下面是小编收集整理的数值计算中Bcd码校验电路的分析与设计，本文共8篇，仅供参考，希望能够帮助到大家。
篇1：数值计算中Bcd码校验电路的分析与设计
数值计算中Bcd码校验电路的分析与设计
摘要：在计算机数值计算中，数值经常是以BCD码进行运算的.因而BCD校验电路是一个非常重要的硬件逻辑。其不但影响到数值计算的正确与否，还对整个运算的速度有着决定作用。本文首先分析了BCD码校验原理，进而从并行、串行两种电路结构分析了BCD码校验逻辑。最后提出了一种高效，快速的BCD 码验证电路并对其进行了仿真。关键词：BCD码、数值计算、并/串行、校验
引言
微处理器的工作过程是大量数据的输入--运算--输出的过程，其中相当数量的数据使用十进制形式表达。使用者希望微处理器的输入数据和输出结果能使用十进制形式表达，而在微处理器内采用二进制表示和处理数据更方便，所以在二者之间的数制转换是必要的。通常采用两种方式解决这一问题。
方法1：十--二进制转换电路将输入的十进制数据转换为相应的二进制数据，微处理器内部算术逻辑单元仍然执行二进制数据运算微操作，运算结果再进行二--十进制转换，将结果以十进制形式输出。
方法2：算术逻辑单元对二进制数据处理能力的前提下，增加少量硬件线路，使之对某种二进制编码形式表示的十进制数据具有直接处理能力，该算术逻辑单元能够接收特定二进制编码构成的十进制数据，可以产生相同编码组成的计算结果，在数据处理过程中该单元执行十进制数据运算微操作。
微处理器使用中涉及大量的数据输入输出操作，显然方法1不是理想的选择，因而从提高机器的运行效率，简化机器结构和保证系统时序结构的规整性考虑，方法2更有实用价值。 所以本文讲述了方法2为算法依据的BCD加减电路。
校验原理
在计算机得数值计算中，数值经常是以BCD码表示的十进制进行运算的。即一位BCD码用4位二进制位表示。但是BCD的加法需要两个加法器来完成，如果分析一下BCD数的加法过程，原因就很清楚。请看下面：
令A=1000,B=0111,这两个数都是正确的BCD码，如果两个操作数直接相加，结果不是一个BCD码：
1000
＋ 0111
1111
正确的BCD码加法运算应为1000＋0111＝（1）0101即8＋7＝15。其它BCD码操作数运算的结果也能产生不正确的BCD码结果。实际上当结果大于9或者有进位时，就要进行BCD的校验，以确保结果的正确性。
对于产生进位得情况，加法器直接提供了二进制的进位输出，即BCD修正信号Y=C.而对于结果大于9，需要修正的数为1010－1111。
把它们作为四变量布尔表达式的最小项，就能化简逻辑。即Y=E3E2+E3E1.其中E3 、E2、E1、E0是加法器的和的输出。综合以上结果可得BCD修正信号Y=E3E2+E3E1+C.修正电路如图一所示
下面就已四位并行加法器和一位串行加法器两种电路形式来讨论BCD码的验证。
图二 4位并行加法器BCD加法电路
图二所示为4位并行的BCD加法器电路。其中上面加法器的输入来自低一级的BCD数字。下面加法器BCD的输出E3、E2、E1、E0和COUT至高一级BCD数字,其A3和A1位接地,即当BCD校验信号为真时Y=1,A3A2A1A0=0110,以实现加6的调整.当不需要BCD调整时Y=0,此时A3A2A1A0=0000,从而使输出结果无变化.
