【正文】 G0BOFSYNCMD2一MD0是器件工作模式的選擇位，G2一Go為增益設(shè)置位，BO位為耗盡電流控制端，F(xiàn)SYNC為控制濾波器同步位。 AD7714與C8051的連接利用AD7714設(shè)計了微小電阻測試儀的電壓采集模塊。設(shè)計中AD7714專門用于電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換。在路圖2中，AD7714采集被測電阻上的電壓，SCLK、DOUT、DIN、DRDY、—。模擬輸入通道AIN1和AIN6配置為準差分輸人通道，并在非緩沖模式下(BUFFER按地)工作。使用AD7714之前，一定要對所有寄存器進行設(shè)置，才能保證器件正常工作。根據(jù)實際情況確定所有參數(shù)以后，對AD7714器件進行設(shè)置，在參數(shù)設(shè)置之前，首先對通信寄存器進行一次寫操作，來決定下一個是何種寄存器和何種操作內(nèi)容，再進行下一步的參數(shù)寫入。 0x80)；//輸入數(shù)據(jù) byte=(byte1)； AD_SCLK=1； } AD_SCLK=0； AD_DIN =1； AD_CS=1；//結(jié)束}void ADC_init(void){ ADC_write(0xff)；//選擇寫滿刻度校準寄存器 ADC_write(0xff)；//寫24位滿刻度校準寄存器，分三次每次8位 ADC_write(0xff)； ADC_write(0xff)； ADC_write(0x20)；//選擇下一個寫濾波高寄存器 ADC_write(Oxe2)；//單極性，長度24位，不提升電流，A器件必須寫入0 ADC_write(0x30)；//選擇下一個寫濾波低寄存器 ADC_write(0x80)；//寫濾波低寄存器設(shè)定第一個凹口的頻率 ADC_write(0xl0)；//選擇下一個寫模式寄存器 ADC_write(0x20+G*4)；//選擇正常模式，不用燒斷電流，自校準，增益為2 的G次冪 DEIAY(100)；//延時}unsigned long ADC_read(unsigned long temp){ unsigned char i； while(AD_DRDY==1)//等待數(shù)據(jù)準備好 { DELAY(20)； } ADC_write(0x58)；//選擇下一個讀數(shù)寄存器 AD_SCLK=0； AD_CS=0；//開始讀數(shù)據(jù) Temp=0： for(i=0；i24；i++) { Temp=temp1； AD_CLK=1； temp=(temp|AD_DOUT)；//讀取數(shù)據(jù) AD_SCLK=0； AD_SCLK=0； AD_CS=1；//結(jié)束 return(temp)；//返回24位數(shù)據(jù)}}unsigned char GAIN(unsigned char G){ unsigned char i；． for(i：0；i8；i++) { if(0xffffff/AD_VALUE=2) { AD_VALUE*=2； G=i； continue； } break； } return(G)；}（1）在REFIN、AIN和其他邏輯輸人引腳加入信號前，應(yīng)接通AD7714電源，避免發(fā)生閉鎖。（3）印刷電路板要有良好的抗干擾措施，模擬和數(shù)字部分的供電是分開的，分兩組電源供電是比較理想的方法，也可將AVDD與DVDD連在一起，但在數(shù)字地DGND和模擬地AGND布線時應(yīng)滿足一點接地以避免數(shù)字與模擬電路出現(xiàn)有公共回路，接地點盡量靠近AD7714，數(shù)字地嚴禁設(shè)計在芯片下面，因為這樣會把噪聲耦合給芯片，從而影響ADC正常工作。（4）軟件也應(yīng)采取一些抗干擾措施，如在每次采樣的進程中，要檢測AD7714管腳DPRY的狀態(tài)，只要發(fā)現(xiàn)異常就取消該采樣結(jié)果重新采樣；為避免采樣進入死循環(huán)，對AD7714的工作要實施定時監(jiān)控，超時則強制將其復(fù)位并初始化。因此在制作印制電路板設(shè)計時，應(yīng)對所有的模擬電源輸入都要加一級去耦電路。5. 抗干擾設(shè)計測控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)場,被控對象和被測信號往往分布在各個不同的地方,計算機與它們之間也有相當?shù)木嚯x,信號線和控制線可能是長線。此外信號線間干擾導致零漂,微機與被測信號間隔一段距離,使得兩地之間存在電位差,產(chǎn)生共模干擾。在本系統(tǒng)中通過光耦進行隔離。信號線盡量選絞線或屏蔽線,合理布局,遠離動力線,以減小配電線路由于電路干擾和靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的干擾。導線屏蔽層,機殼都與大地相連。恒流源、電壓測量部分都有一套獨立的電源。模擬電源采用電阻和電容進行低通濾波,濾掉高頻噪聲干擾。經(jīng)過硬件、軟件濾波處理后的系統(tǒng)誤差僅僅177。配置去耦電容：。6. 