【正文】 L＝ 1 時， 此標(biāo)志位無效， 定時器 2 溢出時， 強(qiáng)制做自動重載操作。 顯示模塊 方案一：采用數(shù)碼管顯示。另外，該系統(tǒng)需要顯示的數(shù)據(jù)較多，還有部分文字顯示，這是數(shù)碼管無法實現(xiàn)的。另外， LCD 液晶顯示比較直觀、清晰，可以顯示文字和圖形，這樣完全可以滿足該系統(tǒng)的需要，所以采用 LCD 做顯示器模塊。 方案二：采用串行總線 E2PROM AT24C02 該系統(tǒng)采用 AT24C02 作為信息存儲器。AT24C02 有一個 16 字節(jié)頁寫緩沖器。 AT24C02 工作可靠性參數(shù)見表 4 表 4 AT24C02 工作可靠性參數(shù) 符號 參數(shù) 最小 單位 參考測試模式 NEND 耐久性 1,000,000 周期 /字節(jié) MILSTD883 測試方法 1033 TDR 數(shù)據(jù)保存時間 100 年 MILSTD883 測試方法 1008 VZAP ESD 2022 V MILSTD883 測試方法 3015 ILTH 上拉電流 100 mA JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) 17 極限參數(shù)： 工作溫度工業(yè)級 55℃ +125℃ 商業(yè)級 0 ℃ +75℃ 貯存溫度 65℃ +150℃ 各管腳承受電壓 Vcc+ Vcc 管腳承受電壓 + 封裝功率損耗（ Ta=25℃） 焊接溫度 (10 秒 ) 300℃ 輸出短路電流 100mA 由于 AT24C02 采用 I2C 總線傳輸數(shù)據(jù)，它具有體積小、成本低、電路連線簡單、占用系統(tǒng)地址線和數(shù)據(jù)少，而且 AT24C02 市場上很常見，價格便宜，所以采用 AT24C02 作為信息存儲器。 方案二：采用大電流驅(qū)動功率 MOSFET 管 IRF9530 該驅(qū)動 模塊結(jié)合通用光電耦合器 PC817 作為 IRF9530 的柵極控制端，起到了光電隔離效果，使外界雜散信號無法干擾 CPU 的正常運(yùn)行， CPU 控制端口與光耦之間通過高速 CMOS 門電路 74HC07 來驅(qū)動光電耦合器 PC817，起到了配合 CPU 的快速動作響應(yīng)。 電源部分 方案一：采用開關(guān)電源 優(yōu)點： ①功耗小，效率高。這使得開關(guān)晶體管 V 的功耗很小，電源的效率可以大幅度地提高，其效率可達(dá)到 80%。開關(guān)電源沒有采用笨重的工頻變壓器，由于調(diào)整管 V 上的耗散功率大幅度降低后，省去了較大的散熱片。 ③穩(wěn)壓范圍寬。這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出 電壓。 缺點：開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點是存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離，這些干擾就會串入工頻電網(wǎng)，使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重干擾。 缺點：由于線性電源功率型器件一直處于工作狀態(tài)，當(dāng)有用不完的能量就會損耗在功率型器件上，全部轉(zhuǎn)化成熱能，這樣勢必會減小元器件的使用壽命，影響最終的使用效果，所以線性電源的轉(zhuǎn)化效率不高（ 50%～ 60%）。理由：線性電源輻射小、沒有斜坡產(chǎn)生，價格便宜，穩(wěn)定性好。 二、硬件電路設(shè)計 單片機(jī)系統(tǒng)的 I/O 口分配 根據(jù)圖 框圖該設(shè)計規(guī)劃的計價器系統(tǒng)硬件部分主要由電源電路、 LCD 液晶顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動電路、信號檢測電路、打印機(jī)、看門狗電路、信息存儲器、鍵盤、蜂鳴電路等電路組成。當(dāng)計價器開始工作時， CPU 采集輸入端口的信號，并根據(jù)采集到的信號，做相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，通過 LCD 液晶屏顯示其數(shù)據(jù)。因此，提高電源系統(tǒng)的供電質(zhì)量，對確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行是非常重要的。 圖 電源電路原理框圖 熱敏電阻 ①熱敏電阻工作原理： 主要特征是隨著外界環(huán)境溫度的變化，其阻值會相應(yīng)發(fā)生較大改變。 PTC：電阻阻值隨溫度升高而增大。 