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X9241在蓄電池監(jiān)控單元中的應(yīng)用(圖)

發(fā)布時間:2007/8/24 0:00:00 訪問次數(shù):463


作者:徐小杰 侯振義

  摘 要: 本文在對數(shù)字電位計X9241進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,提出了一種適用于蓄電池監(jiān)控單元的測量量程在線轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)方案,并對其硬件設(shè)計、軟件編程等方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

  關(guān)鍵詞: 蓄電池;監(jiān)控單元;量程轉(zhuǎn)換;在線

  在智能化儀器的開發(fā)過程中,如何實現(xiàn)測量量程的在線轉(zhuǎn)換,一直是人們所關(guān)注的問題。通常的轉(zhuǎn)換方法是采用程控增益放大器,或者是多路輸入的形式,這必然以增加電路的復(fù)雜性和降低可靠性作為代價。因此,本設(shè)計方案的蓄電池監(jiān)控單元中采用了數(shù)字電位計X9241來實現(xiàn)測量量程的在線轉(zhuǎn)換。

    數(shù)字電位計X9241 X9241的基本功能

  XICOR公司的X9241內(nèi)部集成了四個非易失性E2POT。其中每一個E2POT包含有63個電阻單元,一個滑動端計數(shù)寄存器(WCR)和四個可以由用戶讀出和寫入的8位數(shù)據(jù)寄存器;瑒佣擞嫈(shù)寄存器的內(nèi)容用來控制滑動端在電阻陣列中的位置,并且可以和數(shù)據(jù)寄存器之間進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。

    X9241的通信規(guī)約與工作時序

  X9241支持雙總線的定向規(guī)約,這一規(guī)約規(guī)定了向總線傳送數(shù)據(jù)時為發(fā)送器,而從總線接收數(shù)據(jù)時為接收器,在這一過程中,控制傳輸?shù)钠骷侵鳈C(jī),而被控制的器件則為從機(jī)。在本方案中,啟動數(shù)據(jù)的傳輸以及提供時鐘等功能都由單片機(jī)提供,因此在這里X9241是一個從屬器件。

圖1 X9241的工作時序

圖2 X9241與AT89C51接口電路

圖3 在線量程轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)電路

    對X9241進(jìn)行一次成功的操作必須包括以下幾個步驟:

  起始條件:當(dāng)SCL為高時SDA由高至低的跳變;

  應(yīng)答:在主從器件的總線間提供一個握手信號,以表示數(shù)據(jù)接收成功。單片機(jī)在發(fā)送8位數(shù)據(jù)以后釋放SDA總線(置SDA為1),同時X9241將在第九個時鐘周期內(nèi)把SDA線拉低,作為成功的接收了前8位數(shù)據(jù)的響應(yīng);

    終止條件:當(dāng)SCL為高時SDA由低至高的跳變。

  具體的工作時序如圖1所示。

    X9241與AT89C51接口

  由于常用的AT89C51系列處理器沒有I2C接口部件,與X9241的接口很不方便。仔細(xì)分析圖1的工作時序,可以通過通用I/O總線和一個定時器來模擬I2C總線的功能,即采用P1口的兩根線分別作為SDA和SCL總線,通過定時器1產(chǎn)生所需要的時鐘。具體電路連接如圖2所示。

    下面就以向滑動端計數(shù)寄存器寫入一次值的三字節(jié)指令為例,給出具體的程序:

  SCL BIT P1.6

  SDA BIT P1.7

  MAIN:

  ……

  MOV TMOD,#02H ;置定時工作方式2,

  定時

  MOV TH0,#0E8H

  MOV TL0,#0E8H

  SETB EA ;開中斷

  SETB ET0

  SETB TR0

  SETB SCL ;開始一次操作

  SETB SDA

  CLR SDA

  MOV A,#50H ;選擇從器件

  ACALL WRTA

  MOV A,#0C0H ;設(shè)置寫指令格式

  ACALL WRTA

  MOV A,#3FH ;為WCR賦值

  ACALL WRTA

  JNB SCL,$ ;結(jié)束本次操作

  SETB SDA

  CLR SDA

  WRTA: MOV R2,#08H

  WRTA0: JB SCL,$ ;等待時鐘信號上跳沿

  RLC A ;將數(shù)據(jù)逐次送入數(shù)字電位器

  MOV SDA, C

  JNB SCL, $

  DJNZ R2, WRTA0

  JB SCL, $ ; 等待數(shù)字電位器的接收應(yīng)答

  SETB SDA

  JB SDA, $

  JNB SCL, $

  RET

  INT: CPL P1.6 ;取反,產(chǎn)生所需時鐘信號

  RETI

  ……

    X9241在蓄電池監(jiān)控單元中的應(yīng)用

  從理論上講,利用數(shù)字電位計可以實現(xiàn)任意量程的轉(zhuǎn)換。但由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器精度的限制以及蓄電池監(jiān)控單元高實時性的要求,選取過多的轉(zhuǎn)換點(diǎn)反而會收到事倍功半的效果。通過試驗發(fā)現(xiàn),只需要1:1,1:2,1:5,1:10,1:20,和1:50六種量程就可以保證輸入信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的2/3量程附近,因此,在這里巧妙的利用了滑動端