低功耗設(shè)計本設(shè)計的微電阻測量儀為電池供電，為保證測量儀能較長時間運行，須進行相應(yīng)的功耗節(jié)約設(shè)計。 C8051各部分組件的功耗由于C8051系列單片機為數(shù)?；旌蟂OC系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個設(shè)計的大部分功能，因此整個設(shè)計系統(tǒng)的功耗將主要集中在C8051系列單片機的能量消耗上。 整個單片機系統(tǒng)的功耗應(yīng)該由4部分組成：振蕩器功耗、數(shù)字設(shè)備功耗、模擬外設(shè)功耗及I／O端口功耗。數(shù)字設(shè)備能量消耗主要由CPU的工作模式、工作電壓及系統(tǒng)時鐘頻率決定。模擬外圍設(shè)備功耗主要包含ADC、電壓基準VREF、溫度傳感器、偏壓發(fā)生器及內(nèi)部振蕩器。時基信號可以從外部CMOS電平時鐘源、晶振或陶瓷諧振器、RC組合電路或外部電容獲得，每一種方法都有各自的優(yōu)勢。對外部振蕩器來說，外部CMOS時鐘、電容和RC網(wǎng)絡(luò)都能夠提供較低的振蕩頻率。 當工作于外部振蕩器CMOS時鐘模式時，外部振蕩器驅(qū)動被關(guān)閉．電路功耗電流微小可以近似忽略。注意，即使在某一端口應(yīng)用了高頻信號，功耗仍只有少量的增加。 外部晶振提供了最精確的時間基準，但隨之而來的功耗在同一頻率下也更高。(3) 外部電容C模式這是精度最差的一種時基方式，但同時也是最靈活的一種方式。可以通過改變在OSCXCN寄存器中的XFCN位改變其振蕩的頻率，并直接影響其輸出的電流。(4) 外部振蕩RC模式RC模式振蕩電路的平均功耗由通過電阻器的平均電流所決定。內(nèi)部振蕩器消耗數(shù)字電源電流的典型值為200μA，用于驅(qū)動外部振蕩器的電流是變化的。在驅(qū)動電流較大時用戶町以使用內(nèi)部振蕩器以降低功耗。 數(shù)字設(shè)備的能量淌耗主要是由CPU電流的大小來衡量的。通常，溫度和數(shù)字外圍設(shè)備對數(shù)字設(shè)備的功耗只有很小的影響。 CPU有3種操作模式：正常狀態(tài)，空閑狀態(tài)與停止狀態(tài)。正常模式時的電流值減去空閑模式時的電流值即為CPU正常運行的工作電流值。在空閑模式下，所有的模擬與數(shù)字外圍設(shè)備，存儲器與內(nèi)部寄存器都保持原來的值不變。當寫1到STOP位時，CPU進入停機模式。模擬外設(shè)(如比較器與外部振蕩器)保留其當前的狀態(tài)。(2) OPU工作電壓、頻率及溫度對功耗的影響這種關(guān)系存在于任意一種工作頻率下，尤其在高頻運行時表現(xiàn)得更為明顯。10％的誤差率，因此系統(tǒng)通常供電電壓不會低于3V。 溫度：溫度對系統(tǒng)的功耗無影響。 工作頻率：CPU工作頻率對系統(tǒng)功耗有主要影響。 功耗=CV2f式中：C是CMOS的負載電容；V是電源電壓；f是SYSCLK的頻率。 因此，為了降低功耗，設(shè)計者必須知道給定系統(tǒng)所需的最高SYSCLK頻率和精度。在這種情況下，設(shè)計者將選擇滿足要求的最低頻率．并采用消耗最低功率的振蕩器配置。 數(shù)字外圍設(shè)備(計數(shù)器、UART、PCA、SPl)的損耗占系統(tǒng)總功耗的比例很小。這里，計數(shù)器與UART的功率損耗主要由其時鐘頻率及工作電壓來決定。在上述例子中，如果利用交叉開關(guān)將UARTO的TX端分配到P0．4口，則配置端口為推挽模式將令系統(tǒng)的工作電流再增加82μA。通常，只要ADC、內(nèi)部振蕩器或溫度傳感器被激活，內(nèi)部偏置電壓產(chǎn)生器就會自動被使能，ADC在轉(zhuǎn)換期間的工作電流比ADC沒有轉(zhuǎn)換時的工作電流大30％～50％。由于增加SAR轉(zhuǎn)換時鐘頻率或降低采樣率會縮短每次A／D轉(zhuǎn)換的時間，使系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換間隙有更多的時間處于空閑狀態(tài)，因此會大大降低系統(tǒng)功耗。 要降低系統(tǒng)的平均功耗，需要從兩個方面考慮：首先是適當調(diào)整在所有時間一直影響系統(tǒng)工作的參數(shù)。工作電壓決定了系統(tǒng)是否能夠處于正常運作狀態(tài)，它可以由電壓調(diào)整器或一個電池來提供。第二點就是構(gòu)建合理的固件結(jié)構(gòu)降低以功耗。兩個模式的設(shè)計標準不同，但應(yīng)盡量讓系統(tǒng)在大部分時間內(nèi)處于睡眠模式，以降低系統(tǒng)的總功耗。、減小工作電流對于節(jié)能系統(tǒng)．應(yīng)該盡量在保證系統(tǒng)安全可靠的前提下采用最低的工作電壓。也可以選擇用電池。無須擔心電池耗盡時會對系統(tǒng)工作有不良的影響，因為在C8051F系列單片機中，片上電源監(jiān)控器能夠確保在電池耗盡后系統(tǒng)自動復(fù)位。平均工作電流是系統(tǒng)在單位時間內(nèi)消耗的電荷量。高效工作期的工作電流偏大，而休眠期的電流非常小。因此，如果想減小平均電流值，唯有通過兩種方法解決——縮短高效工作期的時間或減小高效工作期的峰值電流。 