基于C8051F040多路浸水時刻記錄電路設(shè)計
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1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
基于C8051F040多路浸水時刻記錄電路硬件部分由6個主要模塊組成：浸水傳感器、信號電平轉(zhuǎn)換電路、達(dá)接斯時鐘模塊、串行存儲器M25P80模塊、單片機(jī)C8051F040模塊和CAN通訊模塊。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
1．1 單片機(jī)08051F040
C8051F040由美國Silicon Labs公司設(shè)計，對原51單片機(jī)內(nèi)核進(jìn)行了較大改造，由原來12個時鐘執(zhí)行一條指令，改進(jìn)為一個時鐘執(zhí)行一條單周期指令，多數(shù)指令執(zhí)行的時鐘周期數(shù)與指令的Byte數(shù)相同，使得該款單片機(jī)的運(yùn)行速度大幅提高。C8051F040具有64個數(shù)字I／O引腳，片內(nèi)集成了一個CAN2．0B控制器。主要特性如下：(1)高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的CIP-51內(nèi)核(可達(dá)25 MI·s-1)。(2)控制器局域網(wǎng)(CAN 2．0B)控制器，具有32個消息對象，每個消息對象有其自己的標(biāo)識。(3)硬件實現(xiàn)的SPI、SMBus／I2C和兩個UART串行接口。(4)5個通用16位定時器。(5)具有6個捕捉／比較模塊的可編程計數(shù)器／定時器陣列。
1．2 浸水傳感器及電平轉(zhuǎn)換電路
浸水傳感器采用自行研制的浸水模塊，該模塊接口簡單，只需5根線分別為：浸水傳感器測試點A、浸水傳感器測試點B、供電電源24V、供電電源地、感應(yīng)輸出OUT24V。當(dāng)浸水傳感器測試點A和浸水傳感器測試點B接觸或之間有水使A、B導(dǎo)通，這樣A、B間的電阻由無窮大變?yōu)閹爪干踔亮?。通過比較電路從而輸出供電電壓24 V，而單片機(jī)C8051F040I／O口能夠承受的電壓僅為5 V。電平轉(zhuǎn)換電路采用光電隔離芯片TLP28 1-4電路圖如圖2所示。
1．3 時鐘芯片DS12887
DS12887是美國達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司推出的時鐘芯片，采用CMOS技術(shù)制成，把時鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部。采用DS12887芯片設(shè)計的時鐘電路無需外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。DS12887芯片具有微耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，可廣泛用于各種需要較高精度的實時時鐘場合中。其主要功能如下：(1)內(nèi)含一個鋰電池，斷電后運(yùn)行10年以上不丟失數(shù)據(jù)。(2)計秒、分、時、天、星期、日、月、年，并有閏年補(bǔ)償功能。(3)二進(jìn)制數(shù)碼或BCD碼表示時間、日歷和定鬧。(4)12小時或24小時制，12小時時鐘模式帶有PWM和AM指導(dǎo)，有夏令時功能。(5)Motorola5和Inatael總線時序選擇。
DS12887有4個狀態(tài)控制寄存器，它們在任何時間都可訪問，即使更新周期也不例外。具體電路連接圖如圖3所示。
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