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基于SPCE061A的超低功耗电子温度计设计

摘要:系统选用静态2μW的单片机作为主控单元,低温度传感器DS18B20采集温度,时钟芯片DS1302提供时间,HT1621D驱动玻璃片实现时间的显示。且系统具有温度控制功能,短时间内可将温度稳定在设定值。系统可通过串口与PC通信,由可视化界面显示温度随时间的变化,形象直观。整机系统可根据需要一键唤醒或进入静态。系统实现了温度时间的显示,测试结果表明:分辨率、、显示和温度控制均达到要求。
关键词:;低功耗;DS18B20;DS1302;HT1621D

本为参加我院制作比赛而作。其的基本要求是:制作一个功耗,实现温度、时间的显示。要求系统温度误差小于0.5℃,静态功耗小于5μW。

1 总体设计方案
根据题目设计要求,可从硬件选用及软件编程方面降低功耗。系统可分为控制模块、测温模块、时间模块、驱动显示模块、温度控制与通信模块等,整体框图如图1所示,各模块的实现方案如下:


1.1 控制模块
选用型单片机。SPCE061A是一款16位单片机,静态功耗为2μW。该单片机具有一键唤醒功能,需要时可将单片机置于休眠状态,可有效节省能量,且不用的端口可设为输出状态,进一步降低功耗。时钟频率可根据需要进行修改。系统默认时钟为24.756.MHz,CPU时钟具奄fosc,fosc/2,fosc/4,fosc/8,fosc/16,fosc/32,fosc/64可选,降低CPU时钟频率,可有效降低功耗,但会降低系统效率,可根据需要进行选择。
1.2 显示模块
采用6位LCD数码显示玻璃片HT1621D,可满足低功耗要求。
1.3 时钟模块
采用低功耗的实时时钟芯片DS1302实现时钟。DS1302芯片可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年等进行计数,且精度高,8个字节的高速暂存RAM作为数据暂存区,工作电压为2.5~5.5 V范围内,2.5 V时耗电小于300 nA。
1.4 测温模块
采用数字式温度传感器DS18B20。此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输,易于与单片机连接,可以去除A/D模块,降低硬件成本,简化系统电路。另外,DS18B20测温范围为-55~+125℃,固有测温分辨率为0.5℃,具有测量范围广、测量精度高等优点。
1.5 通信模块
MAX232芯片是目前应用较为广泛的电平转换器件,可以为RS 232端口提供双向电平转换。
综上所述,本设计具体框图如图2所示。



2 系统的硬件设计
2.1 单片机
单片机系统是整个硬件系统的核心,既是协调整机工作的控制器,又是数据处理器。采用凌阳SPCE061A具体不再细述。 (责任编辑:admin)