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风机吊装平台由浮箱标准箱模块拼组而成。设计时考虑了主吊机与辅助吊机的放置与作业位置、风机部件的存放、辅助器具的放置等。吊装作业时可考虑先进行风机塔筒吊装,再进行机舱与发电机吊装,最后进行轮毂与风机叶片组装及吊装作业。轮毂与风机叶片组装作业时如果空间不够,可在局部加拼浮箱模块对平台进行局部扩展。浮箱风机吊装平台主尺度为75m×40m,由84只浮箱标准箱模块构成;其中主吊装平台是徐工650t履带吊作业平台,由64只浮箱模块构成,承受荷载最大,取其进行结构分析。锚定方式采用投锚固定和锚桩固定相结合。投锚固定采用四爪锚或者犁锚,对平台整移进行基本控制;锚桩固定可以对平台水平位移精确控制,同时桩可以在固桩架中上下移动,适应潮位的变化。
2浮箱模块设计
浮箱模块为全封闭箱形结构,主尺度为:沿通道纵向长2.5m,沿通道横向宽12.5m,模块高度1.8m。浮箱纵向与横向均采用铰接接头连接,每个浮箱重量约为140kN。浮箱由6mm钢板构成主体框架,通过边缘角钢焊接在一起,甲板下和底板上都焊有T型横梁、纵梁、纵肋、横肋;侧板和端板焊有角钢型水平肋、T型竖肋和竖梁。模块内部由横向隔舱板分隔为两个水密舱,一侧模块端板以及横向隔舱板上开设有人孔以便维护与维修;为了提高箱体坐滩承压能力,在模块内部横向设置3道承压桁架;为了纵、横向传力纵总强度需要,模块内部与接头相连的纵、横梁截面设计的较大,其它肋骨设计则以局部强度控制,其截面比纵、横梁的截面小,模块甲板及底板以纵、横梁与肋骨组成正交异性板结构。模块壳板材料为CCSB,内部结构材料为Q345,单双支耳连接件材料为30CrMnTi。
3浮式吊装平台结构分析
利用大型结构分析软件ANSYS对主吊装平台坐滩承压工况和浮游工况进行了仿真分析,为平台的设计提供了理论依据。结构分析时考虑到吊装平台结构庞大,采用了ANSYS结构分析中有限元子结构法,能够较好地模拟拼装式吊装平台这种特殊拼装式结构。吊装平台为临时性结构,以下结构分析中的容许应力均根据《军用桥梁设计准则》(GJB1162—91)选用。
(1)坐滩承压:根据技术参数要求,采用温克勒弹性地基模型,地基承载力为0.02MPa。吊装作业时,考虑吊臂方向和风机、塔筒的重量,经计算得平台承受的最大荷载为8000kN。浮箱模块子结构、吊装平台母结构,吊机的两个履带作用在30号和42号子结构上。经计算分析,最不利的浮箱为30号子结构。浮箱内部各部件的最大应力及最大接头力。内部结构最大应力为104.42MPa,小于Q345的弯曲应力292MPa。平台的最大沉降量为48.59mm。
(2)浮游工况:此工况为生存工况。由于水很浅,总体分析中浮游工况只考虑静力分析,平台承受的最大荷载为8000kN。浮箱模块子结构建模、吊装平台母结构,母结构由64个子结构组成,吊机的两个履带作用在30号和42号单元。经计算分析,最不利的浮箱为42号子结构。浮箱内部各部件的最大应力及最大接头力如表1所示。由表1中知,内部结构最大应力为134.07MPa,小于Q345的弯曲应力292MPa。平台的最大吃水为573.05mm,静载吃水为311.11mm,总吃水884.16mm,则干舷为915.84mm,满足要求。
(3)考虑到施工拼组大面积作业平台需要,浮箱连接纵横向均采用单双耳。为了模拟分析接头的受力情况,采用ANSYSWorkbench软件分析,分析时考虑接头间隙、连接部件之间的接触特性以及弹塑性影响,采用Solidworks分别进行单双支耳的建模,然后装配建立实体模型并导入Workbench中,单支耳模拟结果,双支耳模拟结果,耳孔边缘有应力集中现象,均小于30CrMnTi的屈服应力1176MPa。在销中亦有应力集中,最大等效应力为1301.1MPa,小于30CrMnTi的局部承压应力1412MPa,因此接头的设计是合理的。
4结束语
1.1Android网络优化分析
一般造成APP卡顿不流畅,数据请求缓慢的网络相关原因有:多网络请求同时异步并发;网络请求的生命周期没有和Activity和生命周期的联动,Activity关闭后也可能某个网络请求还在后台进行;网络请求的优先级处理不合理;重复网络请求;网络数据接口设计不合理;没有设置网络数据缓存;网络请求的图片没有做缓存处理;创建过多的不必要对象,造成频繁GC等。
1.2APP架构设计
采用MVC设计模式,逻辑业务,数据和视图层分离。这样在后期改进和个性化定制时不需要重新编写业务逻辑。网络请求框架采用谷歌自己的框架Volley。Volley是FicusKirpatrick在GooogleI/O2013的一个处理和缓存网络请求的库,能使网络通信更快,更简单,更健壮。Volley提供JSON,图像等的异步下载;网络请求的排序(scheduling);网络请求的优先级处理;缓存,多级别取消请求,和Activity和生命周期的联动(Activity结束时同时取消所有网络请求)。
1.3Android优化方案设计
目前Android平台的应用越来越多,基于Android平台的开发者也越来越多。对于手机平台来说,如何在这么小的平台上流畅的运行一个程序变得越来越重要。其中网络负载请求这块是APP性能优化的一个重要的部分。高性能的APP一般网络数据请求效率也都非常的高,体验自然会得到提升。本文从Android平台移动APP的网络负载请求优化入手,分析和设计一个基于APP网络数据请求模块的架构和优化设计方案。在APP的程序中Application里创建一个全局网络负载请求线程池,用于管理整个APP的网络请求,并进行优先级排序处理。单例模式,保证APP全局只有一个网络请求实例,避免创建过多对象,无法管理,耗费系统资源。网络线程池开辟一块内存空间,里面存放了众多(未死亡)的线程,池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时,从池中取一个,执行完成后线程对象归池,这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销,节省了系统的资源。优先级请求排序策略。