1、基于 PIC32 的温度与振动测试系统摘 要PIC32 单片机系列,是美国微芯科技公司推出的全新 32 位单片机，具有实用、指令集小、体积小、功耗低、速度高、功能强、抗干扰能力强等特点，能够在最高 80 MHz频率下运行，提供强大的代码及数据存储能力，具有最大 512 KB 的闪存和 32 KB 的RAM。在人类的生活环境中和工业生产中，温度和加速度扮演着极其重要的角色。所以及时准确获得目标的温度、加速度信息是十分重要的，而随着单片机的产生，发展和不断完善，它具有体积小、功能强、性价比高等特点，在应用于电子仪表、家用电器、工业控制等诸多测试领域，并且随着数字技术的发展，各样的测试芯片也相应的登
2、上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。本文采用 PIC32 单片机，设计了对温度与振动参量进行测量的嵌入式系统。论文给出了硬件设计中的原理图，包括电源模块、微处理器模块，I2C、SPI 与数字传感器的接口，阐述了具体实现功能，并介绍了数字传感器访问的软件流程图。最后进行了设计总结。关键字 PIC32 单片机，温度及振动传感器，SPI 总线,I2C 总线中北大学 2010 届毕业设计说明书Based on the PIC32 temperature and vibration test systemAbstractPIC32 MCU family is Microchip Techn
3、ology Inc. Which introduced a new 32-bit microcontroller, practical, instruction set small, small size, low power consumption, high speed, powerful functions and strong anti-interference ability, and can at the highest 80 MHzFrequency of operation, provide a strong code and data storage capacity wit
4、h maximum 512 KB of flash memory and 32 KB of RAM.The living environment of human and industrial production, temperature and acceleration plays a very important role.Therefore and accurately obtain the target when the temperature, acceleration information is very important, and as single chip produc
5、tion, development and continuousPerfect, it has a small, strong function, cost performance, applied to electronic equipment, household appliances, industrial control and many other tests in the field, and with the development of digital technology in all aspects of the test chip is also the history
6、of the corresponding board stage, can be in industry, agriculture and other fields is widely used.Therefore, the test system based on single chip both in theoretical research on the production or utilization in real life has an important research significance.In this paper, PIC32 microcontroller des
7、ign parameters on the temperature and vibration measurements of embedded systems.Papers to Out of the hardware design schematics, including power modules, the microprocessor module, I2C, SPI and digital sensor connected I expounded the concrete realization of functions, and introduced a digital sens
