基于pic单片机低功耗数据采集系统的设计
PIC单片机：一步一步学习如何实现低功耗设计(上)
PIC单片机：一步一步学习如何实现低功耗设计（上）学习PIC单片机低功耗之前，先简单过一下低功耗的一些基础知识和思想。
功率（瓦特）= U（伏特）I（安培）能量（焦耳）= U（伏特）I（安培）t（秒）电量（库伦）= I（安培）t（秒）功耗可以分为动态（活动）功耗和静态（睡眠）功耗。
平均功耗=（动态功耗x动态时间+静态功耗x静态时间）/（动态时间+静态时间）由此得出一些结论，降低平均功耗，可以从下面几个方面入手降低动态（运行）功耗；降低动态（运行）时间；降低静态（休眠）功耗；增加静态（休眠）时间。
简单了解这么多，在最后还有一些我自己的积累的经验分享。
下面先进入正式的PIC单片机低功耗学习。
PIC16F184xx有3种省电模式：打盹，空闲，休眠。
功耗：打盹>空闲>休眠。
打盹模式通过减少CPU操作和存储器访问来节能，外设和系统时钟都保持运行。
通过DOZEN=1来进入打盹模式，通过DOZE[2:0]寄存器确定N个周期执行一个指令。
空闲模式空闲模式和打盹不同之处在于，CPU和存储器均关闭。
通过IDLEN=1，再执行SLEEP指令进入空闲模式。
此处回顾一下第一篇时钟的内容，当执行SLEEP指令，就不再有系统时钟了，CPU停止工作；而打盹模式没有执行SLEEP指令，所以有系统时钟，CPU可以理解为处于低速模式。
休眠模式CPU和大部分外设被关闭，是最省电的模式。
通过IDLEN=0,然后执行SLEEP指令进入休眠模式。
实战在MCC中找了找，没有找到低功耗相关的配置选项卡，看来只能在程序中操作。
在之前IO的程序中进行，时钟LFINTOSC，512分频，RA2S 输出。
程序如下。
现象为LED闪烁两次，保持熄灭，说明进入睡眠模式。
SLEEP();指令也可用asm("sleep")；。
接下来测睡眠时的功耗。
需要评估板做一些改动，首先割开J100，这是给MCU供电的线路。
如图篮筐位置然后为MCU供电，并将电流表串入电路中。
课设之基于单片机的数据采集系统设计
课设之基于单片机的数据采集系统设计随着科技的飞速发展，数据采集系统也在逐渐普及。
而基于单片机的数据采集系统设计，是一种简单、可靠、成本低的方案。
一、系统概述数据采集系统是通过采集各种物理量（如温度、湿度、压力等）的信号，将其转换成数字信号，并进行处理和存储，从而实现对物理量的监测、控制和分析。
基于单片机的数据采集系统，是利用单片机的时序控制、数字转换和通信等功能，对物理量进行采集和处理的系统。
二、系统组成基于单片机的数据采集系统主要由传感器、信号调理电路、单片机、存储器和通信模块等组成。
其中：1.传感器：根据需要采集的物理量不同，可以选择多种类型传感器，如温度传感器、湿度传感器、气压传感器等。
2.信号调理电路：对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，使其符合单片机的输入要求。
3.单片机：选用低功耗、高集成度、性能稳定的单片机，进行数据采集和处理，并实现控制和通信等功能。
4.存储器：将采集到的数据进行存储，以便后期分析和处理。
5.通信模块：将采集到的数据通过串口、CAN、以太网等方式发送到远程计算机或其它设备，并实现数据交互和共享。
三、系统设计在设计基于单片机的数据采集系统时，需要进行如下步骤：1.选择合适的单片机：比较常用的单片机有STC、AVR、PIC、ARM 等，需根据具体需要进行选型。
2.设计信号调理电路：选择合适的电路元件（如运放、滤波电容、电阻等），进行电路设计和仿真，需要考虑到信号质量、成本和体积等因素。
3.编写单片机程序：根据需要，编写适合的程序，实现对信号的采集、处理、存储和通信等功能。
4.调试和测试：对完成的数据采集系统进行调试和测试，查看系统的稳定性、精度和响应时间等指标是否达到要求。
四、应用案例基于单片机的数据采集系统，广泛应用于自动化控制、实验室测量、环境监测和智能家居等领域，如温度、湿度、光照、气压和土壤含水量等的监测等。
例如，在环境监测中，基于单片机的数据采集系统可以采集空气质量、气压、温度、湿度等多项指标数据，通过数据分析和处理，提供科学依据和决策支持，实现环境保护和生态安全等目标。
基于单片机PIC+16F877数据采集系统设计