虽然4位并行加法器运算速度较快，但是所用逻辑门较多。图三所示为一位串行BCD加法器。它是以牺牲速度以达到减少硬件逻辑门的`目的，这种电路在对频率要求不高的系统中非常之适用。其中ADDER1、ADDER2均为一位全加器。ADDER1做主运算器,ADDER2做BCD校验运算器，不管是否做BCD校验，ADDER2的初始进位、借位始终为“1”。
图三中Z型门为延时电路，延时一个时钟周期，这样在外部电路控制下，经过四个时钟周期，得到一位十进制BCD结果E3E2E1E0.由电路图所以当C+(E3E2+E3E1)逻辑值为‘1’时，控制多路选择器选择A通路（A通路为序列1001），当C+(E3E2+E3E1)为‘0’时，选择B通路（B通路序列为1111），即需要校验时，多路选择器输出序列1001；不需要校验时，输出序列1111，与Z型门的输出对应相加，并且ADDER2的初始进位始终为‘1’，由此可完成BCD的校验工作。
图三 一位串行BCD加法器电路
下面是基于4位并行BCD加法器算法的一种快速BCD的加法器VERILOG硬件描述语言程序及其仿真结果。
module bcd_check (data_i,data_o,cy_i,cy_o,en,z_i,z_o);
input data_i;
input cy_i;
input z_i;
input en; //insructure
output cy_o;
output data_o;
output z_o;
wire [3:0] data_i;
wire cy_i;
wire en;
reg z_o;
reg cy_o;
reg [3:0] data_o;
//}} End of automatically maintained section
reg [4:0] TEMP_RESULT;
always @(data_i or cy_i or en )
if(en == 0)
begin
cy_o=cy_i;
data_o=data_i;
z_o=z_i;
end
else
begin
if(data_i[3]&&data_i[1] ||(data_i[3]&&data_i[2]) || cy_i==1)
TEMP_RESULT = {1'b0,data_i } + {1'b0,4'b0110 } + cy_i;
else
begin
TEMP_RESULT[3:0]=data_i;
TEMP_RESULT[4]=cy_i;
end
data_o = TEMP_RESULT[3:0];
z_o = | TEMP_RESULT[3:0];
cy_o = TEMP_RESULT[4];
end
例如：两个十进制数2189＋8075的正确结果应为11064，可是，相加运算后的结果为FEH,为此应进行BCD调整。将为经校验的相加结果0010，1001，1000，1001（十进制2989）＋1000，0000，0111，0101（十进制8075）＝1010，1001，1111，1110代人上述BCD校验模块，可得仿真结果如图四。
图四 仿真结果
有图可知data_o为1064 且进位输出为1，即总的结果为11064，这与2989＋8075＝11064的结果是一致的。
结束语
本文通过对BCD码算法和并/串行BCD校验电路的分析，提出了一种高效，快速的BCD校验模块。由上面仿真结果可知，此种电路速度较快，硬件电路简单。适合实时处理系统。
篇2：基于PPLN中红外OPO数值计算与分析
基于PPLN中红外OPO数值计算与分析
准相位匹配技术因周期性极化晶体的制备技术的提高而迅速发展,广泛用于光学参量振荡、差频、和频和二次倍频等频率变换.基于周期性极化铌酸锂晶体的中红外光学参量振荡器的输出波长,可通过改变PPLN的`工作温度和周期便捷调谐.作者编程计算了PPLN周期分别为 28.5 μm、29.0 μm和29.5 μm时,泵浦波长为1 064.2 nm,工作温度从250 K至550 K下的输出波长.分析了PPLN的周期在100 ℃情况下对信号光波长的影响.
作 者：李学金 姚键铨 张杰锋 张百钢 刘非 作者单位：李学金(深圳大学理学院,深圳,518060;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津,300072)姚键铨,张百钢(天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津,300072)
张杰锋(深圳大学理学院,深圳,518060)
刘非(香港科技大学,中国香港)
刊 名：深圳大学学报(理工版) ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF SHENZHEN UNIVERSITY (SCIENCE & ENGINEERING) 年，卷(期)： 20(3) 分类号：O437 关键词：周期性极化晶体 光学参量振荡产量器 调谐 PPLN OPO temperature tuning篇3：I-FOG光电转换电路稳定性分析与设计
I-FOG光电转换电路稳定性分析与设计
本文出于提高闭环干涉式光纤陀螺(I-FOG)检测精度的目的,根据I-FOG的'信号特征,说明了光电转换电路的稳定性问题.详细分析了转换电路的系统模型.基于S域分析的方法,阐述了使光电转换电路稳定工作的电路结构.应用这种结构设计了一款光电转换电路.经实验得到了优良的零漂、零偏、低噪声指标,可满足闭环I-FOG的实用要求.
作 者：李宝龙 刘军 Li,Baolong Liu,Jun 作者单位：050003,石家庄军械工程学院光纤技术研究所 刊 名：微计算机信息 PKU英文刊名：CONTROL & AUTOMATION 年，卷(期)： 22(11) 分类号：V241.62+2 关键词：干涉式光纤陀螺 光电转换 稳定性篇4：光纤中的瞬态SBS过程的数值分析与探讨
光纤中的瞬态SBS过程的数值分析与探讨
通过数值方法得到了光纤中的瞬态SBS过程中耦合波和声场的强度分布图,从而分析了光纤中瞬态SBS的.发生过程以及光纤长度、泵浦脉宽等因素对SBS反射率及阈值的影响,据此提出了一种新的光纤相位共轭器.