设置线程池的核心线程数和最大线程数。所有BlockingQueue都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互:如果运行的线程少于corePoolSize,则Executor始终首选添加新的线程,而不进行排队;如果运行的线程等于或多于corePoolSize,则Executor始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程;如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,除非创建此线程超出maximumPoolSize,在这种情况下,任务将被拒绝。网络请求及时回收,与Activity同生命周期控制。在APP的全局Application里暴露一个添加和关闭回收网络请求的List,用来及时的维护和销毁网络负载请求。这样如果一个Activity停止的时候,同时取消所有或部分未完成的网络请求。这样就做到了多级别取消请求和Activity和生命周期的联动。合理的数据库接口对接设计。在不影响数据库请求效率和负载的前提下,用尽可能的少的接口去为APP提供数据。例如一个APP的界面Activity,尽量用最少的请求获取网络数据。这样少量的网络请求会提升APP稳定性和流畅性。设置网络超时时间和网络请求缓存。对于网络请求如果不设置合理的超时时间,会导致某个请求在服务器没有返回数据的情况下,不停地一直在后台运行,耗费内存,所以设置超时时间会避免这一问题的出现。同时可以根据需要适当设置下网络请求缓存,当重复请求某个接口时在规定的缓存有效时间内,读取网络缓存,可以减少耗费流量和优化速度。设立数据库缓存机制。可以使用内置SQlite进行相应的网络返回的数据进行缓存。优先存储一些固定的信息到数据库,例如用户的永远不会变得信息,如id,性别,出生日期类似的。笼统的说,不变文件的缓存时间是永久,变化文件的缓存时间是最大忍受不变时间。采用缓存,可以进一步大大缓解数据交互的压力,又能提供一定的离线浏览。当然缓存的数据需要更新的也要及时更新缓存。设置图片缓存,并且针对列表ListView或GridView等进行优化。图片处理加载在Android开发中经常会用到,图片加载是一个非常耗费内存的,过大和过多就会造成内存溢出。简单的缓存逻辑就是缓存网络图片到本地文件夹,下次重复加载时判断本地缓存是否有,有的话读取本地缓存,没有就重新获取,加载网络图片也是异步处理。图片处理要考虑多线程,缓存,内存溢出等很多方面。对于一些缩略图和原图显示要处理得当,缩略图显示的地方要讲图片压缩处理合适尺寸。像ListView和GridView这种列表在滚动和停止时要对图片加载进行处理,滚动时停止图片加载工作,停止滚动列表后再进行加载图片数据。这样可以避免滑动中列表卡顿和内存溢出情况。
二、总结
目前智能手机品牌型号繁多,我们无法将所有的产品都纳入到比较试验的范围内,因此需要对参与比较试验的样品进行筛选。样本的选择则应能覆盖相对较高的市场份额。应当选取消费者认知程度较高的品牌参与试验,可以通过消费者问卷调查的方式选取品牌,并参考互联网上的品牌关注度和一些数据调查机构的市场占有率排行,以及京东、淘宝等电子商务网站的产品销量信息以决定每个品牌的备选机型。在样品的获取方面,应模拟普通消费者随机购买,不应接受企业提供的样品或从其他特殊渠道获取样品,比较试验应全程独立于生产商、销售商等利益各方。
2质量要素与权重
产品质量是一个整体性的要素,通常包含了若干个不同的方面,如安全、功能、性能、耐久性等,要获得整个产品的整体质量评价,就需要将尽可能多的质量要素都囊括进测试中。因此,我们通过以下几种方式搜集智能手机产品的质量要素并根据消费者的重视程度确定权重:互联网上对消费者意见的征集;消委会对产品质量问题投诉的统计分析:对电子商务网站上针对各个产品“差评”信息的整理。行业专家建议;
3试验项目
我们采用了主观评价和客观试验相结合的方式来进行试验。客观试验,即采用标准方法或自行设计的试验方法,对手机的某个参数、指标进行检测,例如,手机的耐久性试验中,跌落和防水可以采用标准方法,屏幕耐划痕可以自行设计实验进行检测。但是部分项目无法采用客观测试的方法,例如多媒体功能中的拍照功能,照片的分辨率、色彩还原能力等客观指标固然重要,但测试人员对照片效果进行主观评判得到的结果更加具有说服力,因此我们采用主观对比评价的方式进行打分。我们建立了一只由8名普通消费者和2名专业工程师共10人组成的主观评价团队。为了更好的完成主观评价的内容,我们通过新闻媒体公开征集了8名参与比较试验的消费者,并对参与者进行严格审查和挑选,以确保其公正性。消费者由4男4女组成,年龄最小18岁,最大51岁,涵盖每个年龄段的消费者,消费者代表的职业背景包括了学生、教师、公司白领、私营业主等,覆盖了不同的消费者群体。为了保证比较试验的公正性,我们对参与主观评价的人员进行比较试验前的培训和纪律要求,并将样品的机身和充电器LOGO和厂商信息部分进行覆盖处理,并对样品进行编号,全程“盲检”。
4结果展示
对于消费者来说,实验室本身的测试结果通常是难于理解的,因此,为了使消费者对比较试验结果更易于理解,更好地满足消费者多样性、个性化的选择,实验室的测试数据将按照事先讨论确定的评分规则转化为评级。首先,我们在报告中列出我们进行的所有试验项目,并为每一个项目加上简单的描述,以便使消费者能够认识到,这个项目反映了智能手机哪一方面的质量因素,然后,我们将试验结果转化为个单项项目的分数。报告中同时体现总体评分和单项评分,消费者可以根据评价结果结合自身情况和需求,选择适合自己的产品。
5结论
暖通空调的设计一般是运用在建筑物中,所以在设计暖通空调的方案时应该对建筑物做一个全面的了解。首先就是要了解建筑设计的图纸,找出适合放置暖通空调的位置,其中包括空调机房、水泵房、仪表室等设备的区域。对于建筑物的顶棚、屋面等结构体系也要进行全面的了解,这样在设计暖通空调的架设方案时才能更加科学合理的设计。另外,在进行设计之前,应该对暖通空调在建筑物中使用之后的人流量以及使用年限等具体的数据调查清楚,以此作为参考来设计暖通空调供热系统的负荷设计,同时为暖通空调的系统划分提供有效的参考。