8、or to access the software flow chart.Finally, I make a design Summary.Keyword PIC32 microcontroller, temperature and vibration sensor, SPI bus, I2C bus目 录1 绪论 .11.1 课题的研究背景及发展状况 .11.2 课题的研究意义 .21.3 课题研究的主要内容 .32 总体方案设计 42.1 方案比较与论证 .42.2 方案选择 .52.3 与设计相关的总线介绍 .52.31 I2C 总线 .52.32 SPI 总线 .63 系统硬件设计 9
9、3.1 硬件设计 .93.11 单片机的复位电路 .93.12 去耦电容电路 103.13 供电电路 .113.2 芯片介绍 123.21 主控芯片 123.22 附属芯片 .174 系统软件设计 .264.1 主程序部分 264.2 同步串行通信发送接收程序 274.21 I2C 的接受发送程序设计 274.22 SPI 接收发送程序设计 .314.3 温度采样子程序 354.4 加速度采样子程序 38总结 .40附录 A41参考文献 .42致谢 .431 绪论1.1 课题的研究背景及发展状况单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小功能强、性价比高等特点，所以
10、广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化。单片机自 70 年代问世以来得到蓬勃发展，目前单片机功能正日渐完善，主要表现为，单片机集成越来越多资源，内部存储资源日益丰富，用户不需要扩充资源就可以完成项目开发，不仅是开发简单，产品小巧美观，系统也更加稳定，目前该方向即是发展为 SOC(片上系统)。单片机抗干扰能力加强，使的它更加适合工业控制领域，具有更加广阔的市场前景。并且单片机提供在线编程能力，加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得宝贵时间。在人类的生活环境中，温度和加速度扮演着极其重要的角色。温度和加速度也是工业生产中常见的工艺参数之
11、一，任何物理变化和化学反应过程都与温度和加速度有着一定联系，因此温度和加速度控制是生产自动化的重要任务。所以人们通过实践已越来越认识到测试技术的重要性，国内测试技术也已有了很大的发展，现在已基本上采用了标准化、模块化设计体制。已从 CAMAC、PC 总线、STD 总线向 VXI、PXI 总线发展，从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展，并先后研制出国产化 VXI 模件、VXI 测试系统及 PXI 系统，使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。在航天器、武器系统的单元系统中也设计了自检测功能，但在实用的自动测试系统中，尤其在武器系统的测试中，缺少实用的人工智能测试技术，故障诊断水平低、
12、实用性差、网络化水平低。从测试体制的变革方面，国内尚没有边缘扫描技术和完善的智能内装测试系统。因此，与国外还有一定的差距。十余年来，测试技术的发展在如下两个方面最为突出：1、传感器技术的迅速发展材料科学是传感器技术的重要基础。材料科学的迅速发展使越来越多的物理和化学现象被应用，并可按人们所要求的性能来设计、配方和制作敏感元件。各类新型传感器的发现和开发，不仅使传感器性能进一步加强，也使可测参量大大增多。如用各种配方的半导体氧化物制造各种气体传感器，应用光导纤维，液晶和生物功能材料制造光纤传感器、液晶传感器和生物传感器，用稀土超磁致伸缩材料制造微位移传感器等。微电子学、微细加工技术及集成化工艺的
13、发展，使传感器逐渐小型化、集成化、智能化和多功能化。如用微细加工可使被加工的半导体材料尺寸达到光的波长级；集成化工艺将同一功能的多个敏感元件排列成线型、面型的传感器，同时进行同一参数的多点测量，或将不同功能的多个敏感元件集成为一体，组成可同时测量多种参数的传感器或将传感器与预处理电路甚至微处理器集成为一体，成为有初等智能的所谓智能化传感器。2、测试仪器微机化、智能化数字信号处理方法、计算机技术和信息处理技术的迅速发展，使测试仪器发生了根本性的变革，以微处理器为核心的数字式仪器能大大提高测试系统精度、速度、测试能力和工作效率，有高的性能价格比及可靠性，已成为当前测试仪器的主流。目前数字式仪器正向
14、标准接口总线的模块化插件式发展，向具有逻辑决断、自校准、自适应控制和自动补偿能力的智能化仪器发展，向用户自己构造所需功能的所谓虚拟仪器发展。机械工程领域的各个方面，包括产品设计，开发、性能试验、自动化生产、智能制造、质量控制、加工动态过程的深入研究、机电设备状态监测、故障诊断和智能维修等都以先进的测试技术为重要支撑。测试技术的先进性已是一个地区、一个国家科技发达程度的重要标志之一，测试技术已是一个企业、一个国家参与国内、国际市场竟争的一项重要基础技术。 可以肯定，测试技术的作用和地位在今后将更加重要和突出。1.2 课题的研究意义单片机的产生，发展和不断完善，它具有体积小、功能强、性价比高等特点