NTC：電阻 阻值隨溫度升高而降低。 該電源系統(tǒng)采用熱敏電阻 NTC10D9 將其串聯(lián)進(jìn)電源輸入端，剛上電時由于電阻的溫度 (常溫 T=25℃左右 )很低，因此有一定的阻值（ R=10Ω），能有效的抑制開機(jī)浪涌電流，通電一段時間后，根據(jù)焦耳定律 Q=i2rt，溫度很快升高阻值 R 趨于 0，因此它損耗的功率可以忽略不計。通過電磁波輻射串入儀器，如雷電、無線電波。各種干擾通過儀器的輸入輸出通道傳入 ，特別是長傳輸線受到的干擾更嚴(yán)重。如來自市電的工頻干擾，它可以通過電源變壓器分布電容和各種電磁路徑對測試系統(tǒng)產(chǎn)生影響。 ②干擾噪聲的分類： 按噪聲傳導(dǎo)模式分類可分為：常模噪聲和共模噪聲。在這種線路里，噪聲電流和信號電流的路徑在往返兩條線上是一致的。（主要來自電網(wǎng)） ：又稱地感應(yīng)噪聲或不對稱噪聲。從本質(zhì)上講，這種噪聲是可以消除的。 ：由 L L CC1 組成的 LC 濾波電路。 (CBB 電容 CC1 對高頻分量起旁路作用 ) ：由共模扼流圈、 CC CC3 組成的兩路 LC 串聯(lián)濾波電路。若在輸入端 A、 B兩端加極性相同，幅值相等的共模信號電流時，有虛線所示的電流 I1172。（高壓瓷片電容 CC CC3 對高頻分量起旁路作用） 圖 共模扼流圈 L 的選?。? 理論上電感量越高對 EMI(電磁干擾 )抑制效果越好，但過高的電感量將使得截止頻率 f0 更低，而實際的濾波器只能做到一定 的帶寬，也就使高頻噪聲抑制的效果變差；另外，電感量越高，則線圈匝數(shù)越多，磁芯兩端的 ui 越高，這樣將造成低頻阻抗增加，匝數(shù)增加使分布的電容也隨之增大，使高頻電流全部經(jīng)此電容流通，過高的 ui 使磁芯記憶飽和。根據(jù)串聯(lián)諧振公式 f0=1/(2π ),則 L=1/(2π f0)2C，即 L1=L2=1/[(2**50000)2**106]=, 共模扼流圈=1/[(2**50000)2*2200*1012]=。 ① LM257512 A. LM2575 系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 1A 集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)部集成了一個固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構(gòu)成一種高效的穩(wěn)壓電路，可大大減 小散熱片的體積，而在大多數(shù)情況下不需散熱片；內(nèi)部有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等；芯片可提供外部控制引腳，是傳統(tǒng)三端式穩(wěn)壓集成電路的理想替代產(chǎn)品。 工作原理： LM2575 內(nèi)部框圖如圖 所示，從圖 中可以看出 LM2575 內(nèi)含 52kHz 振蕩器、基準(zhǔn)電路、熱關(guān)斷電路、電流限制電路、放大器、比較器及內(nèi)部穩(wěn)壓電路等。 外圍元器件的選擇： 電感的選擇：根據(jù)輸出電壓、最大輸入電壓 Vin(MAX)、最大負(fù)載電流 Load（ MAX）等參數(shù)選擇電感時可參照相應(yīng)的電感曲線圖來查找所需采用的電感值。 電容的選擇：輸入電容應(yīng)大于 47uF，并要求盡量靠近電路。該電路取 CC6=100uF/25V， CC7=330uF/25V。該電路選取肖特基二極管 IN5819=1A/40V。 ： 根據(jù) S 定義，濾波電容 : (uF) Ic 為電容放電電流，取 IC=IOmax=； t 為電容放電時間， t=T/2=1/(50x2)=； UIPP為穩(wěn)壓器輸入端等效的紋波電壓峰 峰值 ,取 4x103172。 ③直流側(cè) IC 濾波 圖 IC 濾波 該系統(tǒng)中對每一顆 IC 的 VCC 和 GND 之間接 的積層電容，以使電源電壓波的波紋及雜散信號有所旁路，不致影響該 IC 的正常運(yùn)行；同時也抵消導(dǎo)電電路的電感性，使整個電路具有較佳的穩(wěn)定性。 I2C 串行總線 I2C 串行總線 ① I2C 串行總線概述： I2C 總線是 PHLIPS 公司推出的一種串行總線，是具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線。當(dāng)總線空閑時，兩根線均為高電平，連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號變低，即各器件的 SDA 及 SCL 都是線“與”關(guān)系。