二、提高暖通空调设计的操作性和调节性
暖通空调的方案设计虽是纸上谈兵,所以其可操作性自然受到了人们的关注,随着现代技术的不断发展,暖通空调系统的使用越来越自动化,减少了人力对空调系统的控制,由于人为因素造成的损失也一定程度上得到了避免。自动控制系统实现了对空气调节等的自动控制,使得暖通空调的利用变得更加方便快捷。暖通空调系统的自动化控制是通过DDC控制、继电器控制和PLC控制这三种方式来实现的。这也是大型建筑物中暖通空调设计的要求,虽然很大程度上增加了设计的费用,对设计水平也提出了更高的要求。为了保证暖通空调在运行的时候可以拥有更好的调节性,对暖通空调融通量的设计就提出了更精确的要求,可以随着外界天气的变化,也就是外界负荷的变化,其内部进行调节[1]。
三、增强暖通空调设计方案的可行性
为了使暖通空调系统的设计可以满足人们的需求,适应建筑物本身的使用要求,暖通空调的设计不但要考虑到建筑本身的环境,还应该考虑供水、供电以及供热等多方面的因素,考虑到在不同的时间段内,所有供求的关系也是在不断变化的,这样才能保证暖通空调在长时间的运行当中都能够稳定的运行。
四、加强暖通空调设计的安全性、经济性
暖通空调的安全性应该是每一个空调系统设计者最需要重视的问题。为了使暖通空调系统在长时间的运行下都能够具有较高的安全性,所以在设计的时候要保证空调系统对空气的过滤以及净化能力,提高空调系统的自行排风能力,保证人们能够在一个空气质量得到保证的环境下进行生活工作。为了进一步加强空气的质量,应该在空调系统中很容易滋生细菌的部位采取有效的排水或者消毒措施[2]。为了控制系统的成本,在进行设计时应该同时考虑到系统设备的损耗、施工过程的支出,对于不同的设计方案应该进行全方位的经济对比,综合考虑不同季节空调系统的经济性,选出最经济但同时质量又比较高的设计方案。
五、暖通空调绿色节能设计
暖通空调的绿色设计就是指设计的暖通空调在公共建筑的使用过程中在给人们创造舒适的生活环境的同时还应该最大程度的减少对环境的污染以及对能源的消耗,使得人们与环境可以和谐发展。在暖通空调绿色设计的过程中空调的设计风格、设计形式以及设计参数都会对建筑的节能效果造成直接的影响。为了实现绿色设计减少能源的消耗,首先在选择系统和设备的时候就应该选择节能型的,这也是减少能源消耗的最直接的手段。对于系统产生的废热或者余热也要充分利用起来。对于房间内的暖通空调,可以使用既可以增加舒适性、调节起来又方便的空调末端。在对系统的参数进行设计的时候,要使空调的总耗能比我国批准的节能标准规定值的80%要低[3]。与新能源相结合也是一个很好的发展方向,利用低品位的能源来实现对室内的供暖,使能源具有更高的使用效率。
捞刀河综合治理方案,该段河道位于星沙新城区的规划范围内,河道堤防洪水设计标准为100年一遇,因此,拟建拦河构筑物行洪标准为100年一遇,相应设计流量4 326.7m3/s。
2蓄水
从对农田排水、河道供水、河道水质等多方面综合分析不同水位的影响,本次设计选取两种蓄水位,即32m及33m分别进行分析论证。农田排水:设计蓄水位抬升至32m及33m时,上游三合垸将增加受涝面积1.18km2,增加排渍面积共6.41km2,通过新建排水箱涵和排涝泵站,可使建成区治涝标准达到2年一遇,使非建成区农村达到10年一遇1d暴雨1d排至地面无积水的排水标准。河道供水:经计算,水渡河~赤石河坝段的水位容积曲线如下表1所示,水渡河坝现状正常蓄水位30.5m,相应库容为338.3万m3。如水位抬高到32m,增加库容220.4万m3;水位抬高到33m,增加库容442.2万m3。另外,星沙水厂的取水口位于捞刀河支流雅河,水位抬高到32m雅河增加调蓄库容48万m3,水位抬高到33m雅河库容增加80万m3。通过抬高水渡河坝,可以达到提高星沙水厂供水保证率的目的。 河道水质:由表2,蓄水水位分别为32m和33m时,雅河对应的交换频率分别为0.31和0.27d/次,即交换一次分别需要7h和6h。抬高水位后,通过控制雅河的进出水闸门,干流上游来水通过自流进入雅河,较大地提高了星沙自来水厂前池(雅河)的交换频率。 通过上述分析比较,确定水渡河河坝蓄水位为33m。
3闸址
比选本工程选址,主要从施工、对环境影响、经济性这几个方面来考虑,共选择了4个闸址进行方案比较。方案一:水渡河橡胶坝原址重建。利用雅河导流,不需要征地;建闸后蓄水位抬高,不利于星沙水厂雅河水体交换;三合垸雨水引排箱涵最长达2 500m,单项工程费用最大;工程造价约11 442万元。方案二:在雅河进出口之间异地新建。河道开阔,主槽右岸为滩地,本水闸施工期导流渠布置在堤防内滩地上,不需要征地;新建水闸蓄水位抬高后,有利于星沙水厂雅河段水体交换;工程造价约9 800万元。方案三:雅河入口与松雅湖取水口之间异地新建。施工导流明渠布置在右岸大堤外空地上,需开挖导流渠,填筑导流堤。需临时征地6.8万m2;不利于星沙雅河水体交换,向星沙水厂输水,另建1 000m输水箱涵,费用较大。工程造价约11 338万元。方案四:改造赤石河坝。该坝址不利于星沙雅河水体交换,向星沙水厂、松雅湖输水,需建10km输水箱涵,自流困难,工程复杂,投资巨大;赤石河坝控制流域面积小,难以同时满足星沙水厂和松雅湖需水量。综合考虑上述因素,方案二在施工导流、经济性方面占优势,并且能够促进雅河水体交换,提高星沙自来水厂的水质,故选择方案二为推荐方案,既新坝址选在雅河进出口之间。
4闸型
比选本工程水闸底板高程24.5m,闸门挡水高程33m,闸门高8.5m,100年一遇洪水位39.33m,从防洪、景观、运行维护的角度,几种闸型进行了分析比较,综合确定闸型。由表3比选结果,选择升卧式平面钢闸门+固定卷扬机作为本工程的闸型。
5布置方案
比选本工程提出两种方案:方案一:水闸+溢流堰。闸室横向轴线与河道水流方向正交,结合地形,在河道主槽新建闸室,保留右岸滩地且新建溢流堰。方案二:船闸+水闸+溢流堰。在方案一的基础上,右岸增设一孔船闸,其余布置同方案一。现状捞刀河由于水渡河橡胶坝,不具备航运能力。新水渡河闸竣工后,拆除橡胶坝,若在新的水渡河闸上加设船闸,可使捞刀河河口至赤石河坝20km的航道全线贯通。但新水渡河闸上游为星沙自来水厂取水的水源保护区,船只通航后可能会对水体造成污染。因此,将方案一作为推荐方案。