工作功耗與休眠功耗休眠模式可以通過將電源管理模式設(shè)定為空閑或停機狀態(tài)來實現(xiàn)。需要注意的是，在休眠模式下應(yīng)該關(guān)閉所有不需要的外圍設(shè)備，并配置體眠模式的時鐘為外部振蕩器。這里有兩個可選的振蕩器：。 外部電容模式振蕩器消耗的功耗比晶振低，但沒有晶振精確。同時由于其組成只包含1個電容，相比于晶振的2個裝載電容及1個電阻器結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省PCB板的空間。模式的設(shè)計包括調(diào)整工作電流的峰值以及時鐘頻率，以減小高效工作期問的總電荷量。定時器2每100ms溢出產(chǎn)生一個中斷，將系統(tǒng)從空閑模式喚醒。由于電荷量是一段時間內(nèi)電流的總量，因此可以通過縮短采樣時間或減小采樣時的峰值電流來節(jié)約能量。一種設(shè)計是在采樣時一直采用外部32．768kHz晶振作為系統(tǒng)時鐘基準；另一種設(shè)計是在采樣時將振蕩器轉(zhuǎn)換到內(nèi)部振蕩器，以縮短A／D轉(zhuǎn)換的時間。系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)換到內(nèi)部振蕩器，而是仍采用原來的32kHz晶振作為系統(tǒng)的時鐘基準。為了捕捉采樣數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在峰值工作電流O．65mA上持續(xù)了1．5ms。轉(zhuǎn)換完成后，讀ADC數(shù)據(jù)，而后停止ADC及內(nèi)部振蕩器并令CPU回到空閑模式。利用公式：計算可得，第1種設(shè)計系統(tǒng)的平均電流為15μA；而第2種設(shè)計系統(tǒng)的平均工作電流為14μA。7. 鋰電池充電供電保護電路設(shè)計鋰離子電池允許充電的電壓范圍是：~。但切斷供電進行保護時，必須配合適當延遲時間，以避免干擾而造成誤判斷。所以此時保護電路應(yīng)該關(guān)閉電池供電，執(zhí)行過流保護功能。值得注意的是：保護電路不能因為負載需要短時間的大電流而誤動作，所以必須提供不同的過供電電流保護延遲時間，以提高電路工作的穩(wěn)定性。保護電路以8051單片機為控制核心，監(jiān)測電池電壓與回路電流，并控制2個MOSFET的柵極，MOSFET在電路中起開關(guān)作用，分別控制著充電回路與供電回路的導通與關(guān)斷，該電路具有過充電保護、過供電保護、過電流保護與短路保護功能。鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電。電池在被充電過程中，如果充電器電路失去控制， 鋰電池充電供電保護電路原理圖電。,比較器LM139翻轉(zhuǎn)，使Q2由導通為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使充電器無法再對電池進行充電,起到過充電保護作用。,還應(yīng)有1s左右延時，以避免因干擾而造成誤判斷。電池供電時，,，使Q1由導通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了供電回路，使電池無法再對負載進行供電，起到過供電保護作用。應(yīng)有一段100ms左右的延時，以避免因干擾而造成誤判斷。電池在對負載正常供電過程中，供電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個MOSFET時，由于MOSFET的導通阻抗，會在其兩端產(chǎn)生一個電壓，該電壓值U=IRDS2,，RDS為單個MOSFET導通阻抗。在檢測到過電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷V1信號之間，也有一段為13ms左右延時，以避免因干擾而造成誤判斷。短路保護的延時時間極短，通常小于7μs。過充、過放和過流保護采用查詢方式。如果電池發(fā)生短路，立刻進入中斷處理程序，關(guān)斷Q1，實現(xiàn)對電池的及時保護。主要進行了鋰電池充電供電及其保護電路的設(shè)計，采用補償法實現(xiàn)了對微電阻測量的設(shè)計，同時對如何降低功耗進行了進一步的思考。四年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術(shù)目標，領(lǐng)會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經(jīng)由您悉心的點撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。參考文獻及引用資料目錄[1] 何立民. 單片機應(yīng)用技術(shù)選篇 北京航空航天出版社[2] 何立民. 51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng) 北京航空航天出版社[3] 詹林. 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