【正文】 低。按照測量方式可以將其分為接觸式與非接觸式兩大種類，按照構(gòu)成材料以及電子元件特點又將其可分為熱電阻和熱電偶兩大類。OSCI、其負(fù)載電容量應(yīng)為6pF。把該鋰電池作為一個備份電源，它保證了在突發(fā)情況下或者沒有主電源供電時而保存時間信息及數(shù)據(jù)，并不斷更新時間信息。HYM1302實時時鐘可以在非常低的功耗下正常工作，即使小于1μW的功率消耗也能保存時鐘信息和數(shù)據(jù)。時鐘與RAM之間的通信僅需三根線：復(fù)位線、I/O數(shù)據(jù)線以及SCLK串行時鐘。31字節(jié)的非易失性靜態(tài)RAM可以用來保存一些臨時的重要數(shù)據(jù)。圖318　HYM1302內(nèi)部框圖實時時鐘（日歷）可以對從秒至年的時間進行計數(shù)，對于月的天數(shù)小于31的，在月末的時候進行自動日期調(diào)整，閏年的時候進行自動校正。它包含了31字節(jié)的非易失性靜態(tài)RAM以及實時時鐘/日歷。特別注意，TM1668是共陰數(shù)碼管驅(qū)動芯片，如果驅(qū)動共陽的數(shù)碼管，則需要變通連線的方式，在設(shè)計中要會靈活的運用。 顯示電路的設(shè)計圖317 LED顯示電路原理圖給予TM1668的VDD加5V的邏輯電源電壓，DIN、CLK 、nCS腳分別與時鐘的SDA、SCL、nCS相連并接至單片機，其中DIN腳在時鐘上升沿時將串行數(shù)據(jù)從低位開始輸入；CLK端口也連到單片機，在上升沿時讀取串行數(shù)據(jù)、下降沿時進行輸出數(shù)據(jù)；nCS為片選，也直接連至單片機，在上升或下降沿初始化串行接口，隨后等待接收指令。圖315 TM1668內(nèi)部功能框圖 TM1668特性說明l 采用功率CMOS工藝l 10段*7位~13段*4位的顯示模式l 占空比8級可調(diào)的灰度調(diào)節(jié)電路l 鍵掃描（10*2bit）l 串行接口（CLK、DIO、STB）l 內(nèi)置RC振蕩方式（頻率為450KHZ左右）l 內(nèi)置上電復(fù)位電路l 具有SOP2SDIP2SSOP2SKDIP24的封裝形式該芯片的管腳定義如圖316所示：圖316 TM1668的管腳定義圖 主要應(yīng)用由于TM1668性價比較高，通常被應(yīng)用在DVD、家庭影院等電子用品的顯示屏驅(qū)動。內(nèi)部集成有數(shù)據(jù)鎖存器、單片機數(shù)字接口、鍵盤掃描接口、LED高壓驅(qū)動器以及八級灰度調(diào)度電路、內(nèi)置低電壓復(fù)位電路及上電復(fù)位電路、內(nèi)部RC振蕩等電路。LED技術(shù)就是通過控制半導(dǎo)體二極管發(fā)光，根據(jù)發(fā)光二極管的亮/滅來顯示圖像、文字、動畫等信息。另外，通過VCC給芯片提供5V電源，GND接地處理。內(nèi)部包括紅外編/解碼器以及4KB的先進先出緩存裝置，它有20或28引腳的封裝，能夠直接和標(biāo)準(zhǔn)的紅外收發(fā)器件相聯(lián)。設(shè)計中經(jīng)常使用到UART串行異步收發(fā)器件、USB接口轉(zhuǎn)換器件等。紅外編/解碼器件，一般要使用自帶的振蕩電路或者從外部線路接入時鐘進行調(diào)制解調(diào)。圖 312（a）紅外發(fā)射電路圖 圖312（b）紅外接收電路4. 紅外編/解碼器件紅外的編/解碼，即為實現(xiàn)紅外信號的調(diào)制/解調(diào)。