15、，在应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多测试领域，使产品小型化、智能化的优越之处，其研究的价值就充分的体现出了。再有近年来，测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，各样的测控芯片也相应的上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。又鉴于在人类的生活环境中和工业生产中，温度和加速度扮演着极其重要的角色。所以及时准确获得目标的温度、加速度信息是十分重要的。所以对基于单片机的测试系统无论是在理论研究上还是在现实生活生产运用上都有着重要的研究意义。1.3 课题研究的主要内容通过对单片机的学习和了解，研究温度与振动测试的方案，对一个测试系统而言存在着对被测量的的测
16、量与控制问题，通过对众多微控制器和传感器的比较，采用了 32位的 PIC 系列单片机和数字式温度传感器 TMP100 及加速度传感器 ADXL345,实现对温度和加速度参量的实时采集，和数据的处理。并对 PIC32 单片机的运行原理，加速度和温度传感器（ADLX345/TMP100）的运行方式和特点进行了相关的了解。同时针对数据的传输对 I2C 和 SPI 串行总线做了详细的了解。对一个完整的系统而言，仅仅有硬件系统设计还是不够的，因此还需包括软件系统的设计，所以对测控系统的软件组成进行逐步的分析设计也是必不可缺少的内容。最终实现完整的测试系统，并绘制了原理图。2 总体方案设计设计硬件电路时，
17、应该根据应用环境及应用需求来确定系统的整体设计目标及相应功能，并选择最佳的设计方案。在选择硬件时，围绕低成本，低功耗，高稳定性的目标。单点温度和振动测控系统，一般只要一个单片机和必要的外围电路即可实现对测控点的测控任务。事先根据测控对象的工作特性编写相应的单片机程序。系统工作的时候，单片机程序根据温度传感器和加速度传感器测得温度和加速度对测控对象做出相应的控制。由于单片机的接口信号是数字信号，要想用单片机获取温度振动等非电信号的信息，必须使用温度传感器 将温度信号转换为电流或电压信号输出。如果转换后的电流或电压信号输出是模拟信号，还必须进行 AD 转换，以满足单片机接口的需要。由于 PIC32
18、单片机内置 AD 转换因此可省掉硬件的 AD 转换设计。同时采用数字式的传感器直接以数字信号为主，也可省掉硬件的 AD 转换设计，并且省掉信号的调理电路设计。从而减少环节的干扰和影响。提高测试系统的稳定性。2.1 方案比较与论证(1) 利用热电偶或模拟传感器和 C51 单片机来完成系统的设计。采用热电偶，A/D 转换电路，调理电路和单片机相结合，将热电偶产生的热电动势转换成数字信号后由单片机处理，这种方法反映速度快，功耗小及显示直观，但由于热敏电阻的精度，重复性，可靠性较差，不利于系统的稳定。若在系统中使用像LM35，AD59（温度传感器）,MMA7340L（加速度传感器） ，来完成相关设计。
19、但有于这些芯片输出的多是模拟信号，必须经过 A/D 转换后才能输给处理器，这样使测试的装置较复杂，另外这种设计一根线上只能挂一个传感器，不能进行多点测试，即使能实现，也需要复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。(2) 利用数字型 ADXL345 和 TMP100 传感器和 PIC32 单片机来完成系统的设计。传统的测试方法是将模拟信号采样后经行 A/D 转换，而为了获得较高的测试精度，就必须解决好长线传输，放大电路的零点温飘等误差造成的补偿问题，而采用利用数字型 ADXL345 和 TMP100 传感器，输出信号全数字化，便于单片机的处理和控制。省去了许多的外围电路，且芯片的物理化学性
20、能稳定。而 PIC32 单片机突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集 ，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好，带 AD，内部 E2PROM，数据存储器，双时钟工作，比较输出，捕捉输入，I2C 和 SPI接口，异步串行通讯，模拟电压比较器及 LCD 驱动等等。在一些小型的应用中，比传统的 51 单片机更加灵活，外围电路更少，因而得到了广泛的应用。2.2 方案选择综上所述，该设计采用第二种设计方案。根据 PIC32 单片机的特点及传感器的特点，本系统采用 I2C 及 SPI 串行总线和数据传输协议来实现同外部设备的数据传输。2.3 与设计相关的总线介绍2.31 I2C 总线I2C
