監控電路
X5043/45監控電路集上電復位、看門狗定時器、電源電壓監控、分塊保護的EEPROM于一體,是解決單片機系統中抗干擾和數據長期可*保存等問題的首選器件,特別適合在單片機測控系統中應用。
渦街流量計X5043/45的功能框圖如圖1所示,其主要性能包括：
上電復位功能:在電源電壓低于檢測門限時,RESET引腳輸出有效復位信號,當電源電壓上升高于檢測門限時,復位信號延時200ms后變為無效。
電壓監控功能:當電源電壓低于檢測門限時,使上電復位電路產生復位信號,復位信號至Vcc=1v有效。
復位門限電壓：門限電壓在出廠時設定為一標準值,對Vcc=5V±10%的芯片,門限為4.25V—4.5V。該值也可由用戶自行設定,可編程范圍為1.7V—5.0V。
看門狗定時器:可編程為1.4s、600ms、200ms或禁止。在非禁止狀態,若在定時周期內CS端沒有出現由高至低電平變化,RESET端將輸出200ms的有效復位信號,防止程序跑飛或進入死循環。
可分段保(bao)護(hu)的CMOS串行EEPROM:512字節,每個字節可擦寫10萬次以(yi)(yi)上,內部數(shu)據可保(bao)存100年以(yi)(yi)上。
X5043/45內有一個8位指令寄存器,對該芯片的所有操作都需要通過對指令寄存器寫命令來完成;一個狀態寄存器,確定EEPROM的塊保護地址范圍及看門狗定時器的超時周期。
控制器電路設計
控制器(qi)(qi)電路原理圖如(ru)圖2所示。控制器(qi)(qi)由單片機(ji)89C51、X5045監(jian)控電路、數字溫(wen)度傳感器(qi)(qi)DS1820、鍵盤、輸出繼電器(qi)(qi)、報(bao)警(jing)單元(yuan)、顯示電路組(zu)成。
X5045的(de)(de)WP(寫保護輸(shu)入)接(jie)Vcc,RESET端接(jie)89C51的(de)(de)RESET,CS(片(pian)選)、SO(串行輸(shu)出)、SI(串行輸(shu)入)、SCK(串行時(shi)(shi)鐘輸(shu)入)與89C51的(de)(de)P2口(kou)相連。由89C51控制其工(gong)作狀態(tai)和數據(ju)傳輸(shu)。利用X5045的(de)(de)EEPROM記憶功(gong)能保存(cun)設定的(de)(de)參數;X5045的(de)(de)上(shang)電(dian)復(fu)位功(gong)能、電(dian)壓(ya)監控功(gong)能,消除(chu)電(dian)源(yuan)通斷(duan)瞬時(shi)(shi)及電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)波動(dong)時(shi)(shi)造成的(de)(de)系統死機(ji)(ji)、數據(ju)誤寫及誤動(dong)作等故障;X5045的(de)(de)看門狗能消除(chu)現場應用中干擾造成的(de)(de)死機(ji)(ji)。
采用DS1820數字溫度傳感器檢測冷庫溫度,與89C51串行通信,電路結構簡單,不用校正傳感器,其溫度測定范圍為-55℃-125℃。鍵盤S1-S6可設定或修改冷庫的各項控制參數：包括除霜周期、除霜時間、溫度上限、溫度下限。按S3-S6鍵,顯示5秒對應的設定參數。在參數設定狀態,可通過S3-S6及+鍵S1、-鍵S2,進行參數修改,修改后的參數存入X5045的EEPROM存儲器。開關S7為狀態選擇,S7合向強制除霜,強制進入除霜狀態,并停止制冷機工作;當開關合向參數設定,進入參數設定狀態;S7在中間位置時,冷庫正常運行。制冷除霜控制分別經繼電器輸出,控制壓縮機制冷和加熱器除霜。報警單元由軟件控制,提供報警功能。89C51的串行輸出經驅動電路74LS164(圖中未畫出)控制3位數碼顯示,正常工作時顯示冷庫溫度;參數設定時,顯示所設定的參數。三只發光管分別指示控制器的三種工作狀態：制冷、除霜、設定。
軟件設計
控制(zhi)器上(shang)電(dian)先運行初始(shi)化程序(xu),單片機(ji)從X5045的(de)EEPROM中讀(du)入設定(ding)的(de)各項控制(zhi)參數。檢測并顯(xian)示冷(leng)庫(ku)溫度(du)。延時5分鐘,以(yi)避免因(yin)短(duan)時斷電(dian)造成的(de)制(zhi)冷(leng)機(ji)啟動(dong)困難。此后進行控制(zhi)鍵(jian)S7檢測,鍵(jian)盤檢測,除霜周期檢測,冷(leng)庫(ku)溫度(du)調節,循環執行以(yi)上(shang)過(guo)程。
控制鍵S7檢測：如果S7在強制除霜狀態,停止制冷機工作,接通加熱器強制除霜,除霜指示燈亮,檢測并顯示冷庫溫度;如果S7在參數設定狀態,運行參數設定程序,設定指示燈亮;S7在中間位置時,控制器進入自動控制方式。
鍵盤檢測：分別按除霜周期、除霜時間、溫度上限、溫度下限等四個鍵時,顯示對應的設定參數5秒鐘。
除霜周期檢測：若除霜周期到,停止制冷機工作,根據除霜時間接通加熱器除霜,除霜指示燈亮,檢測并顯示冷庫溫度。
冷庫溫度調節：根據設定的溫度上限、溫度下限控制制冷機啟停,將冷庫的溫度控制在設定的范圍內。若溫度超過溫度上限1度,或溫度低于溫度下限1度,則啟動報警器。
參數設定時(shi),維持運行(xing)狀態不變;通過S3-S6及+、-鍵,進行(xing)參數修改(gai),修改(gai)后(hou)的參數存(cun)入X5045的EEPROM存(cun)儲器。
X5045除記憶設定的各項控制參數外,還肩負著上電復位、電壓監控、看門狗功能,在系統中起著重要作用。下面簡介對X5045的編程。
對X5045編程應注意以下幾點：(1)所有指令、地址、數據傳送均是最高位在先。(2)寫存貯器一次最多16個字節,且在一頁內。(3)一條寫指令傳送完畢,CS變為高電平后應延時10ms以上,以保證X5043/45完成內部寫操作。(4)SCK上升沿鎖存輸入,SCK下降沿使數據輸出有效。
(5)WRDI指令、上電(dian)、存(cun)貯器(qi)寫、狀態字(zi)(zi)寫之后,會(hui)自動(dong)禁止以后的寫操作(包括(kuo)狀態字(zi)(zi)),在寫狀態寄存(cun)器(qi)或存(cun)貯器(qi)之前應(ying)先(xian)發送WREN命令。