在使用過程中必須在發(fā)光二極管的引腳處接入合適阻值的限流電阻。一般情況下，它的發(fā)射部分配置了驅(qū)動器，接收部分包含一個放大器，而且在內(nèi)部還集成了關(guān)斷控制邏輯。紅外檢測器件的好壞衡量標(biāo)準(zhǔn)主要是其接收信號的靈敏度，它的傳輸距離與靈敏度成正比，靈敏度越高，產(chǎn)生的誤碼率也就會越低。有一些生產(chǎn)廠家也會將紅外驅(qū)動電路內(nèi)置在紅外發(fā)送器件中，如圖310所示：圖310 內(nèi)置驅(qū)動電路的紅外發(fā)射器2. 紅外檢測器件紅外光敏接收管是紅外檢測器件的主要組成部分，紅外檢測器件有內(nèi)置放大器的（圖311），有獨立接收管裝置的，也有包含調(diào)制解調(diào)器與集成放大器的。因此，一個IrDA紅外器件的功能可以清楚的從上面所描述的三種方法中區(qū)分開來。標(biāo)準(zhǔn)型器件，一般采用5V的直流電源，它的傳輸距離比較大，在30厘米到幾十米不等。如TFDU6102屬于FIR類型紅外器件；Vishay的紅外收發(fā)器以及TFDU4300屬于SIR類型紅外器件；而TFDU8108屬于VFIR類型紅外器件。按照紅外傳輸?shù)幕灸Ｐ停▓D39）可以劃分出不同類型的IrDA設(shè)備。不同的紅外器件或者不同的應(yīng)用方案，其接收靈敏度和發(fā)射強度也會因此而產(chǎn)生不同。紅外傳輸由于受到很多種條件的制約，所以它的傳輸距離在幾厘米至幾十米不等，發(fā)射的角度也有一定的限制，一般在0到15176。紅外線是一種人體肉眼看不見電磁波，它的波長一般在750nm~1mm之間。 IrDA紅外通訊模塊的設(shè)計 IrDA簡介IrDA，即國際紅外數(shù)據(jù)協(xié)會英文的簡寫，該協(xié)會自成立后不斷擬定出了許多有關(guān)紅外通訊的協(xié)議，有偏向低功耗方面的，有偏向傳輸速度方面的，也有兩者統(tǒng)籌的。圖37電容觸摸感應(yīng)實現(xiàn)舉例通過對以上的分析，我們也根據(jù)產(chǎn)品需求，按照觸摸原理設(shè)計出了觸摸式取暖器的按鍵，其原理圖如下所示：圖38（a）取暖器觸摸按鍵原理圖圖38（b） 取暖器觸摸按鍵原理圖如圖所示，（a）圖線路分別連接到STM8S105K4控制芯片對應(yīng)的接口上。作為主要電容的R1用于調(diào)控觸摸測量的靈敏度，其阻值在幾百歐~幾兆歐之間。由R1，R2和電容電極CX以及手指電容CT并聯(lián)的5pF左右的電容構(gòu)成的一個RC網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過對這個RC網(wǎng)絡(luò)充/放電時長的檢測，就可以測量到人體的觸摸。利用這一原理，我們就可以檢測到電極是否有手指的觸摸。為了確保能夠檢測到人手觸摸信號，應(yīng)當(dāng)保證電極電容足夠的小和精確。電容的取值又以下幾個參數(shù)決定：1. 電極面積(A)；2. 絕緣體相對介電常數(shù)(εR)3. 空氣的相對濕度(ε0)4. 以及兩個電極之間的距離(d)由下列公式可得出電容值：圖34 RC網(wǎng)絡(luò)上的壓降在VIN上加以固定的電壓值，VOUT上的電壓值就會隨著C值的變化而發(fā)生相應(yīng)變化，如下圖變化曲線所示：圖35 電壓隨測量充電時間變化圖通過對VOUT的電壓達到最大值VTH時所需要充電時間tC的計算，就可以得到相應(yīng)的C值。