21、总线(Inter-IC Bus)是一种通用的串行总线，是用于 IC 器件之间连接的二线制总线。他通过串行数据线(Serial Data Lines，SDL)及串行时钟线(Serial ClockLine，SCL)两线在连接到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件.工作原理 I2C 总线在传送数据过程中共有 3 种特殊的电平变换情况，他们分别是：起始(start)、停止(stop)和响应(aek)。当 SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，这个表示起始条件；当 SCL 是高电平时，SDA 线由低电平向高电平跳变表示停止条件。起始和停止条件一般由主机产生，总线在起始条件后被认
22、为处于忙的状态，在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。响应信号是指从机在接收到数据后，向主机发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。在响应的时钟脉冲期间，从机必须将 SDA 线拉低使他在这个时钟脉冲的高电平期间保持稳定的低电平，主机收到应答信号后，根据实际情况做出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，则判断为从机出现故障。操作时序：I2C 总线运用主从双向通讯。主机和从机都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主机(通常为微控制器)控制，主机产生串行时钟(SCL)控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA 线上的数据状态仅在 SCL 为低电平的期间才能改变，SCL 为高电平的
23、期间，SDA 状态的改变被用来表示起始和停止条件。图 2-1 I2C 总线传输时序2.32 SPI 总线SPI 是一种同步串行传输规范，常作为单片机外设芯片串行扩展接口。SPI 有4个引脚：SS(从器件选择线)、SDO(串行数据输出线)、SDI(串行数据输入线)和 SCK(同步串行时钟线)。SPI 可以用全双工通信 方式同时发送和接收8(16)位数据.它可以使 MCU 与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置 FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D 转换器和 MCU 等。工作原理：SPI 的通信以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根
24、线，事实上3根也可以（单向传输时） 。也是所有基于 SPI 的设备共有的，它们是 SDI（数据输入） ，SDO（数据输出） ，SCK（时钟） ，CS（片选） 。（1）SDO(MOSI) 主设备数据输出，从设备数据输入（2）SDI(MISO) 主设备数据输入，从设备数据输出（3）SCLK 时钟信号，由主设备产生（4）CS 从设备使能信号，由主设备控制其中 CS 是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位） ，对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个 SPI设备成为可能。接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道 SPI 是
25、串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是 SCK 时钟线存在的原因，由 SCK 提供时钟脉冲，SDI，SDO 则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO 线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次） ，就可以完成8位数据的传输。 注意 SCK 信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于 SPI的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少 8 位数据，而 SPI 允许数据一
26、位一位的传送，甚至允许暂停，因为 SCK 时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对 SCK 时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI 还是一个数据交换协议：因为 SPI 的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的 SPI 设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义。操作时序： SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果 CPOL=“0“，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果 C
