开发:软件设计与优化[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.
微型课引发的思索 篇4
在设计中我确立了两个亮点:导入环节和应用环节。
好的开端是成功的一半。我采取“开门见风景”的办法, 利用简笔画, 调动学生积极性, 实现积极参与和有效参与的统一。
应用是课堂活动的高潮, 在学生了解了土耳其文化的基础上, 让学生调动已有的知识积累, 利用小组活动, 讨论有关中国的餐饮礼仪。体现出课堂是舒展灵性的空间, 让学生放飞自由的思维和想象的做课思想, 使不同层次的学生畅所欲言, 达到教学的目的。
但微型课中, 我没有将亮点凸现出来, 甚至没有将自己的思路展现出来, 使我深感遗憾。
一、微型课失败的原因
1. 自身素质问题。
面对评委老师, 讲授一节自认为准备完好的课, 却无法坦然面对, 过分的紧张让我一开始就没有投入课堂教学, 是导致失败的一个重要原因。
2. 对微型课把握不足。
由于第一次接触微型课, 很多知识觉得没有学生回答就忽略, 是做课失败的又一重要原因。最后的高潮环节, 本应学生群策群力, 体现自主学习, 自由发挥, 学以致用。但由于少了学生, 我只用了“Team work.Find the differences in China and Turkey in 5 minutes.”一语带过, 使评委老师无法了解设计意图和效果。
二、微型课成败的关键
1. 教师自身的素质。
要想取得微型课的成功, 必须在日常教学中提高自身素质, 只有具备了优秀综合素质的教师, 才会临场不乱, 发挥自己的良好水平。微型课不仅能够考查一个人的能力水平 (如应变能力、语言表述能力、提炼总结能力等) , 还能够考验一个人的心理素质。它要求授课人在短时间内把握讲课内容的精髓, 言简意赅, 条理清晰, 逻辑明确。
2. 处理好微型课的几对矛盾。
(1) 要处理好“有”与“无”的矛盾。
在微型课的做课现场, 没有学生, 但执教者心中不能没有学生。教学流程中的“学生活动”, 提问、布置、指导、点拨、评价都要一一呈现。要做到估计“恰当”、点拨评价“到位”, 执教者备课时要研究学生, 做到“场上无学生, 心中有学生”。
(2) 要处理好“多”与“少”的矛盾。
贴膜型微型注射器 篇5
近日, 美国佐治亚理工学院开发了一种注射器的创新型产品——贴膜型微型注射器。使用非常方便, 只要象使用创可贴一样撕去保护膜, 将贴膜黏贴在上臂皮肤, 隐藏贴膜内的数百个的微型 (肉眼无法观察) 针头会将药液缓缓注入皮下进入人体, 通过血液循环达到治疗效果。
贴膜型微型注射器在使用过程中病人毫无痛感, 适合儿童病人注射药物或疫苗时使用。由于它能保持恒速向皮内注射药物, 糖尿病人应用时可达到定量地将胰岛素以恒定速度注入体内效果, 从而可稳定地降血糖。贴膜型微型注射器也适于注射小剂量药物 (抗肿瘤化疗药物) 时使用。贴膜剂型微型注射器正式投入市场还需几年的时间, 研究人员正在积极努力之中。