主要工作原理图如Figure 1 所示:移位寄存器,控制逻辑,晶振,时钟和RAM。在进行任何数据传输时,必须被制高电平(注意虽然将它置为高电平,内部时钟还是在晶振作用下走时的,此时,允许外部读写数据),在每个SCLK 上升沿时数据被输入,下降沿时数据被输出,一次只能读写一位,适度还是写需要通过串行输入控制指令来实现(也是一个字节),通过8 个脉冲便可读取一个字节从而实现串行输入与输出。最初通过8 个时钟周期载入控制字节到移位寄存器。如果控制指令选择的是单字节模式,连续的8 个时钟脉冲可以进行8 位数据的写和8 位数据的读操作,SCLK 时钟的上升沿时,数据被写入DS1302,SCLK 脉冲的下降沿读出DS1302 的数据。8 个脉冲便可读写一个字节。在突发模式,通过连续的脉冲一次性读写完7 个字节的时钟/日历寄存器(注意时钟/日历寄存器要读写完),也可以一次性读写8~328 位RAM 数据(可按实际情况读写一定数量的位,不必全部读写,两者的区别)。
③ DS1302的控制字节 控制指令:
控制指令(8 位)如Figure2 所示:
每个字节的传输是有控制字节指定的,控制字节的最高位Bit7 必须是‘1’,如果是‘0’,写入将被禁止,因此我们如果将这位置一,可以禁止写入。bit6 为‘0’则指定对时钟/日历寄存器控制读写操作,为‘1’则为
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RAM 区数据的控制读写操作,bir1~bit5 指定相关寄存器待进行输入输出操作,最低位bit0 指定是输入还是输出,为‘0’则为输入,相反则输入有效,输入输出根据脉冲的上升沿和下降沿串行进行(前面已经提到)。
复位以及时钟控制:
所有的数据传输在置一时进行(反复强调), 输入信号有两种功能: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 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST 为高电平时,所有的数据传送被初始化,允许对DS1302 进行操作。如果在传送过程中RST 置为低电平,则会终止此次数据传送,I/O 引脚变为高阻态。上电运行时,在Vcc≥2.5V 之前,RST 必须保持低电平。只有在SCLK 为低电平时,才能将RST 置为高电平。I/O 为串行数据输入输出端(双向)。SCLK 始终是输入端。
④ DS1302的寄存器 突发模式:
上面已经提到过的突发模式可以指定为任何时钟/日历或RAM 的寄存器,与以前一样,位6 指定时钟或RAM,位0 指定读或写。读取或写入的突发模式开始在位0 地址0 。对于DS1202 来说,在突发模式下写时钟寄存器,起始的8 个寄存器用来写入相关数据,必须写完。然而,在突发模式下写RAM 数据时,没有必要全部写完。每个字节都将被写入而不论31 字节是否写完。 (3) DS1302的应用
如图
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4.温度模块 (1)LM35简介
在自动控制、机电整合的应用中,温度的测量为常见的需求,感测温度的產品有多种型态,依特性可概分为膨胀变化型、颜色变化型、电阻变化型、电流变化型、电压变化型、频率变化型?等,常见的电压变化型的温度传感器有LM35、LM335,其不同点为 LM35 之输出电压是与摄氏温标呈线性关係,而 LM335 则是与凯氏温标呈线性关系。由於摄氏温标较常使用,因此本文将针对LM35做介绍。 ①LM35原理
LM35 是由National Semiconductor 所生产的温度传感器,其输出电压与摄氏温标呈线性关系,转换公式如式,0 时输出为0V,每升高1℃,输出电压增加10mV。LM35 有多种不同封装型式,外观如图所示。在常温下,LM35 不需要额外的校准处理即可达到 ±1/4℃的准确率。 其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,其接脚如图所示,正负双电源的供电模式可提供负温度的量测;两种接法的静止电流-温度关系如图 所示,在静止温度中自热效应低(0.08℃),单电源模式在25℃下静止电流约50μA,工作电压较宽,可在4—20V的供电电压范围内正常工作非常省电。
TO-92封装引脚 SO-8 IC式封装引脚图 ②实际应用
接下来实际对LM35进行应用,测试使用单电源模式,先用放大器做一个电压更随器,並且将输出以同相放大器放大十倍,如图的电路。
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(2)LM358 简介
①概述
LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358 的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
②特性
?",内部频率补偿
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?",直流电压增益高(约100dB) ?",单位增益频带宽(约1MHz)
?",电源电压范围宽:单电源(3—30V);双电源(±1.5 一±15V) ?",低功耗电流,适合于电池供电 ?",低输入偏流
?",低输入失调电压和失调电流 ?",共模输入电压范围宽,包括接地 ?",差模输入电压范围宽,等于电源电压范围 ③实际应用
接下来实际对LM358进行应用,测试使用单电源模式,先用放大器做一个电压更随器,並且将输出以同相放大器放大十倍,如图的电路。
(3)AD0804简介
①A/D转换器相关知识
所谓A/D 转换器就是模拟/数字转换器(ADC),是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端可以是传感器或转换器的输出,而ADC 的数字信号也可能提供给微处理器,以便广泛地应用。
②性能
8 位COMS 依次逼近型的A/D 转换器. 三态锁定输出 存取时间:135US 分辨率:8位 转换时间:100US
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