27、POL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传 输协议之一进行数据传输。如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果 CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿 （上升或下降）数据被采样。SPI 主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。图 2-2 SPI 总线传输时序图图 2-3 总系统框图单片机USB 通信供电电路温度传感器加速度传感器数据储存3 系统硬件设计单片机是整个硬件系统的核心，即使协调整个系统的控制器，又是数据处理器，对检测与控制系统起监督，管理，控制作用，并进行着复杂的信号处理。传感器主要构成
28、了系统的检测电路，将被测的非电量转换成电量，再经 A/D 转换成数字信号供单片机处理，该系统主要包括供电电路，复位电路，去耦电容电路，主控芯片和测试电路，五大部分，当中供电电路，复位电路及去耦电容电路为主要设计电路，良好的硬件电路不仅能够实现系统的功能，还能够使系统减少环节的干扰和影响，从而提高测试系统的稳定性。3.1 硬件设计3.11 单片机的复位电路任何单片机系统在启动前都需要复位，其目的就是将中央处理器和系统中的其它器件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，在单片机系统工作时，也会由于种种原因，如工作环境相对恶劣，单片机会受到工作环境的干扰，而出现程序跑机死机等，不正常的工作现象
29、，因此系统要求进入复位工作状态。图 3-1 单片机的复位电路要求1：建议 R10 k。建议初始值为 10 k。确保满足 MCLR 引脚的 VIH 和 VIL 规范。2：R1470k 会限制由于静电释放 或过度电性应力导致 MCLR 引脚损坏时从外部电容C 流向 MCLR 的任何电流。确保满足 MCLR 引脚的 VIH 和 VIL 规范。3：可调整电容的大小以防止由瞬态毛刺导致的意外复位或延长 POR 期间的器件复位周期。3.12 去耦电容电路对于 PIC32 单片机需要在每个电源引脚对（例如 VDD 和 VSS 以及 AVDD 和 AVSS）上使用去耦电容。使用去耦电容时考虑以下条件：1.电容
30、的值和类型：建议值为 0.1F（100 nF） 、10-20V。此电容应为低 ESR 电容且谐振频率为 20 MHz 或更高。建议使用陶瓷电容。印刷电路板上的位置：去耦电容应尽可能地靠引脚放置。建议将电容放在电路板上器件所在的一侧。如果空间有限，可使用过孔将电容放到 PCB 的另一侧上；但是，需要确保从引脚到电容的走线长度在四分之一英寸（6 mm）内。2.处理高频噪声：如果电路板上存在高达几十兆赫兹的高频噪声，请在上述去耦电容旁并联一个陶瓷类型的辅助电容。该辅助电容值的范围为 0.01F 至 0.001F。请将这个辅助电容挨着主去耦电容放置。在高速电路设计中，应考虑尽可能在靠近电源0.1F 的
31、电容与一个 0.001F 的电容并联。3.性能最大化：从电源电路开始布置电路板的走线时，请首先布置电源线并把线返回到去耦电容，然后再走线到器件引脚。这可确保去耦电容在电源链中处于第一位。保持电容和电源引脚之间的走线长度尽可能短也同样重要，因为这可以减少 PCB 走线间的互感。图 3-2 去耦电容电路图3.13 供电电路 由于各种芯片都需要供应工作电压，才能工作。并且电压的大小及稳定性直接影响着整个系统的性能。该电路先通过一个电压调节电路将 8-9 伏特的电压转换为正 5 伏的直流电压，从而满足 AS1117 是低压差的线性稳压器的工作电压，然后通过以线性稳压器 AS1117 为主要芯片构成的调
32、压电路，将 5 伏电压调整为 1.25V13.8V 的一各电压范围，从而能为后续电路及后续电路中相应的集成芯片提供正常的工作电压，并且，由于 PIC32 单片机中锁相环的结构，他需要对应的模拟电压支持，而其余的大多数芯片需要数字电压才能完成正常工作，所以供电电路设计成了可提供模拟及数字电压的结构，从而使系统工作起来更方便和稳定。图 3-4 供电电路原理图3.2 芯片介绍3.21 主控芯片PIC32单片机(MCU)系列,是美国微芯科技公司（Microchip Technology Inc.）推出的全新32位单片机，具有实用、指令集小、体积小、功耗低、速度高、功能强、抗干扰能力强等特点。先期推出的
33、 PIC32系列产品包括7款新型通用器件，能够在最高80 MHz 频率下运行，提供强大的代码及数据存储能力，具有最大512 KB 的闪存和32 KB的 RAM 带 AD，内部 E2PROM，数据存储器，双时钟工作，比较输出，捕捉输入，I2C和 SPI 接口，异步串行通讯，模拟电压比较器及 LCD 驱动等等。此外，该系列还包含一应俱全的集成外设，可大大降低整体设计的复杂性及成本。同时 PIC32其高性能MIPS32 M4K内核凭借高效的指令集架构、5级流水线、硬件乘法/累加单元及多至8组32内核寄存器，实现同类产品中1.5 DMIPS/MHz 的最佳运行速度。而且，新系列器件还得到 Microc