作 者：陈军 周涛 朱琦 作者单位：陈军,周涛(浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027)朱琦(Accenture GmbH. Cicerostrasse 21, D-10709 Berlin)
刊 名：强激光与粒子束 ISTIC EI PKU英文刊名：HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS 年，卷(期)： 14(1) 分类号：O437 2 TN241 关键词：受激布里渊散射 光纤相位共轭器篇5：稳态等离子体推力器磁场设计与数值分析
稳态等离子体推力器磁场设计与数值分析
首先分析了稳态等离子体推力器性能对磁场的要求,据此介绍了磁路系统的工程设计原则和方法;然后,采用ANSYS大型有限元分析软件对一个具体的稳态等离子体推力器在额定工况下的磁场进行了计算,获得了满意的'结果.通过对结果的分析获得了对有关现象的直观深入的认识,为所计算具体推力器的改进设计提供了线索;同时,也证实了以ANSYS为软件平台的稳态等离子体推力器磁路系统计算机数值仿真辅助设计的可行性和有效性.
作 者：廖宏图 汪兆凌 康小录 王正 乔彩霞 汪彤 樊泓 作者单位：廖宏图,汪兆凌,康小录,王正,乔彩霞(上海动力机械研究所,上海,200233)汪彤,樊泓(美国ANSYS公司上海代表处,上海,32)
刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2002 23(3) 分类号：V439.2 关键词：等离子体发动机 磁场 数值分析 最优设计篇6：某型号固体火箭发动机喷管型面设计与数值计算
某型号固体火箭发动机喷管型面设计与数值计算
根据某型号固体火箭发动机总体设计要求及限制条件,给出了喷管型面设计方法.采用计算流体动力学(CFD)方法,用单方程(Spalart-Allmaras)湍流模型,分析计算了不同入口压力下喷管内流场特性和壁面压力、温度分布等.根据流场计算结果求出了发动机瞬时推力,并与地面推力试验结果进行了对比.
作 者：刘文芝 张乃仁 张春林 赵永忠 LIU Wen-zhi ZHANG Nai-ren ZHANG Chun-lin ZHAO Yong-zhong 作者单位：刘文芝,张乃仁,张春林,LIU Wen-zhi,ZHANG Nai-ren,ZHANG Chun-lin(北京理工大学,机械与车辆工程学院,北京,100081)赵永忠,ZHAO Yong-zhong(中国航天科学工业集团公司,六院41所,内蒙古,呼和浩特,010062)
刊 名：工程设计学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING DESIGN 年，卷(期)： 13(2) 分类号：V435.23 关键词：固体火箭发动机 喷管型面 CFD 地面试验篇7：高频链中高频变压器的分析与设计
摘要：高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。叙述了高频变压器的设计过程。实验结果证明该设计满足要求。
关键词：高频链；高频变压器；逆变器
引言
MESPELAGE于1977年提出了高频链逆变技术的新概念[1]。高频链逆变技术与常规的逆变技术最大的不同，在于利用高频变压器实现了输入与输出的电气隔离，减小了变压器的体积和重量。近年来，高频链技术引起人们越来越多的兴趣。
1 概述
图1是传统的逆变器框图。其缺点是采用了笨重庞大的工频变压器和滤波电感，导致效率低，噪音大，可靠性差。另外，谐波含量大，波形畸变严重，与要求的优质正弦波相差甚远。
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图2所示为电压源高频链逆变器的框图，该方案是当今研究的最先进方案[2]，也是本文中采用的方案。采用此方案有其一系列的优点，诸如，以小型的高频变压器替代工频变压器；只有两级功率变换；正弦波质量高；控制灵活等。高频变压器是高频链的核心部件，肩负着隔离和传输功率的重任，其性能好坏直接决定逆变器的性能好坏。不合格的变压器温升高，效率低，漏感严重，输出波形畸变大，直接影响电路的稳定性和可靠性，甚至损坏开关器件，导致实验失败。
篇8：高频链中高频变压器的分析与设计
设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。各种磁芯物理性能及价格比如表1所列。铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs值比较小，常使用在开关电源中。本文采用的就是铁氧体材料。
表1 各种磁芯特性比较表
磁芯类型
非晶合金
薄硅钢片
