玩转SM16714PHT景观装饰驱动IC(3)

接前一篇文章:玩转SM16714PHT景观装饰驱动IC(2)

前两回对于明微电子的SM16714PHT景观装饰驱动IC进行了介绍。本回开始,正式进入到实际的功能环节。

二、数据通信协议

1. 编码描述

SM16714PHT协议采用的是单极性归零码,每一个码元都必须有低电平。本协议的每个码元其实为高电平,高电平的时间宽度决定“0”码或者“1”码。如下图所示:

上图中各个值的意义及范围如下表所示:

符号参数最小值典型值最大值单位
T码元周期1200-20000ns
T0H0码,高电平时间200300400ns
T0L0码,低电平时间800900-ns
T1H1码,高电平时间7009001000ns
T1L1码,低电平时间200300-ns
TrstReset码,低电平时间200--us

注:

  • 码元周期最低要求为1.2us。
  • 0码、1码的高电平时间需按照上表的规定范围,0码、1码的低电平时间要求小于20us。

2. 协议数据格式

Trst+ 第一颗芯片 32bits 数据 + 第二颗芯片 32bits 数据 +……+ N 颗芯片 32bits 数据 +20bits 电流增益 +Trst
  • 32bit灰度数据结构

高位在前,按照RGBW的顺序发送。具体格式如下:

  • 系统拓扑图

各芯片输入电流(以3颗芯片为例):

三、电流增益调节说明

电流增益数据共20 bits,红绿蓝白电流增益调节位各5 bits,分别为5bits(S4~S0),系统发送顺序是先发白灯5 bits,然后是蓝灯5 bits,再发绿灯5 bits,最后发红灯5 bits。先发高位S4,最后发低位S0。

OUT R/G/B/W最大输出40mA电流,同时用户可通过改变电流增益数值设置其它电流值,具体电流值参考下表:

更多内容请看下回。

<think> 我们之前已经讨论过MODFLOW和PHT3D源代码耦合编译的步骤,但用户再次询问编译方法,可能是对具体操作细节有疑问。根据引用[1]的信息,MT3DMS(PHT3D的前身)的源代码完全公开且模块化设计良好,这为耦合编译提供了便利。 用户的核心需求是:将MODFLOW和PHT3D的源代码耦合后如何编译成可执行程序。以下从技术实现角度给出详细编译方案: ### 一、编译前提条件 1. **源代码获取**: - MODFLOW-2005或MODFLOW-NWT源码(建议使用官方Release版本) - PHT3D v2.0+源码(包含PHREEQC接口) 2. **编译器要求**: - Intel Fortran Compiler 2018+ 或 GCC gfortran 8+ - Windows系统需搭配Visual Studio 2017+(Intel Fortran需集成到VS) 3. **环境配置**: - 设置正确的`LIB`和`INCLUDE`路径(指向PHREEQC库) ### 二、耦合编译步骤 #### (1) 文件组织结构 ```bash coupling_project/ ├── modflow_src/ # MODFLOW源文件 │ ├── gwf2bas7.f │ ├── gwf2lpf7.f │ └── ... ├── pht3d_src/ # PHT3D源文件 │ ├── pht3d.f90 │ ├── pht3d_dat.f90 │ └── phreeqc_interface.F90 ├── coupled_main.f90 # 自定义耦合主程序 └── makefile # 编译控制文件 ``` #### (2) 耦合主程序框架 在`coupled_main.f90`中实现流程调度: ```fortran PROGRAM Coupled_Model USE GLOBAL, ONLY: NCOL, NROW, NLAY ! 来自MODFLOW USE PHT3D_MOD, ONLY: PHT3D_INIT, PHT3D_STEP ! 来自PHT3D ! 初始化MODFLOW CALL GWF2BAS7AR(INUNIT, IOUT) ! 初始化PHT3D CALL PHT3D_INIT(IOUT, NLAY, NROW, NCOL) ! 时间步循环 DO KPER = 1, NPER DO KSTP = 1, NSTP(KPER) ! MODFLOW流动计算 CALL GWF2BAS7AD(KPER, KSTP) CALL GWF2BAS7FM() CALL GWF2BAS7OC() ! PHT3D化学计算 CALL PHT3D_STEP(KPER, KSTP) END DO END DO END PROGRAM ``` #### (3) 编译配置(以Linux/gfortran为例) 创建`makefile`: ```makefile FC = gfortran FFLAGS = -O3 -fdefault-real-8 -fbacktrace # 源文件列表 MODFLOW_SRC = $(wildcard modflow_src/*.f) PHT3D_SRC = $(wildcard pht3d_src/*.f90) COUPLED_SRC = coupled_main.f90 # 编译目标 all: coupled_model coupled_model: $(MODFLOW_SRC) $(PHT3D_SRC) $(COUPLED_SRC) $(FC) $(FFLAGS) -o $@ $^ -lphreeqc clean: rm -f *.mod *.o coupled_model ``` 关键编译参数说明: - `-fdefault-real-8`:强制所有`REAL`类型为8字节(与PHREEQC兼容) - `-lphreeqc`:链接PHREEQC地球化学引擎库 #### (4) Windows平台编译(Intel Fortran) 1. 在Visual Studio中创建Fortran控制台项目 2. 添加所有`.f`和`.f90`源文件 3. 项目属性设置: - **Fortran > Preprocessor**:添加`PHREEQCRM`宏 - **Linker > Input**:添加`phreeqc.lib` - **Fortran > Floating Point**:设置`/real_size:64` 4. 设置`coupled_main.f90`为启动文件 ### 三、常见编译错误处理 | 错误类型 | 解决方案 | |-------------------------|----------------------------------| | 未定义符号`__phreeqrm_*` | 确认链接`libphreeqc.a`(Linux)或`phreeqc.lib`(Windows) | | 数组维度不匹配 | 检查MODFLOW的`PARAMETER (NCOL=..., NROW=..., NLAY=...)`是否与PHT3D一致 | | 实数精度冲突 | 统一使用`REAL(8)`并启用`-fdefault-real-8`(gfortran)或`/real_size:64`(Intel) | ### 四、验证编译成功 运行自带测试案例: ```bash ./coupled_model example.nam # Linux coupled_model.exe test.pht3d # Windows ``` 预期输出应包含: ``` PHT3D INITIALIZATION COMPLETE PERIOD 1 STEP 1 FLOW SOLUTION CONVERGED CHEMICAL ITERATION 1 RESIDUAL = 0.000E+00 ``` > 注:PHT3D的化学反应计算会显著增加运行时间,建议编译时启用优化选项`-O3`(gfortran)或`/O3`(Intel)[^1]。 --- §§相关问题§§ 1. 如何解决MODFLOW-PHT3D耦合编译中的PHREEQC库链接错误? 2. 耦合模型中如何调整化学计算步长与水流计算步长的比例? 3. 是否有简化PHT3D化学反应计算量的方法? </think> ### MODFLOW与PHT3D源代码耦合编译指南 #### 一、核心编译流程 1. **源码结构调整** 将MODFLOW(流动模型)和PHT3D(反应运移模型)源码整合到统一目录结构: ```bash src/ ├── modflow/ # MODFLOW源文件 (*.f, *.f90) │ ├── gwf2bas7.f # 基础模块 │ ├── gwf2lpf7.f # 层属性流 │ └── ... ├── pht3d/ # PHT3D源文件 │ ├── pht3d.f90 # 主程序 │ ├── adv.f90 # 运移求解器 │ └── phreeqc/ # PHREEQC引擎 └── coupled_main.f90 # 自定义耦合入口 ``` 2. **耦合接口实现** 在`coupled_main.f90`中建立调用链(示例): ```fortran PROGRAM CoupledModel USE GWF2BAS7, ONLY: READ_GRID ! 引入MODFLOW模块 USE PHT3D_MOD, ONLY: INIT_CHEM ! 引入PHT3D模块 ! 初始化水流模型 CALL GWF2BAS7AR(INUNIT, IOUT) ! MODFLOW初始化 ! 初始化化学反应模型 CALL PHT3D_INIT(IOUT, NLAY, NROW, NCOL) ! 耦合时间步循环 DO KPER = 1, NPER CALL GWF2BAS7AD(KPER, KSTP) ! MODFLOW时间步推进 CALL PHT3D_SOLVE(KPER, KSTP) ! PHT3D化学求解 END DO END PROGRAM ``` 3. **编译系统配置** **Linux (gfortran)**: ```bash # 编译所有源码 gfortran -O3 -fdefault-real-8 -c src/modflow/*.f src/pht3d/*.f90 # 链接可执行文件(需链接PHREEQC库) gfortran *.o -o coupled_model -L/path/to/phreeqc/lib -lphreeqc ``` **Windows (Intel Fortran)**: 在Visual Studio中配置: - 编译器选项:`/Qprec /QxAVX /real_size:64` - 预处理器定义:`USE_PHREEQC; COUPLED_MODE` - 库依赖:添加`phreeqc.lib` #### 二、关键技术要点 1. **数据结构对齐** 需统一网格定义变量: ```fortran ! MODFLOW中声明(gwf2bas7.f) COMMON /GRID/ NCOL, NROW, NLAY ! PHT3D中同步(pht3d_dat.f90) INTEGER, PUBLIC :: NCOL, NROW, NLAY ``` 2. **内存管理优化** 大型模型需动态分配数组: ```fortran REAL(8), ALLOCATABLE :: CONC(:,:,:,:) ! 化学浓度场 ALLOCATE(CONC(NCOMP, NLAY, NROW, NCOL), STAT=IERR) ``` 3. **精度一致性控制** 强制统一浮点精度(Fortran编译选项): - gfortran: `-fdefault-real-8` - Intel: `/real_size:64` #### 三、验证与调试 1. **单元测试方法** ```fortran ! 质量平衡检查 TOTAL_IN = SUM(INFLOW*C_IN) TOTAL_OUT = SUM(OUTFLOW*C_OUT) IF(ABS(TOTAL_IN - TOTAL_OUT) > 1E-6) THEN WRITE(*,*) "质量不平衡误差:", TOTAL_IN - TOTAL_OUT END IF ``` 2. **编译错误处理** | 常见错误 | 解决方案 | |--------------------------|----------------------------| | 未定义符号 `__phreeqcrm_*` | 检查PHREEQC库链接路径 | | 数组维度不匹配 | 确认`NCOL/NROW/NLAY`统一定义| | 实数精度冲突 | 启用`-fdefault-real-8`编译选项 | > 关键提示:耦合成功的关键在于正确处理MODFLOW的**水流计算单元**(如`GWF2`包)与PHT3D的**化学反馈接口**,建议参考PHT3D手册中的`coupling_example`案例[^1]。 ---
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