6结构形式比选
6.1水闸孔数的确定
闸址处河道主槽宽128m,河道主槽右岸有160m宽滩地,结合现状地形,闸室总净宽为96m,与河道主槽宽度的比值为0.75。为优化工程调度方案,较少拦河闸启闭的频率,利用小洪水冲砂,水闸布置采取大小闸结合的方式,即较大宽度的泄洪闸与较小宽度的冲砂闸结合布置。根据水闸地勘成果,闸底板坐落在岩基上,故闸室的单块长度不超过20m,初步拟定泄洪闸单孔净宽为16m,冲砂闸单孔净宽为8m,对称布置。根据《水闸设计规范》(SL265-2001),当闸孔数少于8孔,宜采用单数孔,当闸孔数超过8孔时,也可采用双数孔。泄洪闸设计初拟5孔、7孔、9孔、10孔4种孔数方案进行比选。通过表4的比选结果,方案一投资最省,因此水闸闸孔采用泄洪闸5孔,每孔净宽16m;冲沙闸2孔,每孔净宽8m,布置采用1孔泄洪闸+1孔冲沙闸+3孔泄洪闸+1孔冲沙闸+1孔泄洪闸的形式。
6.2分缝形式的确定
水闸闸型采用开敞式,平底板布置。闸室总净宽96m,共设闸门7孔,其中冲沙闸2孔,单孔净宽8m,泄洪闸5孔,单孔净宽16m。考虑水闸底板坐落在岩基上,故闸室的分缝长度不宜超过20m,为合理选择水闸分缝位置,提出两种方案进行比选。方案一:永久缝设在闸墩上,闸墩与底板固结在一起形成Π型结构,水闸的中墩均为缝墩,每一孔闸作为独立整体,边墩厚2.0m,各缝墩厚度均为1.70m,计入逢宽20mm,拦河闸总长度120.52m。方案二:永久缝设在每孔闸闸底板中间,闸墩与底板形成T或L型结构,边墩厚1.8m,中墩厚为2.2m,拦河闸总长度112.8m。通过表5的比选结果,方案二较方案一节省投资453.3万元。拟建闸基坐落在强风化砾岩上,下部为弱风化砾岩,地基承载力较好,各闸块基底弹性模量相近、地基沉降量相同。因此选择方案二布置水闸顺水流向永久缝,永久缝设在每孔闸闸底板中间,闸墩与底板形成“T”或“L”型结构。
7水闸总体布置
水闸工程顺水流方形总长144.58m,自上而下为上游连接段20m民,上游铺盖段15m,闸室段21m,下游消力池段38.5m,下游铺盖段10m,下游海漫段40m。闸室由5孔泄洪闸和2孔冲砂闸组成,总净宽96m。结合现状地形,闸底板高程26m。闸室右岸溢流堰宽160m。闸门采用下游升卧式钢闸门,下游侧闸墩顶高程主要由闸门开启过洪时闸门不脱槽来确定,闸址处捞刀河100年一遇水位为39.33m,为防止漂浮物撞击,闸门开启后闸门底缘或桥板底缘与洪水位净空高取1.5m,取拟闸门开启后底缘高程为41m,闸墩顶面高程为42.5m。为了减小工程量,上游侧闸墩顶高程用正常蓄水位33m加波浪计算高度0.42m与相应安全超高0.5m确定,计算为33.92m,取上游侧闸墩顶高程为34.0m。
8结语
1.1清洁生产方案
(1)清洁生产方案
一是由若干个无/低费方案和中/高费方案构成,前者是指可迅速采取措施进行解决、无需投资或投资很少、容易在短期(如审计期间)内见效的清洁生产措施和方案,后者多指技改投资或实施周期跨度相对较大的清洁生产措施和方案;二是无/低费方案和中/高费方案的实际产生机制,有时并不尽相同。
(2)清洁生产方案产生通则
一是《清洁生产审核暂行办法》(2004年)第十三条明确:对物料流失、资源浪费、污染物产生和排放进行分析,提出清洁生产实施方案;二是《上海市重点企业清洁生产审核报告及验收工作报告编制格式要求(试行)》(2013年)要求:明确清洁生产方案的产生过程与企业通过清洁生产审核所建立的产生方案的内部机制。
(3)清洁生产方案产生过程
包括方案产生范围、方案征集对象和方案采集路径等。
①方案产生范围,主要从原辅材料和能源、技术工艺、设备、过程控制、产品、管理、员工和废物等8个方面产生清洁生产方案。
②方案征集对象,包括被审核企业全体员工、行业专家及清洁生产审核人员。
③方案采集路径,一是企业员工以合理化建议形式提出清洁生产方案,其特点是广种薄收且多为无费或低费;二是根据物料平衡测试分析,产生针对性且绩效突出的清洁生产方案;三是收集并类比国内外同行业先进技术,产生既具有前瞻性又满足可操作性的清洁生产方案;四是组织行业专家以技术咨询形式产生清洁生产方案,其特点是创造性、新颖性和风险性并举。是清洁生产方案产生过程及其主次路径示意。
1.2碳纤维清洁生产方案设计讨论
(1)碳纤维行业的现状
我国碳纤维行业经过长期的自主研发,打破了国外技术装备的封锁,千吨级工业化装置关键技术取得突破,产业化步伐逐步加快。目前主要存在技术创新能力弱、工艺装备不完善、产品性能不稳定、生产成本高、低水平重复建设、高端品种产业化水平低、标准化建设滞后、下游应用开发严重不足等诸多问题。《加快推进碳纤维行业发展行动计划》(2013年)提出:着力突破关键共性技术和装备,发展高性能碳纤维产品;着力加强现有生产工艺装置的技术改造,实现高质量和低成本稳定生产;着力培育碳纤维及其复合材料下游市场,促进上下游协调发展;着力推进联合重组,不断提高碳纤维产业集中度。构建技术先进、结构合理、上下游协调、军民融合发展的碳纤维产业体系。
(2)碳纤维行业清洁生产及其审核的特点
一是碳纤维行业推广清洁生产具有积极作用,因为碳纤维的加工制造过程,决定其能源消耗和废气排放都是大量的,即1kg原丝经历预氧化、低温碳化和高温碳化处理后,固态纤维仅剩余49.6%(质量分数),其间有质量分数50.4%的份额转变为气态废气(见表1);二是碳纤维行业的清洁生产正处于起步阶段,由生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标、废物综合利用指标和环境管理要求指标等内容,以及碳纤维清洁生产水平评价体系尚待完善;三是目前整个碳纤维行业的技术装备及其制造过程,在国内外都属于高度商业机密范畴,这既给清洁生产标准或清洁生产指标体系的制定带来一定的难度,也相对制约了清洁生产审核的实施,乃至清洁生产方案的产生和实施。
(3)碳纤维清洁生产方案设计讨论
