【正文】 傳輸B） 數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠鹗寂c停止I2C總線數(shù)據(jù)傳送時(shí)有兩種時(shí)序狀態(tài)唄分別定義為起始信號(hào)和終止信號(hào)。在I2C總線上每傳輸一位數(shù)據(jù)都有一個(gè)時(shí)鐘脈沖相對(duì)應(yīng)，其邏輯“0”和“1”的信號(hào)電平取決于該節(jié)點(diǎn)的正端電源VDD的電壓。A、 讀24C1024保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回回復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回有應(yīng)答位有應(yīng)答位有應(yīng)答位否否是是 是否 讀24C1024流程圖 B、寫24C1024保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)組成地址發(fā)送起始信號(hào)發(fā)送地址寫入一個(gè)字節(jié)發(fā)送停止位待寫單元地址加1024地址加 1發(fā)送停止位、返回置WP腳并返回1024地址加 1發(fā)送停止信號(hào)寫入一字節(jié)讀寫頁(yè)狀態(tài)字有應(yīng)答位為頁(yè)寫數(shù)據(jù)寫完有應(yīng)答位換頁(yè)？也寫模式1BB否否是是是是否否否是否是 寫24CP1024流程圖 I2C總線部分 I2C總線的基本原理 I2C總線的時(shí)鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA都是雙向傳輸線。氣壓力穩(wěn)定采樣子程序流程圖如下：組成AD7710控制字初始化AD7710組成DS1629控制字初始化DS1629讀取AD7710采樣值存入55H，56H，57H單元讀取DS1629溫度值按個(gè)格式存入1024存入58H,59H,5AH單元返回開始 數(shù)據(jù)采集流程圖 時(shí)鐘控制部分 這部分主要詳述了對(duì)DS1629的一系列操作，其中包括DS1629的初始化、以及對(duì)DS1629時(shí)間寄存器的讀寫、浮動(dòng)工作表的讀寫操作。首先，就I2C總線的應(yīng)用，給出了基本時(shí)序；然后是存儲(chǔ)單元軟件實(shí)現(xiàn)；其次是測(cè)量軟件實(shí)現(xiàn)；再次敘述了對(duì)DS1629的一系列操作；最后給出了壓力計(jì)程序的主流程框圖。 本章小結(jié) 在介紹了一些常用的器件后，本章就針對(duì)壓力計(jì)的測(cè)量部分，計(jì)算部分，時(shí)間控制部分，電源控制部分，存儲(chǔ)器部分的原理做了詳細(xì)的闡述。系統(tǒng)開始工作。此電平將一直維持到再次對(duì)DS1629的時(shí)間寄存器或報(bào)警時(shí)間寄存器進(jìn)行讀寫操作后，ALARM端才恢復(fù)常態(tài)（DS1629的ALARM端常態(tài)電平狀態(tài)及報(bào)警電平狀態(tài)可由控制字設(shè)置）。DS1629同樣為I2C總線元件，其SDA、報(bào)警時(shí)間以及浮動(dòng)工作表分別寫入DS1629的控制單元、報(bào)警時(shí)間寄存器及片內(nèi)RAM。硬件電路見附圖部分。浮動(dòng)工作表部分在數(shù)據(jù)采集時(shí)被下位機(jī)改寫。~，可以實(shí)現(xiàn)此要求。存儲(chǔ)器分成兩部分：一部分為測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)；另一部分為控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。24C1024采用I2C總線技術(shù)，含禁止寫入腳（WP）。