DOCX《学科分类号（二级） 510》

2、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等模块,几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块. 单片机控制电路以单片机作为核心,加上时钟电路、复位电路和扩展接口电路等部分,其结构如图2所示. 图2 单片机控制电路原理框图 Figure

2 MCU control circuit block diagram 图3 单片机控制电路 Figure

3 MCU control circuit 时钟电路为单片机系统工作所需的震荡,而复位电路提供复位,接口电路则可以方便以其他器件和设备的连接.其单片机控制电路电路原理图如图3所示. 3.2 系统电源电路 本系统市电供电方案采用旧手机充电器进行供电,不做叙述.其在干电池供电方案中,运用了6节干电池,所以需要将1.5V*6=9V的电压转成单片机和LCD的工作电压5V,需要讲9V转为5V.该变换芯片采用了AMS1117-5.0. AMS1117设计的电源的最大压差不超过1.3V,输出1A电流,同时工作是的压差可以低至1V.电压压差可以随电流的减小而降低.在本系统供电中,1A的电流足以胜任系统的供电要求. 系统电源电路如4图所示. 图4 系统电源电路图 Figure

4 The system power supply circuit 3.3 时间管理电路 时间管理电路采用了DS1302实时时钟芯片,DS1302是具有低功耗、带静态RAM、能进行慢速充电的时钟芯片,可以提供秒、分、时、日、周、月、年等信息,具有月末日期自动调节和闰年校正功能[16].芯片工作电压为2.5V-5.5V,提供主电源和备用电源双电源引脚,可以对后备电池进行涓细电流充电.采用串行接口方式与外部进行同步通信,数据可以每秒以一个字节或多个字节的形式传送时钟信号或RAM数据. DS1302内部结构图如图5所示,主要有电源控制、输入移位寄存器、命令与控制逻辑、振荡器、实时时钟和RAM等组成[12]. 图5 DS1302内部结构图 Figure

5 DS1302 internal structure of Fig. 图6 DS1302引脚图 Figure

6 DS1302 pin diagram DS1302引脚图如图6所示,个引脚功能如下: Vcc1:主电源;

Vcc2:备份电源.当Vcc2>

Vcc1+0.2V 时,由Vcc2向DS1302供电,当Vcc2<

Vcc1时,由Vcc1向DS1302供电. SCLK:串行时钟,输入,控制数据的输入与输出;

I/O:三线接口时的双向数据线;

CE:输入信号,在读、写数据期间,必须为高.该引脚有两个功能:第一,CE 开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑;

其次,CE 提供结束单字节或多字节数据传输的方法. DS1302的时钟寄存器分别设置一个读地址和写地址,时间和日期全部以BCD码格式保存,通过向时钟寄存器读取或写入数据,可以完成时间读取和设置操作.表1所示为DS1302内部的时钟/日历地址[17]. 表1 DS1302寄存器 Table

1 DS1302 register 寄存器 读写位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0 范围 秒81H 80H CH 十位 个位 00-59 分83H 83H

0 十位 个位 00-59 时85H 84H 12/24

0 十位 十位 个位 00-59 日期 87H 86H

0 0 十位 个位 01-31 月89H 88H

0 0

0 十位 个位 01-12 星期 8BH 8AH

0 0

0 0 个位

0 星期 01-12 年8DH 8CH 十位 个位 00-99 写保护 8FH 8EH wp

0 0

0 0

0 0

0 --- DS1302数据输入输出方式可以是单字节传送也可以是多字节传送,每个传送过程可分为启动传送、发送命令字节和传送数据三个阶段 . 时钟管理电路如图7所示,X

1、X2之间联接一个32.768kHz的晶振,BT1为3.6V充电电池,用于时钟/日历数据和静态RAM的掉电保护[18]. 图7 时钟管理电路 Figure