34、hip 免费 MPLAB集成开发环境的全面支持，使移植过程化繁为简，同时能够省去客户在开发五金|工具方面的重复投资。同时，PIC32系列还得到业内广泛的工具支持，如 Ashling、Green Hills 及 Hi-Tech 提供的完整工具链包括 C 和 C+ 编译器、集成开发环境及调试器。因此比传统的51单片机更加灵活，外围电路更少，功能更强大。因而得到了广泛的应用。更有不少的客户指定厂商用其产品；另外其较少的指令及较强的实用功能更为许多单片机初学者之首选品牌，故此设计中采用 PIC32系列的单片机做主芯片。PIC32MX460X512L 采用100引脚 TQFP 封装1.功能特性概述1 单
35、片机特性（1）工作电压范围为2.3V 至3.6V（2）32 KB 至512 KB 的闪存（附加一个12 KB 的引闪存）（3）8 KB 至32 KB 的 SRAM 存储器（4）引脚与大部分 PIC24/dsPIC 器件兼容（5）多种功耗管理模式（6）多个具有独立可编程优先级的中断向量（7）故障保护时钟监视器模式（8）带有片内低功耗 RC 振荡器的可配置看门狗定时器，确保器件可靠工作2 外设特性（1）可在选择外设寄存器上执行原子级置1、清零和翻转操作（2）最多4路通道的硬件 DMA 且具有自动数据大小检测功能（3）支持 USB 2.0规范的全速设备和 USB OTG（On-The-Go）控制器（
36、4）USB 有专用 DMA 通道（5）10 MHz 至40 MHz 的晶振（6）内部8 MHz 和32 kHz 振荡器（7）为 CPU 和 USB 时钟分别提供独立的 PLL（8）2个 I2C 模块（9）配有以下项的2个 UART 模块：-支持 RS-232、RS-485（10）带8位和16位数据线以及最多16条地址线的并行主/从端口（11）硬件实时时钟/日历（12）5个16位定时器/计数器（两个16位定时器对组合可构成两个32位定时器）（13）5路捕捉输入（14）5路比较/PWM 输出（15）5个外部中断引脚（16）可在最高80 MHz 时翻转的高速 I/O 引脚（17）所有 I/O 引脚上
37、的高拉/灌电流（18 mA/18 mA）（18）数字 I/O 引脚上的可配置漏极开路输出3 调试特性(1)2个编程和调试接口：-双线接口，可与应用程序进行非抢占式访问和实时数据交 换-4线 MIPS 标准增强型 JTAG 接口(2)基于硬件的非抢占式指令跟踪(3)符合 IEEE 标准1149.2（JTAG）的边界扫描特性4 模拟特性(1)最多16路通道的10位模数转换器：可在休眠和空闲模式下进行转换(2)2个模拟比较器(3)输入引脚可承受5V 电压（仅数字引脚）2.PIC32 单片机引脚图及引脚功能介绍图 3-5 PIC32 单片机引脚图表 3-1 PIC32 I/O 引脚功能续表 3-1 P
38、IC32 I/O 引脚功能续表 3-1 PIC32 I/O 引脚功能3.22 附属芯片3.221 温度传感器 TMP100TMP100是 TI 公司生产的12位低功耗,高精度数字温度传感器,较宽的温度测量范围和较高的分辨率使其可以广泛应用于许多温度测量场合，TMP100可通过串行总线接口方便地与数字系统相连,同时还具有关闭模式和报警输出。一 主要特点1) 工作电压范围：2.7V5.5V2) 超低功耗：45A （待机时0.1A）3) 接口方式：I2C 二线串行接口4) 可编程分辨率：9-Bits 到 12-Bits5) 操作频率： 100 KHz /400KHz/3.4MHz6) 精度：测量温度
39、在-2585时，为2在-55125时，为3二 TMP100引脚图及引脚介绍图 3-6 TMP100 芯片引脚图表 3-2 Tmp100 引脚功能表引脚名称 引脚编号 功能描述SCL 1 I2C 时钟输入GND 2 电源地ADD1 3 地址输入端1V+ 4 电源正极ADD0 5 地址输入端0SDA 6 I2C 数据口3.222 加速度传感器 ADLX345ADXL345 由 AD 公司出品的超低功耗小巧纤薄的 3 轴加速计可以对高达16g 的加速度进行高分辨率（13 位）测量。数字输出数据为 16 位二进制补码的形式，可通过 SPI或者 I2C 数字接口访问。ADXL345 采用 14 引脚塑料
40、封装，具有 3mm 5mm 1mm 的小巧纤薄的外形尺寸。图 3-7 ADXL345 芯片引脚图表 3-3 ADXL345 芯片引脚功能表引脚名称 引脚编号 功能描述Vdd i/o 1 数字接口电源电压GND 2 接地端RESERVED 3 引脚必须连接地或悬空GND 4 接地端GND 5 接地端Vs 6 电源电压CS 7 芯片选择INT1 8 中断输出INT2 9 中断输出NC 10 数控RESERVED 11 引脚必须连接地或悬空SDO/ALTADDRESS 12主设备数据输出，从设备数据输入SDA/SDI/SDIO 13主设备数据输乳，从设备数据输出SCL/CLK 14 SCLK 的时钟