CuPb電極發(fā)出的電場穿過主要由玻璃或者塑料構(gòu)成的電介質(zhì)接觸面板，當(dāng)一個手指觸摸到面板上時由于人體和周邊環(huán)境的耦合會增加電極的電容值少量幾個pF，增加的電容值就會通過觸摸感應(yīng)庫而被檢測出來。任意一個因為電極電容的改變而引起的RC時間的改變被檢測出來后經(jīng)過濾波最終通過專門的I/O接口或SPI/I2C接口傳送給主機系統(tǒng)。接下來我們詳細(xì)介紹一下該設(shè)計中利用的觸摸感應(yīng)軟件庫中的RC感應(yīng)原理及觸摸按鍵的設(shè)計。根據(jù)電極電容的改變，帶來了RC網(wǎng)絡(luò)充/放電時間的變化，從而檢測出來該時間的變化，然后經(jīng)過濾波等步驟，最后經(jīng)過特定的I/O端口，或者同步串行外設(shè)接口等發(fā)送給主機系統(tǒng)。順應(yīng)當(dāng)今市場的需求，意法半導(dǎo)體公司已經(jīng)開發(fā)了一個觸摸感應(yīng)軟件應(yīng)用庫，使得任意一款8位的STM8系列微控制芯片都可以成為一個電容式觸摸按鍵的核心芯片所使用。圖33 STM8S105xx模塊框圖由于其內(nèi)置的RC振蕩器具有高精度，故其外圍電路的設(shè)計無需振蕩電路的復(fù)位，下面我們對預(yù)期要求的功能（觸摸控制、紅外遙控、實時時鐘、感應(yīng)溫度、蜂鳴器提示等方面）以及電源電路的設(shè)計作詳細(xì)的說明。在此我們著重介紹一下STLINK仿真器（圖31），它是此仿真學(xué)習(xí)過程中必不可少的一個套件，有以下幾個特點：●所有的JTAG仿真接口的STMF3210xxx系列微控制芯片和所有的SWIM仿真接口的STM8S系列微控制芯片都被支持●配備USB ，直接通過USB接口供電●在相關(guān)環(huán)境配合下可供STMF3210xxx系列微控制器的開發(fā)調(diào)試●STM8S系列微控制器的開發(fā)調(diào)試配合了STVD集成環(huán)境●STM8S微控制芯片和STMF3210xxx的編程配合了STVP編程軟件來實現(xiàn)●●可支持固件的在線升級以此支持未來的產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用圖31 STLINK仿真套件此外，其也有其獨特的開發(fā)環(huán)境，在此我們不作詳述，第四章的軟件設(shè)計章節(jié)，我們會對其開發(fā)環(huán)境及如何編碼作詳細(xì)的介紹。這個開發(fā)套件是三合一的套件，它包括STM8S105S6T6體驗板、STM32F103C8T6體驗板以及一個STLINK調(diào)試器，它是一個可在線升級的固件。 STM8S主要應(yīng)用:l 汽車電子系統(tǒng)的安全傳感器，執(zhí)行器，微控制器，自動導(dǎo)航系統(tǒng)，車輛控制，汽車收音機l 電機控制，空調(diào)，感應(yīng)，測量儀器，不間斷電源等工業(yè)應(yīng)用l 家電，家庭自動化，加熱/通風(fēng)空調(diào)，電視機等家用設(shè)備l 電動玩具、通信設(shè)備、自動販賣機、監(jiān)視設(shè)備等消費電子l 血壓測量儀、血糖測量儀、自動監(jiān)控儀器、緊急求助裝置等醫(yī)療設(shè)備。另外，平臺化設(shè)計決策也與引腳的兼容有很大的關(guān)聯(lián)，它能夠節(jié)省上市時間，并優(yōu)化產(chǎn)品的升級進程。它使用的代碼也能夠移植到STM32研發(fā)平臺上，使之獲得更高的操作性能。