基于SPCE061A的低功耗电子温度计设计

　　0　引言

　　目前,无论是器件的生产还是设备的制造,低功耗都是一个重要的指标。本文根据需要设计一低功耗温度计,整机静态功耗微安级,检测温度范围 10~30℃,分辨率1℃。温度可实时上传至PC机,并与之通信。可以扩展控制外围设备,如监测室温并保持恒定。电路设计时,由于着眼于低功耗,因此在硬 件选用与软件编程方面都考虑到功耗问题。现将系统分为控制模块、测温模块、时间模块、驱动显示模块、温度控制与通信模块,系统整体构思如图1所示。

　　1　硬件的选用

　　1.1　SPCE061A

　　SPCE061A是一款16位单片机,静态功耗为2μA。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;不用的端 口可将状态设为输出,以降低功耗;时钟频率可根据需要进行修改,系统默认时钟为24.756MHz, CPU时钟具有Fosc,Fosc/2,Fosc/4,Fosc/8,Fosc/16,Fosc/32,Fosc/64可选,降低CPU时钟频率,就可有 效降低功耗,但系统效率也会相应降低。

　　1.2　显示模块

　　采用HT1621D驱动6位玻璃片显示,该种玻璃片广泛应用于便携式仪表之中HT1621D为128段(32×4),内置存储器的多功能LCD 驱动器,可以驱动多段LCD字符;同时它还具备了省电命令,可有效地减少本身功耗。其工作电压为2.4~5.2V,配置方式由软件调节,VLCD引脚可调 整LCD工作电压。玻璃片显示器功耗低为其最大特点,其具体连接电路如图2。

　　1.3　时钟模块

　　实时时钟采用低功耗的芯片DS1302,可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数,扩展万年历功能显示,且精度高, 8个字节的高速暂存RAM做为数据暂存区,工作电压2.5~5.5V, 2.5V时耗电小于300nA。具体电路如图3所示。

　　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-55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃,具有测量范围广、测量精度高等优点。采用 DS1302作为计时芯片,主要为了提高计时精度,更重要的就是DS1302可以在很小的后备电源下继续计时,并可编程选择充电电流对后备电源进行充电, 可以保证后备电源基本不耗电。

　　1.6　通信模块

　　系统可与PC机的RS-232端口通信, RS-232电平转换芯片采用MAX232,其与SPCE061A的接线如图4。所测温度值可由电脑储存并调用, PC机的通信可视化界面可显示具体时刻的温度值,并可将一段时间的温度变化由曲线显示出来。通信界面如图5所示。