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放数据的RAM寄存器,其大小为33*4。DS1302是对DS1202的升级,与DS1202芯片兼容,又增加了主电源/后背电源双电源引脚,同时具有对后背电源进行涓细电流充电的能力。
2.3.2 DS1302引脚功能与内部结构
DS1302的引脚功能如表1所示,外形及内部结构如图所示:
引脚号 引脚名称 VCC2 X1、X2 GND RST I/O SCLK VCC1 功能 主电源 振荡源,外接32768Hz晶振 地线 复位/片选线 串行数据输入/输出端(双向) 串行时钟输入端 后备电源 1 2、3 4 5 6 7 8 表2-4 DS1302引脚功能表
图2-5 DS1302管脚图及内部结构图
2.3.3 DS1302的控制字
DS1302的控制字节如图2所示:
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7 6 5 4 3 2 1 0 RAM 1 CK A4 A3 A2 A1 A0 RD W 表2-5 DS1302控制字节的含义
作为控制字节的最高有效位(位7)要求必须是逻辑1,假如它为0,那么就不能向DS1302中写入数据。如果位6如果为0,那么就表示存取日历时钟数据,如果位6为1则表示存取RAM数据;从位5到位1表示操作单元的地址;作为最低有效位(位0)其值如果是0则表示将要进行写操作,为1则表示将要进行读操作,其控制字节总是从最低位开始输出。 2.3.4 DS1302的复位引脚
如果要启动一次数据传输过程,只需要把RST从低电平变成高电平。 RST的输入有两种功能:首先,RST接通控制逻辑,允许地址/命令序列送入移位寄存器;其次,RST提供了一种终止单字节或终止多字节数据的传送手段。当将RST置为高电平时,所有的数据传送瞬时被初始化,允许对DS1302进行操作。假如在传送过程中将RST置为低电平,则会终止这一次的数据传送,并且此时的I/O引脚将变为高阻态。在上电运行的时候,在Vcc≥2.6V之前,管脚RST必须要保持为低电平。只有在SCLK为低电平的情况下,才能将RST置为高电平。 2.3.5 DS1302的数据输入输出
当在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时数据被写入DS1302,数据输入从低位即位0开始。同样,在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据,读出数据时从低位0位至高位7,数据读写时序如图2-6所示:
SCLKRST0I/O1234567014567R/WA0A1A2A3A4R/C1DATA I/O BYTE1DATA I/O BYTE2
图2-6 数据读写时序
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2.4 PT100性能参数及工作原理
目前在工业生产现场使用最广泛的温度传感器主要有热电偶和热电阻,这里使用铂热电阻 Pt100传感器. 2.4.1 性能参数
Pt100 作为正温度系数的温度传感器,它是一种热敏电阻传感器,主要技术参数如下:测量范围:-190℃~+840℃; 允许偏差值(℃):A 级±(0.15+0.002│t│), B 级±(0.30+0.005│t│); 它的最小置入深度为:PT100的最小置入深度大于等于201mm; 它的允通电流 小于等于5.01mA。 除此之外,这种温度传感器还拥有抵抗振动、稳定性能好、准确度高、耐高压等突出特点。PT100热敏电阻的线性较好,在0~100 摄氏度之间变化时,最大非线性偏差小于0.5 摄氏度。
铂热电阻阻值与温度关系为:
式中,A=0.00390802;B=-0.000000580;C=0.0000000000042735。可见Pt100 在
常温0~100摄氏度之间变化时线性度非常好,其阻值表达式可近似简化为:RPt=100(1+At),当温度变化1 摄氏度,Pt100 阻值近似变化0.39 欧。
表2-7 Pt100 的分度表(0℃~100℃)
2.4.2工作原理
整个前端放大电路采用LM358 运算放大器,由于单级放大倍数过高会带来非线性的误差,其放大电路设计采用两级放大,如图 5.1 所示,前一级约为11 倍,后
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一级约为4倍。温度在0~99 度变化,当温度上升时,Pt100热敏电阻的阻值会变大,输入放大电路的差分信号也会随之变大,放大电路的输出电压相对也会升高。
R2、R3、R4 和Pt100 组成传感器测量电桥,为了保证电桥的电压输出的稳定性,将输入电桥的电压通过TL431 稳定至2.5V。此时从电桥获得的差分信号通过两级放大电路放大后输入到STC89C52。电桥的一个桥臂采用可调电阻R4,通过调节R4 可以调整输入到运放的差分电压信号大小,通常用于调整零点。
注意:虽然电桥部分已经经过TL431 稳压,但是整个模块的电压VCC 一定要稳定,否则随着VCC 的波动,运放LM358 的工作电压波动,输出电压Av 随之波动,最后导致A/D 转换的结果波动,测量结果上下跳变。
图2-7 PT100测温前级放大电路
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