STM8S系列微型控制芯片與STM32系列32位的微型控制芯片的外設(shè)定義相同。它包括10位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的功能，可達16條通道，使數(shù)模轉(zhuǎn)換時間小于3微秒；配置可用于捕獲/對比、馬達控制和PWM功效的先進的16位控制定時器。表31　STM8S系列產(chǎn)品型號系列型號STM8S105xx STM8S105K4, STM8S105K6, STM8S105S4, STM8S105S6, STM8S105C4, STM8S105C6 STM8S系列產(chǎn)品創(chuàng)造了8位微控制器的嶄新時代，它的CPU性能可以達到20 MIPS、 之間，提供了當(dāng)前的8位單片機控制系統(tǒng)向更低的電壓值轉(zhuǎn)變。最后，我們對方案的配置也作了具體介紹。 本章小結(jié)本章為一過渡章節(jié)，為引出接下來的硬件、軟件的設(shè)計。，溫度傳感器通過檢測到周圍環(huán)境溫度，溫度信號經(jīng)感應(yīng)后送單片機進行A/D轉(zhuǎn)換。：該模式即使用遙控器進行相應(yīng)的操作，給用戶帶來了便利。我們在后面兩章會詳細(xì)介紹到。 設(shè)計要求本產(chǎn)品設(shè)計的核心是STM8S105K4單片機的應(yīng)用的開發(fā)，在此之前我們學(xué)習(xí)了該單片機的相關(guān)知識，其在ST Visual Develop和Cosmic CxSTM8環(huán)境下進行編寫和仿真調(diào)試。優(yōu)點：STM8S105K4芯片抗干擾能力強、內(nèi)置高精度RC振蕩器以及電可擦除可編程只讀存儲器、開發(fā)方便、系統(tǒng)成本較低，性價比較高。缺點：硬件設(shè)施要求較高，外圍電路設(shè)計過于復(fù)雜，成本偏高?！?】方案二：選用STM32F10X系列芯片為內(nèi)核，外圍電路包含電容式傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、觸摸按鍵、LED顯示模塊、紅外器件、蜂鳴器。 方案比較方案一：選用C8051F系列芯片為內(nèi)核，外圍電路包括外部晶振、電容式傳感器、LED液晶顯示模塊、觸摸按鍵、紅外器件、蜂鳴器、溫度傳感器。觸摸表面也有要求，通過PCB實現(xiàn)，觸摸面要有良好的尺寸和形狀。用戶能夠根據(jù)自身需求對預(yù)期溫度進行設(shè)置，當(dāng)溫度傳感器采集到的室外溫度未達到預(yù)設(shè)的溫度值時，通過單片機的控制使加熱部件工作，從而達到預(yù)期溫度并穩(wěn)定在這個值附近；若室外溫度已經(jīng)達到了預(yù)先設(shè)置好的溫度，則通過單片機控制使加熱部件停止工作。對于如何才可以達到預(yù)期的效果，這就對我們的設(shè)計方案提出了一系列相關(guān)的問題。除此之外我們在確定總體方案之前，還得考慮其可行性與現(xiàn)實意義。主要是根據(jù)用戶的需求、硬件的性能以及技術(shù)等方面而確定總體方案的設(shè)計。進行該產(chǎn)品設(shè)計最關(guān)鍵、最重要的一步是單片機控制總體方案的選擇與確定。之后也規(guī)劃了一下本文后期的內(nèi)容。l 第六章對所設(shè)計的產(chǎn)品進行安裝配置與調(diào)試、進行仿真、檢查其存在的不足并修正。