文章编号：!"#$%$&’(（#))&）)*%))+&%)&基于单片机,-!$*./00数据采集系统设计孔令志，梁宁宁，李兆宁（陆军航空兵学院，北京通州$)$$$&）摘要：鉴于1!2,-!$*./00单片机的诸多优点，在设计中使用1!2,-!$*./00作为核心部件可以使得电路设计简洁，数据采集系统的性能较好3依据数据采集系统的设计要求，详细描述了使用1!2,-!$*./00实现一介数据采集系统的软、硬件设计方法，该系统具有低功耗、安全可靠、运行速度较快、抗干扰性能较好等特点3关键词：1!2,-!$*./00，数据采集系统，模数转换，同步／异步通信中图分类号：!"#$%&’#文献标识码：(!"#$%&’(!)*)+,-.$#$*$’&/0#*"12)#"3’&456785$*9/0045"6789:;<=8，7->"6"89:%989:，7-?@A B ;989:（>C A D E >F 8A G 8B 9>H A I J C E ，K J L 89:$)$$$&，!=89A ）+:#*;),*：M 89H J G =J D J A D JC A 9E A I F A 9G A :J N O B D1!2,-!$*./00，P J H A 9:J G G =J H 8D H Q 8G N 8C R S J I J ;N 8:9A 9I T J G G J D R J D O B D C A 9H J B O G =JI A G A A H U Q 8N 8G 8B 9N E N G J CT E Q N 89:G =J1!2,-!$*./00A N G =JV J EH B C R B 9J 9G 3K A N J IB 9G =JI A G A A H U Q 8N 8G 8B 9N E N G J CI J N 8:9D J U Q 8D J C J 9G N ，G =J 8C RS J C J 9G A G 8B 9B O N B O G P A D J A 9I=A D I P A D J I J N 8:98N I J N H D 8T J I T E Q N 89:1!2,-!$*./00，P =8H =N =B P N G =J :B B I H =A D A H G J D 8N G 8H N ，N Q H =A N S B P R B P J D H B 9N Q C R G 8B 9，T J G G J D N A O J G E A 9I D J S 8A T 8S 8G E ，O A N G J D B R J D A G 89:N R J J I A 9IT J G G J D A 9G 8;L A C C 89:O Q 9H G 8B 9J G H 3<"0=’;3#：1!2,-!$*./00；I A G A A H U Q 8N 8G 8B 9；>／W H B 9F J D N 8B 9；N E 9H =D B 9B Q N ／A N E 9H =D B 9B Q N H B C C Q ;98H A G 8B 9近年来，基于单片机的数据采集系统（W >M ）广泛应用于工业测量和工业控制技术中3但是基于传统的单片机数据采集系统由于其有限的功能使得整体性能显得较差3而由18H D B H =8R 公司生产的1!2,-!$*./00［$!&］是一款较新的中档产品，它具有高速（@A D F A D I 结构）、低功耗、较大的拉电流和灌电流（最大拉电流／灌电流为#(C >）、高代码压缩率、抗干扰能力强、流水线取指令、.7>M @存储器、X #,Y 51以及性价比高等特点3除此之外，1!2,-!$*./00还有许多功能模块，诸如模数转换模块、三个定时器模块（Z 1Y )，Z 1Y $A 9IZ 1Y #）、通用同步／步收发器（2M >Y Z ）模块、主控同步串行接口（1M M ,）模块以及两个捕捉／比较／,[1等等3因此使用1!2,-!$*./00作为核心部件，能够让电路设计更为简洁，提高电路的安全性和可靠性，降低整个系统的功耗3$数据采集系统的实现)3)数据采集系统的设计要求要求所的设计该数据数采集系统应具有如下功能；（$）能够对模拟量和开关量进行采集；（#）能够对所采集的数据进行基本数据处理功能；（+）能够将所采集和处理的数据进行7!W收稿日期：#))&%)’%$*作者简介：孔令志（$’00%），男，山西人，毕业于太原理工大学，硕士，助教，主要研究方向为充电技术及智能仪表设计3万方数据图!数据采集器电路原理图显示；（!）能够进行开关量控制；（"）能够同上位#$机进行通信；（%）具有数／模转换功能；（&）具有键盘输入功能；（’）能够在线调试程序(!("数据采集系统的硬件设计为了实现上述功能，基于单片机#)$ *%+’&&数据采集系统的硬件电路被设计为五部分，分别为：数据采集与处理核心电路、,$-液晶显示电路、!.!