首先,受前述特殊性影响,尤其是技术装备和制造过程的保密性,不仅缩小了方案的征集对象、范围,而且限制了方案的采集路径。倘若沿用其他行业清洁生产方案产生的模式,显然不足以支撑碳纤维清洁生产方案的产生。因此,有关碳纤维清洁生产方案产生的征集对象、范围和路径,应当在现有模式基础上有所调整和扩展。其次,诸如征集对象、范围和路径的调整和扩展,应当既符合国家碳纤维产业和清洁生产政策,也应当适用市场经济机制。研究认为,涉及碳纤维加工制造的科技文献和公开专利,属于这种调整和扩展的途径之一,其理由包括:
①文献和专利的作者、发明人或申请(授权)人,可以归结为行业专家的范畴。因此,这类人员应当属于征集对象、范围和采集路径的调整和扩展;
②文献和专利也是当今碳纤维加工制造先进性的一种表征形式,一定程度上体现了未来碳纤维行业创新发展的一种趋势,因此,文献与专利属于类似清洁生产标准、清洁生产指标体系或者国内外同行业先进技术的调整和扩展。当然,基于公开专利的调整和扩展,还要考虑知识产权因素。
2方案设计
2.1无/低费清洁生产方案举例
以优化生产工艺、改善上浆效果和改进检测方法为例,研究无/低费清洁生产方案设计,符合其无需投资或投资很少、容易在短期内见效的特征。
2.1.1优化生产工艺
(1)采用新的牵伸方法
在聚丙烯腈基纤维原丝生产中,经上油之后,无需经干燥致密化,直接进入干燥-牵伸,然后进行热定型。该清洁生产方案在保证原丝品质和性能的前提下,既可缩短和简化工艺流程,又可降低生产成本。
(2)减少碳纤维预氧化毛丝产生
首先取聚丙烯腈基碳纤维原丝,用纯水浸渍,浸至原丝的含水量为5%~15%(质量分数),或者用环氧乙烷改性硅油乳液或氨改性硅油乳液浸渍,浸至原丝的含水量为5%~15%(质量分数),油剂附着量为0.4%~1.2%(质量分数);其次对浸渍处理的原丝进行定型处理。
2.1.2改善上浆效果
(1)变更上浆形式
早期工业化生产的研究成果表明,单一的上浆(上油)形式,包括辊筒上浆(油轮毛毡)法、喷雾喷淋法和辊筒浸渍法等,以浸渍法上浆效果为优。然而,采用多重组合上浆形式,在弥补类似表2上浆(上油)偏差的同时,通过技术装备(单元)的辅助功能再现,可省去辊筒浸渍法单元设备,如多道喷雾喷淋法。
(2)变更上浆乳液品种
高性能碳纤维及原丝所用油剂(或上浆剂)多为硅系,为提高油剂耐热性、亲水性和成膜性,通常需要对硅油进行复配改性。变更上浆乳液品种,可以提升油剂(或上浆剂)对具体技术装备的专用性;同时,考虑替换的成本差值,将此类方案归于无/低费清洁生产方案。
2.1.3改进检测方法
针对高温分解法、溶剂抽提法、碱减量处理法和超声波测定法等不同碳纤维上浆剂含量检测方法存在的缺陷,结合碳纤维表面上浆工艺技术,对在线取样及水分溶剂干燥等清洁生产新方法加以改进。该方案具有检测准确、操作简便性、能源及溶剂消耗少和无废弃物减排等特点。
2.2中/高费清洁
生产方案举例以聚丙烯腈基碳纤维表面处理技术单元、高温废气处理为例,研究中/高费清洁生产方案设计,体现其技改投资、实施周期跨度相对较大的特征。
2.2.1表面处理技术单元
为了提升最终碳纤维产品的实用性,满足后期复合化和深入加工需求,经碳化处理的碳纤维丝束都要经过表面处理,主要有阳极电解氧化、臭氧氧化、气相氧化、气液双效等方法。基于专利申请的统计结果表明,2008—2010年期间的11个碳纤维表面处理专利申请中,约有一半的发明因各种原因未能被授权;2008—2013年期间专利申请中,有关液相表面处理方法与气相表面处理方法之比为12∶2。当碳纤维表面处理采用液相氧化法时,需要经过水洗以去除附着在碳纤维丝束表面的电解质。就节约水资源和简化工序操作而言,碳纤维气相氧化法表面处理技术的清洁生产方案更加值得关注。
2.2.2高温废气处理
通常采用吸收法、吸附法以及燃烧法处理碳纤维预氧化和碳化中产生的大量废气。吸收法工艺简单、成本低、技术比较成熟,但其处理效率低、治理不彻底,在工业化生产中容易造成二次污染;吸附法采用的吸附剂虽具有较高吸附能力,但受吸附容量的限制,须频繁更换吸附剂,且生产成本高;催化燃烧法治理碳纤维氢氰酸废气,氢氰酸转化率高,治理效果好,二次污染少,但是管理和运作成本很高;直接燃烧法操作简单,但能源综合利用效率低,且排放大量二氧化碳气体。高温废气处理的中/高费清洁生产方案,包括:
(1)烟气管道辅助加热保温。由表1可知,在低温碳化炉43.3%的失重物质中,有不少以焦油的形式排出;随着高温废气物的降温,焦油废气会在排气管道内稠化;清洁生产方案的设计要点是管道外壁增加辅助加热,以保证管道内废气温度在630~650℃,避免焦油在管道内壁的稠化凝结。
(2)直接燃烧法高温尾气热能回收。即通过换热器对850℃的高温尾气进行热能回收,再利用途径包括:一是预热焚烧炉新鲜空气;二是辅助加热烟气管道。
3结语
(1)碳纤维行业清洁
生产正处于起步阶段,诸如生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标、废物综合利用指标和环境管理要求指标等要素内容,以及碳纤维清洁生产水平评价体系尚待完善。
(2)整个碳纤维行业技术
作者:陈晓宇 邵国琴 单位:机械工业第三设计研究院
桥型方案分析根据前述设计条件,跨越黄河的主桥孔跨布置可采用单跨、双跨、三跨或者四跨布置。结合通航条件及水中墩的布设,主跨跨径在70m~150m,这样满足功能、景观要求且结构合理的桥型方案主要有拱桥、悬索桥、斜拉桥、桁架桥和连续梁桥等。和两岸大尺度的空间环境和以及林立的高层建筑群相比,桥位处300m左右的黄河河道并不显得宽阔和突出,方案设计的重点应表现桥梁对两岸的连接以及这一连接过程的丰富表现。下面结合具体桥型展开设计构思。对于悬索桥、斜拉桥而言,由于桥位处黄河河道宽度有限,即便是不考虑经济因素,采用较大跨度一跨过河的方案,也很难有高大的桥塔和舒展的索面布置,很难表现出良好的景观效果。另外,对于距离相对较远的其他视点场,悬索桥和斜拉桥的缆索系统将不再醒目,剩下的只有塔柱和梁的侧面被关注,梁与塔由于没有缆索的连接而显的突兀。综合以上分析可以认为,斜拉桥和悬索桥在此不是一个合适的选择。拱桥也存在和上述斜拉桥、悬索桥方案类似的问题,一方面会对北岸的背景环境造成一定的干涉,另一方面,由于桥位下游不远的雁滩桥已经以其鲜艳的拱式造型给人以深刻印象,因此同在视域范围内的中心滩桥为避免桥型雷同、不宜再选择拱桥方案。