作者:徐小杰 侯振義

  摘 要: 本文在對數(shù)字電位計X9241進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,提出了一種適用于蓄電池監(jiān)控單元的測量量程在線轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)方案,并對其硬件設(shè)計、軟件編程等方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

  關(guān)鍵詞: 蓄電池;監(jiān)控單元;量程轉(zhuǎn)換;在線

  在智能化儀器的開發(fā)過程中,如何實現(xiàn)測量量程的在線轉(zhuǎn)換,一直是人們所關(guān)注的問題。通常的轉(zhuǎn)換方法是采用程控增益放大器,或者是多路輸入的形式,這必然以增加電路的復(fù)雜性和降低可靠性作為代價。因此,本設(shè)計方案的蓄電池監(jiān)控單元中采用了數(shù)字電位計X9241來實現(xiàn)測量量程的在線轉(zhuǎn)換。

    數(shù)字電位計X9241 X9241的基本功能

  XICOR公司的X9241內(nèi)部集成了四個非易失性E2POT。其中每一個E2POT包含有63個電阻單元,一個滑動端計數(shù)寄存器(WCR)和四個可以由用戶讀出和寫入的8位數(shù)據(jù)寄存器;瑒佣擞嫈(shù)寄存器的內(nèi)容用來控制滑動端在電阻陣列中的位置,并且可以和數(shù)據(jù)寄存器之間進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。

    X9241的通信規(guī)約與工作時序

  X9241支持雙總線的定向規(guī)約,這一規(guī)約規(guī)定了向總線傳送數(shù)據(jù)時為發(fā)送器,而從總線接收數(shù)據(jù)時為接收器,在這一過程中,控制傳輸?shù)钠骷侵鳈C(jī),而被控制的器件則為從機(jī)。在本方案中,啟動數(shù)據(jù)的傳輸以及提供時鐘等功能都由單片機(jī)提供,因此在這里X9241是一個從屬器件。

圖1 X9241的工作時序

圖2 X9241與AT89C51接口電路

圖3 在線量程轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)電路

    對X9241進(jìn)行一次成功的操作必須包括以下幾個步驟:

  起始條件:當(dāng)SCL為高時SDA由高至低的跳變;

  應(yīng)答:在主從器件的總線間提供一個握手信號,以表示數(shù)據(jù)接收成功。單片機(jī)在發(fā)送8位數(shù)據(jù)以后釋放SDA總線(置SDA為1),同時X9241將在第九個時鐘周期內(nèi)把SDA線拉低,作為成功的接收了前8位數(shù)據(jù)的響應(yīng);

    終止條件:當(dāng)SCL為高時SDA由低至高的跳變。

  具體的工作時序如圖1所示。

    X9241與AT89C51接口

  由于常用的AT89C51系列處理器沒有I2C接口部件,與X9241的接口很不方便。仔細(xì)分析圖1的工作時序,可以通過通用I/O總線和一個定時器來模擬I2C總線的功能,即采用P1口的兩根線分別作為SDA和SCL總線,通過定時器1產(chǎn)生所需要的時鐘。具體電路連接如圖2所示。

    下面就以向滑動端計數(shù)寄存器寫入一次值的三字節(jié)指令為例,給出具體的程序:

  SCL BIT P1.6

  SDA BIT P1.7

  MAIN:

  ……

  MOV TMOD,#02H ;置定時工作方式2,

  定時

  MOV TH0,#0E8H

  MOV TL0,#0E8H

  SETB EA ;開中斷

  SETB ET0

  SETB TR0

  SETB SCL ;開始一次操作

  SETB SDA

  CLR SDA

  MOV A,#50H ;選擇從器件

  ACALL WRTA

  MOV A,#0C0H ;設(shè)置寫指令格式

  ACALL WRTA

  MOV A,#3FH ;為WCR賦值

  ACALL WRTA

  JNB SCL,$ ;結(jié)束本次操作

  SETB SDA

  CLR SDA

  WRTA: MOV R2,#08H

  WRTA0: JB SCL,$ ;等待時鐘信號上跳沿

  RLC A ;將數(shù)據(jù)逐次送入數(shù)字電位器

  MOV SDA, C

  JNB SCL, $

  DJNZ R2, WRTA0

  JB SCL, $ ; 等待數(shù)字電位器的接收應(yīng)答

  SETB SDA

  JB SDA, $

  JNB SCL, $

  RET

  INT: CPL P1.6 ;取反,產(chǎn)生所需時鐘信號

  RETI

  ……

    X9241在蓄電池監(jiān)控單元中的應(yīng)用

  從理論上講,利用數(shù)字電位計可以實現(xiàn)任意量程的轉(zhuǎn)換。但由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器精度的限制以及蓄電池監(jiān)控單元高實時性的要求,選取過多的轉(zhuǎn)換點(diǎn)反而會收到事倍功半的效果。通過試驗發(fā)現(xiàn),只需要1:1,1:2,1:5,1:10,1:20,和1:50六種量程就可以保證輸入信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的2/3量程附近,因此,在這里巧妙的利用了滑動端

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