（如圖 所示） 圖 I2C 總線數(shù)據(jù)傳輸時序 ： SCL 線為高電平期間， SDA 線由高電平向低電平的變化表示起始信號；SCL 線為高電平期間， SDA 線由低電平向高電平的變化表示終止信號。連接到 I2C 總線上的器件，若具有 I2C 總線的硬件接口，則很容易檢測到起始和終止信號。直到接收器件準(zhǔn)備好接收下一個字節(jié)時，再釋放 SCL 線使之為高電平，從而使數(shù)據(jù)傳送可以繼續(xù)進(jìn)行。數(shù)據(jù)傳送時，先傳送最高位（ MSB），每一個被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有 9 位）。（如圖 所示） 圖 I2C 總線數(shù)據(jù)傳送格式時序 分析：若由于某種原因從機(jī)不對主機(jī)尋址信號應(yīng)答時（如從機(jī)正在進(jìn)行實時性的處理工作而無法接收總線上的數(shù)據(jù)），它必須將數(shù)據(jù)線置于高電平，而由主機(jī)產(chǎn)生一個終止信號以結(jié)束總線的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時，它收到最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機(jī)發(fā)出一個結(jié)束傳送的信號。然后，從機(jī)釋放 SDA 線，以允許主機(jī)產(chǎn)生終止信號。 在起始信號后必須傳送一個從機(jī)的地址（ 7 位），第 8 位是數(shù)據(jù)的傳送方向位（ R/T），用“ 0”表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（ T），“ 1”表示主機(jī)接收數(shù)據(jù)（ R）。但是，若主機(jī)希望繼續(xù)占用總線進(jìn)行新的數(shù)據(jù)傳送，則可以不產(chǎn)生終止信號，馬上再次發(fā)出起始信號對另一從機(jī)進(jìn)行尋址。 A表示應(yīng)答， A 非表示非應(yīng)答（高電平）。 b、主機(jī)在第一個字節(jié)后，立即從從機(jī)讀數(shù)據(jù) S 從機(jī)地址 1 A 數(shù)據(jù) A 數(shù)據(jù) P c、在傳送過程中，當(dāng)需要改變傳送方向時，起始信號和從機(jī)地址都被重復(fù)產(chǎn)生一次，但兩次讀 /寫方向位正好反相。 (如圖 所示 ) 圖 AT24C02 引腳圖 圖中， SCL 為串行時鐘引腳； SDA 為串行數(shù)據(jù) /地址引腳； WP 為寫保護(hù) (當(dāng) WP 為高電平時，存儲器只讀；當(dāng) WP 為低電平時，存儲器可讀可寫 )； A0、 A A2 為片選或塊選。輸入 引腳內(nèi)接有濾波器，能有效抑制噪聲。 ① AT24C02 控制字節(jié)要求： AT24C02 的芯片地址如下圖， 1010 為固定， A0， A1， A2 正好與芯片的 1， 2， 3 引腳對應(yīng)，為當(dāng)前電路中的地址選擇線，三根線可選擇 8 個芯片同時連接在電路中，當(dāng)要與哪個芯片通信時傳送相應(yīng)的地址即可與該芯片建立連接，該系統(tǒng)中的三根地址線都為 0。 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W 注：主機(jī)發(fā)送地址時，總線上的每個從機(jī)都將這 7 位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同認(rèn)為自己正被主機(jī)尋址，根據(jù) R/W 位將自己確定為發(fā)送器或接收器。在一個系統(tǒng)中可能希望接入多個相同的從機(jī)，從機(jī)地址中可編程部分決定了可接入總線該類器件的最大數(shù)目。 圖 AT24C02 寫字節(jié)時序 ② AT24C02 寫字節(jié)操作： 在指定地址寫入 1 字節(jié)數(shù)據(jù)。 (AT24C02 寫字節(jié)時序如圖 所示 ) ③ AT24C02 讀字節(jié)操作： 指定 1 個需要讀取的存儲單元地址。 (AT24C02讀字節(jié)時序如圖 所示 ) ④ AT24C02 讀 \寫字節(jié)程序 void write_add(uchar address,uchar date) { start()。 //寫器件地址 respons()。//指向要寫的地址 (AT24C02 內(nèi)部 ) respons()。 //寫入數(shù)據(jù) respons()。 //停止信號 } 圖 AT24C02 讀字節(jié)時序 uchar read_add(uchar address) { uchar a。 //起始信號 writebyte(0xa