键盘电路、-／/转换电路及通信电路(整个数据采集系统的硬件电路原理图如图*所示(图*中的单片机#)$*%+’&&的芯片封装形式是-)#!0（也就是!0管脚，双列直插的封装形式），它的管脚的配置如图1所示(单片机#)$*%+’&&由电源装置提供的2"3电压供电配合两个0(*!+去耦电容、4(%567晶体振荡器电路和一个串行编程接口电路（8*）就构成了数据采集系统的核心部分(数据采集系统的硬件电路除了由5$9#)$*%+’&&与去耦电容4(%567晶体振荡器电路及一个串行编程接口电路（8*）等组成的核心部分外，还有另几个部分组成：液晶显示部分、键盘部分，通信部分和开关量输出控制部分等(由于图*是简化原理图，所以有些器件的未用管脚及电源和地没有画出，图中所有器件使用的电源和地均相同(完成数据采集和处理的功能主要是靠单片机#)$*%+’&&来实现，这是因图"#$%&’$!()*++管脚配置图万方数据图!通信电路原理图为单片机内部自带着一个!"位#／$转换功能模块（包括采样电路）；因此，%&’!()*++被称为数据采集的核心；系统的键盘功能与开关量输出显示／控制功能都是使用的端口,$，使用+-.’/+0芯片来解决端口共用问题；芯片+-12!(3和芯片+-12!(-用于&／4端口的扩展；开关量输出可以通过15$指示，也可以控制继电器，其工作电流为!""6#，所以选用718/*"0#芯片来驱动9图!中的通信电路部分如图0所示9"9!数据采集系统的软件设计软件设计的主要任务包括数据采集处理、$／#转换、液晶显示、开关量显示控制和通信控制等9其中数据采集与处理包括#／$转换和数字滤波9主程序软件流程图如图-所示9!909!数据采集与处理数据采集与处理程序由模／数转换程序设计和数字滤波程序设计9简化程序如下：:#8;251#$’48!；选择<=>?!@4A1B*".；右调整，*路@4A B)#$’48!；为#／$端口:#8;251#$’48"；选择<=>?"@4A1B*!.；#／$有效，@4A B)#$’48"；选择#8!，0/C D E F’1,)’478C；’478C是#／$转换的次数’1,)27@.；*次#／$转换求和结果存入’1,)27@1；27@.：27@1144%’#11$51#；延迟时间!/C#$图#数据采集系统软件的主程序流程图:2)#$’48"，G4；启动#／$B#&C:C)2’#$’48"，G4；等待#／$转换结束G4C4B#&C’#11#$$#$’；#$$#$’为加法子程序；其结果被存入；27@.：27@1’#11$&A#$’；$&A#$’为除法子程序；27@.：27@1右移&8’)’478C；令’478C H’478C I!@4A)’478C，B；是否’478C"+？27:1B+.；如果为否，则继续采样:C)222C#C72，J；如果为是，则结束G4C4144%这里采用的数字滤波的方法为算术平均滤波法，采样频率应为!"".K、/"".K、-"".K……（亦即在/"6E内，对应的采样次数为/次、-次、*次……）9这样取采样频率的目的主要是为了抑制3".K的工频干扰以及其它的随机干扰9至于开关量信号采集，其实现方法较简单，这里就不加介绍了9万方数据图!键盘中断服务子程序流程图!"#"$键盘中断服务子程序图%所示即为键盘中断服务子程序的流程图"其中键盘扫描的方法采用了逐行扫描法"当&’()按钮被按下时，中断服务就启动了"在流程图中，*(代表键号，+,-代表列号，而+()代表计数器，它实际上就等于列号"初始化可以通过下述的指令实现：./(*&0-)1&’+；将123!124置位（5!），清零6,7-89:9;；将123!124（5!）6,78:)1’&+./(*&0-<,1)2；选中=>?@96,7-83;6,78:+()；+()53+-1:*(；*(59$结束语数据采集系统使用<’+!A:B44单片机，由于它集成了众多的功能模块所以使得在设计上变得简洁，这是该系统的一个特点"同时该系统还具有低功耗（<’+!A:B44采用+6,&技术并有&-00<指令与其配合以及其他器件尽量选用低功耗器件）、安全可靠（单片机自带一些复位功能如看门狗）、运行速度较快、抗干扰性能较好等特点"它适用于一些低变化率的信号采集处理和开关量的控制"此外，还可以当作控制器来用"相信随着7-&’的技术发展，基于<’+系列高性能单片机数据采集系统的应用前景会更加广阔"参考文献!裘迅"<’+单片机在中央空调控制器中的应用［C］"电子工程，$99$，$B（A）：3D A$6E F G H F I E J)K F I?H L H M N’?F"<’+!A:B44数据手册［6］"刘和平，黄开长，严利平译"北京：北京航空航天大学出版社，$99!"