l 第三章對觸摸式取暖器的各組成部分進行概述，梳理清其組成框架及其各部分的主要原理，以及對硬件電路進行設(shè)計，包括控制電路及電源電路等各個方面的設(shè)計。在24小時內(nèi)可以按外界的溫度設(shè)定出自己所預(yù)期的溫度，然后取暖器進行自動調(diào)節(jié)，免除用戶每次使用時進行設(shè)置的煩惱。同時該取暖器還配備了實時時鐘，可以知道當(dāng)時的具體時間。首先設(shè)置一個自己預(yù)期的溫度，由溫度傳感器收集外界溫度信息，當(dāng)外界溫度低于此設(shè)置溫度，取暖器開始供熱，直到達到該預(yù)設(shè)溫度，然后停止加熱。兒童鎖是為了防止不知情人員隨意調(diào)控按鍵，造成不必要的麻煩，一但鎖定后，其他操作無效，除非解鎖。（２） 更加安全節(jié)能的保護閃防傾倒設(shè)置和兒童鎖為該產(chǎn)品提供了一層安全保障。對其開發(fā)環(huán)境的學(xué)習(xí)也比較直觀易用，縮短了產(chǎn)品的上市時間。對于該課題的研究就具有很深刻的學(xué)習(xí)意義，意法半導(dǎo)體的STM8系列8位MCU為工業(yè)生產(chǎn)以及家電應(yīng)用提供了良好的解決方案，學(xué)習(xí)該方面的內(nèi)容能應(yīng)用到我們生活中來，與日常生產(chǎn)息息相關(guān)。最主要的是實現(xiàn)觸摸控制，關(guān)系到軟、硬件兩個方面的設(shè)計。該產(chǎn)品就是基于這些技術(shù)的前提下而研發(fā)的，簡便安全的操作深得廣大用戶喜愛，傾倒后自動斷電的設(shè)置與兒童鎖加大了該產(chǎn)品的安全性，對流式加熱空氣中的溫度也使用戶感覺更加舒適。該編譯環(huán)境有著強大的編譯能力，識別錯誤能力很強，能使程序員第一時間發(fā)現(xiàn)錯誤并去糾正。為了實現(xiàn)該方面的工作，環(huán)境的配置是前提，必須首先向COSMIC公司申請注冊信息，以郵件的方式向該公司發(fā)送注冊信息，收到回復(fù)后將郵件所回復(fù)的注冊信息復(fù)制到注冊文件夾中去。硬件方面的主要設(shè)計就是電路的設(shè)計，我們除了觸摸模塊利用了STM8單片機的特性，還應(yīng)用了IrDA紅外器件對紅外控制模塊進行了設(shè)計，此舉大大的方便了用戶的操作。其低成本、開發(fā)周期短、產(chǎn)品可延續(xù)性強的優(yōu)越性都是不言而喻的。近年來，基于STM系列單片機的應(yīng)用開發(fā)越來越多的深入到我們的日常生活中來。本產(chǎn)品的出現(xiàn)更加接近了我們的生活，其運用了STM8單片機的特性設(shè)置了表面電容式觸摸按鍵，表面電容按鍵由一個連接到設(shè)備的單端銅電極組成，它不必非常靈敏，因為他僅僅需要感應(yīng)是否有手指按下或者釋放。在本文中，會詳細(xì)的介紹該產(chǎn)品極其運用的相關(guān)技術(shù)。其獨特的自動鎖、時鐘顯示、模式切換都是該產(chǎn)品的亮點。傳統(tǒng)的取暖器（圖11）實現(xiàn)了溫度的采集與擴散，其對四周的溫度是一個不斷加熱的過程，存在著諸多的隱患，而本產(chǎn)品——觸摸式取暖器（圖12）基于此缺陷上進行了大膽的革新，其不僅實現(xiàn)了傳統(tǒng)取暖器的功能，也能實現(xiàn)對溫度的自動調(diào)控，很大程度上滿足了用戶的需求。各行各業(yè)都在面對日趨日益的競爭，大家都在尋求新的出路，特別是電子科技類的公司，不斷的運用新技術(shù)來推陳出新才是最好的發(fā)展之路。該產(chǎn)品的研究思想也能應(yīng)用到其他家