41、串行通信3.223 AS1117 线性稳压器AS1117是一款低压差的线性稳压器，当输出1A 电流时，输入输出的电压差典型值仅为1.2V。AS1117除了能提供多种固定电压版本外（Vout1.8V,2.5V,2.85V,3.3V,5V） ，还提供可调端输出版本，该版本能提供的输出电压范围为1.25V13.8V。AS1117提供完善的过流保护和过热保护功能（AS1117正常工作环境温度范围极宽，为-50140） ，确保芯片和电源系统的稳定性。输出端需要一个至少10uF 的钽电容来改善瞬态响应和稳定性。一 特点1包括三端可调输出和固定电压输出版固定电压包括1.8V，2.5V，2.85V，3.3V，
42、 5V 等，其他电压规格可根据用户定制）2最大输出电流为1A3输出电压精度高达14稳定工作电压范围为高达15V5电压线性度为0.2.负载线性度为0.46环境温度：TA 的范围是-50140 二 AS117 芯片引脚图及引脚功能表图 3-8 AS117 芯片引脚图表3-4 AS117引脚功能表引脚号 符号 定义1 GND 接地脚2 VOUT 输出端3 VIN 输入端3.224 AT24C32只读存储器AT24C32是768 bit 串行电可擦除可编程只读存储器 EEPROM 组织为4096个8 bit 的字节卡片具有级联功能最多允许8张卡共用一条公共的双线总线卡片是为以低功耗和低电压为要点的工商
43、应用优化的 AT24C32可通过双线串行接口访问一 特性1 内部结构,4096 x 82 双线串行接口3 于抑制噪声的施密特触发器过滤输入4 向数据传送协议5 100kHz(1.8V,2.5V,2.7V)和400 kHz(5V)时钟速率6 定时写周期最长10 ms7 可靠耐久性一百万个写循环数据保持100年静电保护3,000V二 AT24C32芯片引脚图及引脚功能表图 3-9 AT24C32 芯片引脚图表 3-5 AT24C32 芯片引脚功能表管脚名称 功能 A0 A1 A2 器件地址选择 SDA 串行数据/地址 SCL 串行时钟 WP 写保护 Vcc +1.8V 5.5V 工作电压 GND
44、地 3.225 TPS2015 电源管理TPS2015 是一种限流开关，串接在电源与负载电路之间，由于采用了导通电阻仅95m 的功率 MOSFET 作开关，损耗极小。当负载电路有过负荷或短路情况发生时，限流开关限制电流输出，以保证电路的安全，同时输出过流信号。该限流开关有一个低电平有效的片选端 EN，可用作电源管理。TPS2015 在短路时输出的限制电流典型值为2A.当 TPS2015 的选通端 EN 被施加低电平（小于 0.8V）时，器件被选通，开关导通当此端施加高电平（大于 2V）时，开关关闭。在有多个限流开关的系统中，可以通过微处理器的控制，实现电源管理，可以有效地达到节能的目的。在正常
45、工作时，限流开关工作电流的典型值为 73A，而在未选通时，其典型耗电为 0.015A，更重要的是可以让一部分负载电路停止工作,TPS2015 最大工作电流为 1A。工作范围 0+85。TPS2015 有两种封装：8 引脚 SO 封装及 8 引脚 DIP 封装。典型应用电路典型应用电路如图 4 所示。输入端需外接一个 0.1F 陶瓷电容器作旁路电容，此电容应尽可能接近器件的 2、3 引脚。若输出的负载较重或有并联的大电容时，输入端再并接一个 1F 以上的大容量电容。输出接一个 0.1F 及 22F 电容。图 3-10 TPS2015 典型应用电路图两个输入端 IN 应焊接在一起（三个 OUT 端
46、也应焊在一起） ，这样可减小连接电阻，以减小损耗，并且可增加散热面积。3.226 CP1253 无电感正向调节电荷泵 DC/DC 转换器MCP1252/3 系列器件是无电感正向调节电荷泵 DC/DC 转换器。它可产生稳定的固定电压输出(3.3V 或 5.0V)或可调电压输出。这种器件是专为需要低噪声和高效率的应用而设计的，其输出电流可达 120mA。器件通过升压/降压工作模式间的自动切换，可使输入电压低于或高于输出电压。该器件还提供了关断模式，可进一步降低功耗。MCP1252 和 MCP1253 具备过热保护和短路保护功能，采用节省空间的 8 引脚 MSOP 封装形式。一 特征1 无电感，降压
47、/升压，DC/DC 转换器2 低功耗：80A(典值)3 电压输出精度高：2.5%（VOUT 值固定）4 工作温度范围宽：-40C 至+85C5 过热关断和短路保护6 使用小陶瓷电容7 开关频率：MCP1252:650 kHzMCP1253:1 MHz8 低功耗关断模式：0.1A（典值）9 关断控制输入与 1.8V 逻辑电平兼容10 VIN 工作范围：2.0V 到 5.5V11 可选择输出电压（3.3V 或 5.0V）或可调节输出电压12 节省空间的 8 引脚 MSOP 封装13 具备软启动电路，可使冲击电流最小二 应用场合1 局部 3V-5V 转换2 闪存供电电源3 GSM 移动电话的 SIM 接口供电电源4 智能卡读卡器三 CP1253 片引脚图及引脚功表图 3-11 CP1253 芯片引脚图