下次采樣時(shí)刻到達(dá)后，時(shí)鐘芯片DS1629發(fā)出報(bào)警信號(hào)，即ALARM引腳產(chǎn)生下降沿，因此復(fù)位芯片的手動(dòng)復(fù)位端MR有效，MAX6315產(chǎn)生復(fù)位，RST腳變?yōu)榈碗娖?，從而升壓片產(chǎn)生輸出電壓，系統(tǒng)循環(huán)工作。此時(shí)COM1與NO1接通，NC1與電源切斷，MAX619的輸出電壓為V2=0V，系統(tǒng)停止工作。系統(tǒng)工作后，（為開漏輸出）為低電平，因此系統(tǒng)處于常供電狀態(tài)。 電源控制電路圖，系統(tǒng)第一次上電時(shí)（接上電池），MAX6315產(chǎn)生100ms的復(fù)位，RST引腳變化低電平（維持100ms），因此模擬開關(guān)MAX4624的控制腳INI為低電平，此時(shí)COM1與NC1接通，升壓片MAX619接通電源，其輸出V2為5V，V1=。由上述可知，本系統(tǒng)要有兩種供電：一路為定時(shí)器及其相關(guān)元件供電：另一路為采樣、計(jì)算、存儲(chǔ)環(huán)節(jié)供電。為了達(dá)到低功耗目的，我們除了選用低功耗的元器件，整個(gè)系統(tǒng)采用了斷電工作方式。本系統(tǒng)采用了在井下工作時(shí)無法從井上得到電能，只能采用電池供電?！妫瑵M足設(shè)計(jì)指標(biāo)。CPU通過命令A(yù)AH、A8H、A9H分別讀取溫度寄存器（TEMP_READ）、計(jì)數(shù)寄存器（COUNT_REMAIN）、斜率寄存器（COUNT_PER_C）,然后通過下式的計(jì)算以提高轉(zhuǎn)換精度。因此程序設(shè)計(jì)時(shí)，讓其一上電就處于單次轉(zhuǎn)換模式，那么DS1629在一次溫度轉(zhuǎn)換完畢后，回到待機(jī)模式，這就降低了整機(jī)的功耗。這一操作類似后臺(tái)工作，主控CPU可連續(xù)讀取溫度寄存器，而不會(huì)影響穩(wěn)定的測(cè)量與轉(zhuǎn)換。3℃.DS1629的溫度轉(zhuǎn)換方式有兩種：連續(xù)轉(zhuǎn)換與單詞轉(zhuǎn)換。在55—125℃測(cè)溫范圍內(nèi)，其測(cè)量精度為177。本次設(shè)計(jì)中AD7710的轉(zhuǎn)換速度設(shè)為10HZ，通過實(shí)驗(yàn)得知，其有效精度高達(dá)20位，滿足了設(shè)計(jì)的要求?！啤鰽/D轉(zhuǎn)換器的基本思想是基于過采樣技術(shù)把更多的量化噪聲壓縮到基本頻帶外邊的高頻區(qū)，并由數(shù)字濾波器濾掉帶外噪聲。自校準(zhǔn)能消除芯片本身的零點(diǎn)誤差和增益誤差，系統(tǒng)校準(zhǔn)能消除輸入通道的失調(diào)和增益誤差，背景校準(zhǔn)能消除溫度漂移、電源波動(dòng)和時(shí)間漂移的誤差。采樣信號(hào)經(jīng)PGA放大后，使其輸出電平滿足電荷平衡（∑—△）ADC的要求，爾后轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖序列。（24）腳DGND：數(shù)字地。否則AD7710不能正常工作。（22）腳SDATA：串行數(shù)據(jù)。（20）腳RFS：接收幀同步發(fā)送幀同步，低電平有效。（19）TFS：發(fā)送幀同步，低電平有效。它能提供20uA的恒定電流，能與外部的熱敏電阻連接，進(jìn)行冷端補(bǔ)償。（16）腳REF OUT：。（14）腳REF IN（）：負(fù)的參考電壓輸入端。（12）腳AVDD：正模擬電源，使用范圍+5～+10。典型值為0～5V。（10）腳AIN2()：通道2的負(fù)模擬輸入。 壓力測(cè)量原理圖（8）腳AIN1（）：通道1的負(fù)模擬輸入。（5）腳SYNC：邏輯輸入，低電平有效（6）腳MODE：模式選擇，邏輯輸入，高電平時(shí)，為內(nèi)時(shí)鐘模式；低電平時(shí)，為外時(shí)鐘模式。（4）腳AO：地址輸入。（3）腳XOU:T器件的主時(shí)鐘信號(hào)。（2）腳XIN：器件的主時(shí)鐘信號(hào)。（1）腳SCL K：串行時(shí)鐘脈沖。