坡莫合金
铁氧体
铁损
低
高
中
低
磁导率
高
低
高
中
饱和磁密
高
高
中
低
温度影响
中
小
小
中
加工
难
易
易
易
价格
中
低
中
低
高频变压器的设计通常采用两种方法[3]：第一种是先求出磁芯窗口面积AW与磁芯有效截面积Ae的乘积AP（AP=AW×Ae，称磁芯面积乘积），根据AP值，查表找出所需磁性材料之编号；第二种是先求出几何参数，查表找出磁芯编号，再进行设计。本文详细讨论如何用AP法设计高频变压器。
原边NP匝，副边Ns匝的变压器，在NP匝上以电压V1开关工作时，根据法拉第定律，有
V1=KffsNPBWAe （1）
式中：Kf为波形系数，即有效值和平均值之比，正
弦波为4.44，方波为4；
fs为工作频率；
BW为工作磁通密度。
NP=V1/(KffsBwAe) (2)
铁芯窗口面积AW乘以窗口使用系数Ko（一般取0?4）为有效面积，该面积为原边绕组NP占据的窗口面积NPAP′与副边绕组Ns占据的窗口面积NsAs′之和，即
KoAW=NPAP′＋NsAs′ （3）
式中：AP′及As′分别为原、副边绕组每匝的截面积。
每匝所占用面积与流过该匝的电流值I和电流密度J有关，如式（4）所示。
AP′=I1/J
As′=I2/J (4)
将式（4）代入式（3），则得
KoAW=(V1/KffsBwAe)I1/J＋(V2/KffsBwAc)(I2/J)
即AWAe=(V1I1+V2I2)/(KoKffsBwJ) (5)
电流密度J直接影响到温升，亦影响到AWAe，其关系可用式（6）表示。
J=KJ(AWAe)X (6)
式中：KJ为电流密度系数；X为常数，由所用磁芯确定。
若变压器的视在功率PT=V1I1＋V2I2，则
AWAe=(PT)/(KoKffsBwJ(AWAe)x
即AP=(PT×10 4)/(KoKffsBwKJ)(1/1+X) (7)
式中：AP单位为cm4，其余的单位为国际单位制。
视在功率随线路结构不同而不同。如图3所示。变压器效率为η，则在图3（a）中
PT=Po＋Pi=Po＋Po/η=Po(1+1/η)
在图3（b）中
在图3（c）中
本文采用图3（b）的.结构，VDC=24V，Po=250W，设η=0.95，则
若采用E型磁芯，允许温升25℃，则有KJ=323，X=－0.14。饱和磁密约为0.35T，考虑到高温时饱和磁密会下降，同时，为了防止合闸瞬间高频变压器饱和，取饱和磁密的1/3为变压器的工作磁密，即BW=0.117T。工作频率为20kHz，由式（7）
可得
取10％的裕度，即AP=6.65×（1＋10％）≈7.28cm4，查手册选取E17铁氧体磁芯，其AW=2.56cm2，Ae=3.80cm2，AP=9.73cm4，满足要求。
确定磁芯材料后，则其他参数计算如下：
1）原边绕组匝数NP
NP=(V1)/(KffsBwAe)≈7匝；
2）原边电流IP
IP=(Po)/(VDCη)≈10.96A；
3）电流密度JJ=KJ(AWAe)x=234.9A/cm2；
4）原边绕组裸线面积AXP
AXP=Ip/J≈0.04666cm2；
5)副边绕组匝数Ns逆变器工作时占空比D=0.75，幅值为根号2 220V，则
Ns=(NpV2)/DV1=120.99≈121匝
6）副边绕组裸线面积AXS注意中间抽头变压器Io须乘0.707的校正系数，则
AXS=(Io×0.707)/J=(Po×0.707)/(Vo×J)=(250×0.707)/(220×234.9)
=0.00342cm2。
3 实验结果
实验采用图3（b）的结构，参数如下：
输入电压DC24V；
开关频率20kHz；
占空比D=0.75；
输出电压AC220V；
输出功率250W；
输出频率50Hz；
变压器磁芯E17铁氧体磁芯；
原边绕组匝数7匝；
副边绕组匝数121匝。
该高频链工作稳定可靠，噪声很小，实验结果证明该高频变压器满足实际要求。
4 结语
1）设计中，在最大输出功率时，磁芯中的磁感应强度不应达到饱和，以免在大信号时产生失真。
2）在瞬变过程中，高频链漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压及脉冲顶部振荡，使损耗增加，严重时会造成开关管损坏。同时，输出绕组匝数多，层数多时，应考虑分布电容的影响，降低分布电容有利于抑制高频信号对负载的干扰。对同一变压器同时减少分布电容和漏感是困难的，应根据不同的工作要求，保证合适的电容和电感。
3）本文采用的工作频率为20kHz，由于工作频率较高，趋肤效应影响比较大，因此，在设计时应注意趋肤效应引起的有效面积的减少。
★基于Java RMI空气质量预报系统数值预报模式的设计与实现
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