桁架桥和梁桥强调水平方向的连续,强调两岸的连接,不会对背景环境造成影响,和上下游已建的中立桥和雁滩桥桥型也不冲突,是比较适合的桥型。但传统的梁桥和桁架桥由于景观效果一般,中心滩桥若采用此类桥型,需结合功能需求,注重景观效果的大幅提升。从交通需求的角度看,本次桥梁方案需同时考虑两岸滨河交通的沟通需求以及较大区域范围内中远距离快速交通过河的需求,需要同时关注通航净空、泄洪要求以及城市桥梁慢行交通系统对纵坡等诸多功能的需求。为了满足以上交通需求,往往需要设置众多的匝道和具有相当高度的梯坡道,这样的设计,不仅总的投资和占地规模大而且慢行交通系统过桥也不方便。基于以上考虑,本次方案设计经过多次优化,提出了双层桥的构思,用上层桥面配合引桥满足中远距离快速交通的过河要求,用下层桥面配合两岸滨河路完成近端机动车、非机动车和人行交通的过江要求,很好的解决了上述相关问题和矛盾。从双层桥的角度,桁架桥是比较理想的桥型。本次方案设计针对桁架桥的特点,集中精力,进行了深入的景观研究和造型优化,推出双层钢桁架连续梁方案作为唯一推荐方案,桥梁总体布置根据规划的黄河大桥桥位,结合本次方案研究的结果,工程范围北起B407#路,南至S612#路,全长1054.48m。高架层起迄里程为k0+073.21~k0+937.21,全长864m,其中在k0+405~k0+745段布设主桥,两端为引桥和引道工程。上层桥在起终点处分别与B407#路、S612#路平面交叉,中间相继跨越北滨河路、B403#路、黄河、南滨河路。下层桥及道路分别与B407#路、北滨河路、B403#路、南滨河路、S612#路平面交叉,在B403#路、南滨河路之间位于主桥下层跨越黄河。除主线工程与北滨河路、B403#路、南滨河路采取分离式立交外,其余均为平面交叉。平面设计平面设计原则(1)线形设计必须满足相应道路设计车速的规范要求。(2)线形设计流畅、避免不良线形组合,确保行车安全舒适。(3)主线线形服从路网总体规划要求,保证主线交通的连续性。(4)交通流量大的主要交通流向尽可能采取较高的线形标准,次要交通流向可采取较低的线形标准。(5)在对工程量影响不大的情况下,尽可能采取较高的线形设计标准,以提高整体交通运行质量。
平面设计依据方案征集业主方所提供的桥位规划资料进行桥梁线位的布线。中心滩黄河大桥桥位横跨南北两岸,北岸与B438-1#路相接,南岸与S623#路相接。全线在靠近南岸处设置一个平曲线,平曲线半径为260m,并按规范要求设置了缓和曲线。与双层桥桥梁方案相对应,本次桥梁平面线位设计包括上层桥梁、下层桥梁及地面道路系统的线位设计,其平面线型指标体采用情况纵断面设计桥梁纵断面设计原则(1)线形设计必须满足相应道路设计车速的规范要求,保证车辆行驶安全、舒适。(2)服从城市总体规划,满足道路和铁路通行净空要求及区域排水、防洪要求。(3)处理好与周边路网中现状道路及规划道路的高程衔接。(4)在满足上述各项要求的前提下尽量与地形相结合,减少填挖方工程量,争取填挖方平衡,并尽量减少桥梁长度,减少工程投资。.2桥梁纵断面设计桥梁纵断面设计的主要控制因素有北滨河路路面标高、B403#路路面标高、黄河通航水位及通航净空要求、南滨河路路面标高等,沿线控制标高分析如下:(1)北滨河路交叉口标高:现状标高为1515.7m,桥梁上跨北滨河路,需考虑北滨河路通行净空的要求。(2)B403#路交叉口标高:现状标高为1515.1m,上层桥梁上跨B403#路,需满足B403#路通行净空的要求。(3)通航孔标高:黄河在桥址段规划为Ⅴ级航道,通过对河道水文情况的分析,桥址处最高通航水位为1512.70m(对应流量4700m3/s),通航净空依据规范并结合现状取8.0m,即通航处梁底标高控制为不低于1520.7m。(4)南滨河路交叉口标高:现状标高为1516.1m,上层桥梁上跨南滨河路,需满足南滨河路通行净空的要求。横断面布置原则(1)车道宽度和分车带宽度必须满足相应道路设计车速的规范要求,保证车辆行驶安全、舒适。(2)主线上层桥四车道按单方向设置一条大型汽车道和一条小型汽车专用道考虑;主线下层桥两车道按双向布两条小车道和非机动车道考虑,并在车行道两侧布设人行道。(3)道路横断面布置应服从规划,与规划道路等级及红线宽度相匹配,并尽可能结合现状道路,以便缩小改造工程范围,降低投资。道路横断面设计根据规划,并结合现状道路,按照上述设计原则确定各道路横断面布置如下:(1)主线桥梁为双层桥结构布置形式,上层桥梁宽度为19m,下层桥梁宽度为14m,其断面布置为:上层桥:0.5m(护栏)+1.0m+(检修道)16m(车行道)+1.0m(检修道)+0.5m(护栏)=19m。下层桥:2.5m+(人行道)9m(车行道)+2.5m(人行道)=14m。(2)现状北滨河路为两块板布置形式,道路宽度30m,双向四车道,其断面组成为3m(人行道)+10.5m(车行道)+3m(中央分隔带)+10.5m(车行道)+3m(人行道)=30m。(3)现状B403#路为一块板布置形式,如图4所示,道路宽度15m,双向两车道,其断面组成为3m(人行道)+9.0m(车行道)+3m(人行道)=15m。(4)现状南滨河路为两块板布置形式,如图5所示,道路宽度32m,双向四车道,其断面组成为3m(人行道)+11.5m(车行道)+3m(中央分隔带)+11.5m(车行道)+3m(人行道)=32m。(5)规划S436#路中央布置高架桥梁,两侧布设地面道路系统,(6)依据方案征集所提条件,对B438-1#路进行拓宽改建,拓宽后的道路中央布置高架桥梁,两侧布设地面道路系统。(7)规划S623#路中央布置高架桥梁,两侧布设地面道路系统。
从完善国家及区域路网结构,全面促进国家及地区协调快速发展,加快皖西南地区社会经济综合发展速度,早日融入长三角洲地区,全面提升周边区域经济等方面考虑,起着积极作用。
2毛集枢纽互通立交互通区主要技术标准
2.1主线
公路等级:全封闭、全立交、双向四车道高速公路;设计速度:120公里/小时;路基宽27m,路面宽22.5m;设计荷载:公路—I级。
2.2相交道路