的電壓信號(hào)，有AD7710進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，變?yōu)閿?shù)字最后進(jìn)入CPU進(jìn)行存儲(chǔ)等處理。這這種方式下，使得應(yīng)用系統(tǒng)處于省電狀態(tài)，又使得采樣數(shù)據(jù)不至過多，以免系統(tǒng)存儲(chǔ)不下。的陶瓷電容。大容量的電容（達(dá)50uF）也可用，但是，大容量電容使用后，輸出電壓的紋波將增加。4%范圍內(nèi)。內(nèi)部充電泵和外部濾波電容保證5V的輸出。當(dāng)ON/OFF為邏輯高電平時(shí)，MAX619就處于輸出關(guān)斷狀態(tài)，充電泵開關(guān)停止工作，輸出為0V。當(dāng)輸出電勢(shì)有下降趨勢(shì)時(shí)，充電泵受脈動(dòng)控制，使電壓保持在5V177。 MAX619輸入2～（2節(jié)電池）電壓，可提供5V輸出。邏輯控制負(fù)載開路時(shí)，耗電最大只有1uA。外圍元件只有2個(gè)充電電容、2個(gè)輸入輸出電容。4%的電壓輸出。這里選用MAXIM公司推出的直流變換器MAX619。具體24C1024的讀寫操作見第三章 。 24C1024主要特點(diǎn)如下： 低功耗CMOS技術(shù)：串行內(nèi)部總線（兼容I2C）；256字節(jié)頁(yè)寫功能；硬件寫保護(hù)；10萬次擦寫；電壓保護(hù)大于4000V；數(shù)據(jù)可保持200年；有PDIC以及SOIC兩種封裝；為耐高溫，在本應(yīng)用系統(tǒng)中采用24C1024，其可工作在40~+125℃之間，典型工作電流在寫數(shù)據(jù)時(shí)為：3Ma,讀數(shù)據(jù)時(shí)：400mA，靜態(tài)電流：1uA。地址總線允許最多外掛2騙24C1024在同一總線上，這樣最大可達(dá)到2M位的地址空間。而且，P87LPC769為軍品元器件，其可以耐高溫度到125℃.經(jīng)過篩選可以耐到150℃ 4）我們采用24C1024作為存儲(chǔ)器件，24C1024是一種新型I2C總線存儲(chǔ)器件，其內(nèi)有125K*8位電可擦除PROM，其可工作電壓范圍廣（~）。 DS1629特點(diǎn)： 時(shí)鐘可以自動(dòng)調(diào)節(jié)2100年以前的時(shí)間；用戶設(shè)定時(shí)間或穩(wěn)定報(bào)警；內(nèi)含32字節(jié)SRAM；I2C總線數(shù)據(jù)輸出；寬供電范圍：（—）：8腳SOIC封裝。為存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)或是時(shí)間溫度數(shù)據(jù)。無論是測(cè)量溫度超過設(shè)置溫度，或是當(dāng)前時(shí)間達(dá)到設(shè)定的報(bào)警時(shí)間，DS1629的開環(huán)報(bào)警輸出端都可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。每月天數(shù)隨月份不同自動(dòng)調(diào)整，且可以根據(jù)閏年調(diào)整。其工作電壓范圍廣。 DS1629內(nèi)部集成了時(shí)鐘及溫度監(jiān)控。AD7710是低頻測(cè)量應(yīng)用中的一個(gè)完整模擬的前端，能直徑接受低頻信號(hào)，并以串行數(shù)字方式輸出，用∑—△轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)24位無誤碼性能，而且具有片內(nèi)基準(zhǔn)電壓，SO—24封裝，工作溫度可達(dá)到125℃.2） 溫度采樣及系統(tǒng)時(shí)鐘：為了節(jié)約設(shè)計(jì)空間，（I2C）的時(shí)鐘數(shù)字化溫度計(jì)，測(cè)量精度為177。AD7710為美國(guó)Analog Devices推出的性能優(yōu)越，高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換集成電路。