(合淮阜高速)公路等级:全封闭、全立交、双向四车道高速公路;设计速度:120公里/小时;路基宽28m,路面宽23.5m;设计荷载:公路-I级。
3毛集枢纽互通立交转弯交通量分析
根据交通量预测,主要交通流为永城合肥方向、祁门阜阳方向;次交通流为永城合肥、祁门合肥。
4毛集枢纽互通立交互通区控制因素影响
该互通立交布局的主要因素:合淮阜高速淮河大桥(距主线距离约1130m)、焦岗湖服务区(距主线距离约600m)、50万伏高压线、村庄、焦岗湖规划大堤、100兆太阳能光伏电厂等。
5毛集枢纽互通立交互通方案布局选型
由于受上述各种因素影响,同时考虑互通区相交道路的平纵指标,主线与合淮阜高速交叉处只能位于合淮阜高速的焦岗湖服务区与淮河特大桥之间,但该区域村庄密集,同时焦岗湖服务区与淮河特大桥间的间距又较小(1700m),因此该互通的布局选型存在较大的局限性。下面就互通的远景转弯交通量、工程造价、安全性及社会影响等方面,拟定三个互通方案进行比较。
5.1方案设计一
采用对称的部分苜蓿叶+定向匝道方案,主线及相关匝道与合淮阜高速交叉方式,采用上跨合淮阜高速。互通布设较紧促,匝道布设符合主转弯交通流向,安全性好;但互通与服务区之间无法设置辅助车道或集散车道相连,需改移服务区,社会影响差,工程总体规模巨大。
5.2方案设计二
采用变异苜蓿叶方案,主线及相关匝道与合淮阜高速交叉方式,采用上跨合淮阜高速。由于合肥祁门及阜阳祁门方向匝道分流点距服务区分合流点较近,互通与服务区之间需设置贯穿的集散车道做一体化设计。该方案基本满足主交通流需求,两条高速间的交通转换主要通过集散车道转换,对合淮阜的主线交通干扰小;但互通平面指标相对较低,交通组织较复杂,安全性较差,需对焦岗湖服务区匝道进行改造,拆迁量大,社会影响较差,施工期对服务区及合淮阜高速的运营有干扰,工程造价高。
5.3方案设计三
采用双“Y”型方案,互通布设于东南象限,主线及相关匝道与合淮阜高速交叉方式,采用上跨合淮阜高速。该方案祁门阜阳及阜阳祁门方向匝道分流点距服务区的分合流点距离较长,互通与服务区之间设置辅助车道贯通。该方案互通平面指标较高,对合淮阜的主线交通流及服务区干扰小,安全性较好,拆迁量小,社会影响较小,工程造价低;但互通匝道主交通流存在一定绕行。
5.4比选结论
方案三虽然主交通流存在绕行、合淮阜主线驶入服务区车辆与纵三汇入车辆存在交织,但互通远景各转弯交通量较小,同时互通区的匝道平面指标较好,对合淮阜的改造里程短,工程规模及拆迁小,社会影响小,施工期对合淮阜高速及焦岗湖服务运营影响小,安全性好,因此综合考虑方案设计三比较合适。
6结语
关键词:单片机DSPMCBSPHPI
将DSP和单片机构成双CPU处理器平台,可以充分利用DSP对大容量数据和复杂算法的处理能力,以及单片机接口的控制能力。而DSP与单片机之间快速正确的通信是构建双CPU处理器的关键问题。下面就此问题分别设计串行SCI、SPI和并行HPI三种连接方式。
1串行通信设计与实现
11SCI串行通信设计
1.1.1多通道缓冲串行口McBSP原理
TMS320VC5402(简称VC5402)提供了2个支持高速、全双工、带缓冲、多种数据格式等优点的多通道缓冲串行口McBSP。MCESP分为数据通路和控制通路。①数据通路负责完成数据的收发。CPU或DMAC能够向数据发送寄存器DXR写入数据,DXR中的数据通过发送移位寄存器XSR输出到DX引脚。DR引脚接收数据到接收移位寄存器RSR,再复制到接收缓冲寄存器RBR,最后复制到数据接收寄存器DRR。这两种数据多级缓冲方式使得数据搬移和片外数据通信能够同时进行。②控制通路负责内部时钟产生,帧同步信号产生,信号控制和多通道选择。另外.还具有向CPU发送中断信号和向DMAC发送同步事件的功能。MCBSP时钟和帧同步信号通过CLKR、CLKX、FXR、FSX引脚进行控制,接收器和发送器可以相互独立地选择外部时钟和帧同步信号,也可以选择由内部采样率发生器产生时钟和帧同步信号。帧同步脉冲有效表示传输的开始。
1.1.2SCI串行接口设计
设置VC5402的McRSP输出时钟和帧同步信号由内部采样率发生器产生,内部数据时钟CLKG和帧同步信号FSG驱动发送时钟CLKX和帧同步FSX(CLKXM=l,FSXM=l,FSGM=1),输入时钟也由内部采样率发生器产生,内部数据时钟CLKG驱动接收时钟CLKR(CLKRM=1),同时由CPU时钟驱动采样率发生器(CLKSM=1)。考虑到AT89C51(简称C51)串口发送数据帧中第l位为起始位,因此可以利用该位驱动输入帧同步信号FSR,同时要置忽略帧同步信号标志为1。其中FSG帧同步脉冲宽度=(FWID+1)·CLKG;FSG帧同步脉冲周期=(FPER+1)·CLKG;采样率发生器分频系数(采样率=波特率)=FIN/(CLKGDV+1)。
SCI串口连接如图l所示。
1.1.3波特率不一致的处理
VC5402初始化(以图1为例):
STM#SRGRl,SPSAl
STM#ooFEH,SPSDl;FSG帧同步脉冲宽度位为1个CLKG
;波特率为100MHz/(0X(OFF)=392156b/s
STM#SRGR2,SPSAl
STM#3D00H,SPSDl;内部采样率发生器时钟由CPU驱动
C51初始化:
MOVTMOD,#20H
MOVTLl,#FFH
MOVTHl,#FFH;C51波特率=(2SMOD/32)*(fosc/12)[1/(256一初值)]一24509b/s
MOVSCON,#50H;置串口方式l,每一帧10位数据.允许接收
MOVPCON,#80H;设置SMOD=1
VC5402波特率/C51波特率=(392156/24509)=16.00049
VC5402每发送16位数据,C51只采样1位数据。在VC5402存储器中开辟一个空间对每次发送的8位数据进行扩展,1位扩为16位,0为0000H,l为FFFFH,共扩为128位。在数据头部填加16位起始位0000H,数据尾部填加停止位FFFFH。在VC5402发送控制寄存器XCR中设置XWDLEN=000(1字含8位),即可将要发送的8位数据封装成1帧10字的数据。这也符合C51串口1方式下1帧10位的数据格式。C51以1/16的VC5402采样速率接收数据,0000H采样为0,FFFFH采样为1,由此可以将接收到的200位恢复为8位数据,停止位进入RB8。
C51每发送1位数据,VC5402要采样为16位数据。C51一次发送的10位数据的起始位触发VC5402的接收帧同步。由于VC5402以16倍C51的采样速率接收数据,1位采样为16位,0采样为0000H,1采样为FFFFH.只采样发送来的10位中的前9位,9位封装成144位,即接收的1帧数据完成。VC5402将收到的144位数据在开辟的存储器空间存放,抛弃前16位,在剩下的128位里分成8组,每组16位。比较其中间的8位,若有4位以上为1,则该16位为1,反之则为0。由此将接收到的144位恢复为8位数据。
为了不让CPU频繁地被数据接收和发送打断,将DMA和MCBSP联合使用来控制数据的接收和发送。RRDY直接驱动MCBSP向DMAC接收数据事件(REVENT事件),XRDY直接驱动MCBSP向DMAC发送数据事件(XEVENT事件)。
SCI通信协议如图2所示
1.2SPI串行通信设计
将C51置为主机,VC5402为从机。McBSP的时钟停止模式(CLKSTP=1X)兼容SPI模式,接收部分和发送部分内部同步。McBSP可以作为SPI的从机或主机。发送时钟BCLKX作为SPI协议的移位时钟SCK使用,发送帧同步信号BFSX作为从机使能信号nSS使用,接收时钟BCLKR和接收帧同步信号BFSR不使用。它们在内部分别与BCLKX和BFSX直接连接。BDX作为MISO,而BDR作为MOSI,发送和接收具有相同字长。
C51中的并口P1.1和P1.2作为扩展串行SPI输人输出口与VC5402连接,P1.0作为串行时钟输出口,P1.3作为帧同步信号输出口_。
SPI串口连接如图3所示。
VC5402初始化程序(以图3为例):
STM#SPCRll,SPSAl;设置时钟停止位进入MCBSP的SPI模式
STM#0X1000,SPSDl;时钟开始于上升沿(无延迟)
STM#SPCRl2,SPSAl
STM#0X0040,SPSDl;XINT由XRDY(即字尾)驱动
STM#PCRl,SPSAl
STM#0X000C,SPSDl;对发送和接收时钟,同步帧进行设置
STM#RCRll.SPSAl
STM#0X0000,SPSDl;接收数据l帧1字.1字8位
STM#XCRll,SPSAl
STM#0X0000,SPSDl;;发送数据1帧1字.1字8位;
P1.0发送到VC5402的移位时钟是保证DSP正确采样接收和发送数据的时钟。它要保证和C51的采样接收和发送数据的时钟一致.才能使主从机同步。
2并行通信设计与实现
2.1VC5402的HPI接口原理
HPI一8是一个8位(HD0~HD7)的连接DSP与主机设备或主处理器的并行接口。DSP与主机通过DSP的片内RAM交换数据,整个片内RAM都可以作为HPI一8的存储器。HPIA地址寄存器只能由主机直接访问,存放当前寻址的存储器的地址;HPID数据锁存器只能由主机直接访问,存放当前要写入或读出的数据;HPIC控制寄存器可以被主机和VC5402共同访问。HPI本身的硬件中断逻辑可以完成主从设备之间的握手,主机通过置HPIC中的特定位产生DSP中断,同样DSP通过nHINT引脚对主机产生中断。HRDY引脚用于自动调节主机访问HPI的速度,使慢速外部主机与DSP能很好地匹配。HRDY由HCS使能,即当HCS为高时HRDY一直为高,而当EMUl/nOFF为低时,HDRY输出高阻。
HPI连接如图4所示。
2.2并行接口设计
将C51置为主机,VC5402置为从机。C51的PO口和HPI的8位数据线HD0~HD7相连作为数据传输通道,P1.0~P1.3设置为输出控制HPI口的操作。其中P1.0作为读写控制选通信号连接HR/W;P1.1连接字节识别信号HBIL,控制读写数据是属于16位字的第1还是第2字节;P1.2和P1.3分别连接HCNTL0和HCNTLl,以实现对HPIC、HPIA和HPID寄存器的访问;nRD和nWR连接nHDSl和nHDS2作为数据选通信号来锁存有效的HCNTLO/1、HBIL和HR/W信号。nINTl作为输入,与HPI口的主机中断信号nHINT相连。nHCS一直接地,而nHAS口和ALE口相连接,在HCNTL0/I、HBIL和HR/W信号有效之后,设置nHDSl为低电平,则实现了读写的数据选通,从而完成C51对VC5402HPI口的读写操作。在数据交换过程中,C51向HPI发送数据时,通过置VC5402的HPI控制寄存器HPIC中的DSPINT位为l来中断VC5402。C51接收来自HPI的数据时通过查询方式,当VC5402DSP准备发送数据时,置nHINT信号为低;C51查询到nlNTl为低时,调用接收数据子程序来实现数据的接收。
C51与VC5402的并行连接如图5所示。
主机接收和发送初始化程序(以图5连接为例):
RTITEADDRESS:;写入VC5402存储器地址信息
CLRP1.2
注:①HBlL脚在传输过程中指示当前字节为第l还是第2字节。
②为方便DSP自举引导加载程序.常采用将nHlNT脚直接与INT2
脚相连。
图5AT89C51与V05402的并行连接
SETBP1.3;主机可读写HPlA地址寄存器
CLRP1.0;主机要求写选通HPI一8
MOVP0,A;写入8位地址
CALLDELAY;等待地址写入完成
READDATA:;读出VC5402存储器数据信息
SETBP1.2
CLRP1.3;主机可读写HPID数据寄存器
SETP1.0;主机要求读选通HPI一8
MOVA,P0;读出8位数据
CALLDELAY;等待数据读出完成
WRITEDATA:;写入VC5402存储器数据信息
SETBPl.2
CLRP1.3;主机可读写HPID数据寄存器
CLRP1.0;主机要求写选通HPI一8
MOVP0,A;写入8位数据
CALLDELAY;等待数据写入完成
不管是串行连接还是并行连接,都要考虑到VC5402是采用3.3V供电,C51采用5V供电。两者之间存在信号电平的差异而不能直接相连,应互连接口隔离器件。