各部分芯片簡(jiǎn)介如下：1） 壓力采樣環(huán)節(jié)：壓力傳感器采用瑞典KELLER公司的壓阻式壓力傳感器，其輸出為與壓力成比例關(guān)系的電壓信號(hào)，因此需要加上A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。 硬件組成 這套系統(tǒng)的硬件基本有以下幾部分組成：1）測(cè)量；2）計(jì)算：3）存儲(chǔ)：4）電源；5）時(shí)鐘；6）系統(tǒng)監(jiān)控。第2章 系統(tǒng)硬件 上一章，對(duì)本論文將要闡述的個(gè)部分做了概述性的介紹。在本章中，首先介紹壓力計(jì)的用途，并將我們?cè)O(shè)計(jì)的壓力計(jì)同國(guó)內(nèi)外使用較多的壓力計(jì)做了性能比較；然后，概述性的介紹了壓力計(jì)的工作原理；并對(duì)壓力計(jì)的總線選擇、數(shù)據(jù)壓縮做了概念性介紹。整套系統(tǒng)采用對(duì)比法進(jìn)行標(biāo)定，完全使用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。由于壓力傳感器的輸出信號(hào)受到環(huán)境溫度的影響，因此在壓力計(jì)投入使用之前要進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)。綜上所述，我們采用I2C串行總線技術(shù)。處理器件外圍器件 單片機(jī) 或微處 理器 單片機(jī) 或微處 理器 外圍接口模塊 I2C總線驅(qū)動(dòng)器…………… 遠(yuǎn)程I2C系統(tǒng)… 為I2C總線應(yīng)用系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 為減少功耗，我們應(yīng)該盡量減少元器件的數(shù)量。I2C總線采用了器件地址的硬件設(shè)置方法，通過軟件尋址完全避免了器件的片選線尋址方法，從而使硬件系統(tǒng)具有最簡(jiǎn)而靈活的擴(kuò)展方法。 COP800 HPC 系列 單片機(jī) 主機(jī) SI SO SK CSEPPROMDO DICLK CS A/DDO DICLKCOP800 HPC 系列 單片機(jī) 主機(jī)SOSISK… MICROWIRE/PLUS接口串行擴(kuò)展圖 ，但同樣沒有能夠避免SPI總線的缺點(diǎn)。而且，其采用硬件片選，難免會(huì)占用I/O口線，使得口線使用緊張。由此，我們可以得到新一代單片機(jī)并行總線、： 芯片間串行接口與串行總線分類： 目前單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的串行擴(kuò)展總線主要有MOTOROLA公司的串行外圍接口SPI（Seral Peripheral Interface）、NS公司的MICROWIRE/PLUS串行同步雙工通訊口和Philips公司I2C BUS(Inter IC BUS),下面介紹一下它們的特性：a） 串行外圍接口SPI LED驅(qū)動(dòng) LED顯示 單 片SCLSDA機(jī)鎖存器EPROM時(shí)鐘I/O 口RAMA/D,D/A數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器I/O口鍵盤8并行擴(kuò)展8串行擴(kuò)展I2C總線 并行總線、串行總線擴(kuò)展的優(yōu)選模式 SPI是一種三線同步接口，其通過串行數(shù)據(jù)線（MISO、MOSI）和串行時(shí)鐘（SCK）實(shí)現(xiàn)芯片間的數(shù)據(jù)傳送?，F(xiàn)在退出芯片間的串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其設(shè)置了芯片間的串行傳輸接口或串行總線，起到了簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)