!D$4，A%D O3，!!!D!!4，O4D!!9#李学海"<’+单片机实用程序—基础篇［6］"北京：北京航空航天大学出版社，$99$"!D!A3李学海"<’+单片机实用教程—提高篇［6］"北京：北京航空航天大学出版社，$99$"!3D##，343D3B3%范逸之"7E P Q>L.>P E F与1&$#$串行通讯控制［6］"北京：中国青年出版社，$99!"%B D!!9，!B9D$$9，#49D#B4A范逸之"7E P Q>L.>P E F与分布式监控系统—1&$#$／3B%串行通讯控制［6］"北京：清华大学出版社，$99$"!D$B4罗文广，陆子杰"<’+系列单片机与<+机串行通讯实现［C］"嵌入式系统，$99!，（$!）：3%D34B张俊峰，马翔，汪秉文"单片6,206芯片在远程数据通讯中的应用［C］"自动化技术和应用"$99!，（A）：!B D!O"万方数据。
基于PIC单片机的低功耗读卡器硬件设计
基于PIC单片机的低功耗读卡器硬件设计
杜林
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(024)032
【摘要】本文提出了一个完整的基于串口的智能读卡器子系统设计方案并将其实现.读卡器的设计突出了小型化的要求,全部器件使用贴片封装.为了减小读卡器的体积,设计中还使用了串口窃电的技术,使用串口信号线直接给读卡器供电.为此,读卡器使用了省电的设计,采用了省电的集成电路,并大胆简化了许多传统的设计电路.【总页数】3页(P134-135,145)
【作者】杜林
【作者单位】526060广东,肇庆,广东肇庆广播电视大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP
【相关文献】
1.基于PIC单片机的自动门驱动器硬件设计 [J], 朱彩红;张宏涛
2.基于MIcrochip PIC24F单片机的无线数据传输电路软硬件设计 [J], 于强
3.基于Delphi的PIC单片机测温仪硬件设计 [J], 涂玉琴
4.基于PIC单片机的汽车车身集中控制系统的硬件设计 [J], 廖建庆;梁国祥
5.基于MIcrochip PIC24F单片机的无线数据传输电路软硬件设计 [J], 于强
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于PIC的数据采集系统---上位机设计
基于PIC的数据采集系统---上位机设计基本功能 在本设计中，数据的处理可以使⽤PC机的MATLAB等功能强⼤的软件，但是这类现有的数据处理软件并不能对特有的数据采集系统的下位机采集模块进⾏直接控制，因此需要针对特定的数据采集系统编写对应的上位机软件，上位机软件是针对上述⽬的⽽设计与编写的，是整个采集系统的控制前端和数据存储及处理中⼼。
控制功能主要包括控制下位机采集的开始与终⽌，采集的频率等，数据处理功能主要包括绘制波形图，将数据显⽰于列表，将数据存储于⽂件，其中将数据存储于⽂件将便于使⽤现有的数据处理软件对数据进⾏⼀些数值算法处理，以达到科学研究，结论验证等⽬的。
开发环境 C++程序设计语⾔可以很好地实现⾯向对象的编程思想，采⽤C++编写上位机程序，可以将每⼀个功能模块封装成⼀个类，修改某个类的实现，增加类的功能不会影响整个程序的框架，这样就很容易维护和扩展功能；加之我们要实现的软件功能中需要调⽤⼤量的windows API函数库，所以采⽤VC++6.0作为上位机的开发环境。
程序功能模块划分 总的功能模块主要包括三个模块，即HID设备读写模块，数据采集模块，数据处理模块。
HID设备的查找与读写（1）枚举USB主机在检测到USB设备插⼊后，就要对设备进⾏枚举了。
枚举就是从设备读取⼀些信息，知道设备是什么样的设备，如何进⾏通信，这样主机就可以根据这些信息来加载合适的驱动程序。
（2）HID⼈机接⼝设备(HID)是指直接和⼈进⾏互动的设备,如⿏标、键盘等. 在Windows 中,具有相似属性和提供相似服务的设备被归为⼀种设备类型,⼀种类型的设备可以使⽤⼀个通⽤的设备驱动程序. 在运⾏Windows 98 或更⾼版本的PC 机上,应⽤程序可以使⽤操作系统内置的HID 类驱动程序与HID 通信. 这样使得符合HID 类的USB 设备很容易开发与运⾏.（3）HID设备的查找在Windows操作系统中内置很多与HID有关的API函数，调⽤这些函数，就可以开始对指定的HID设备进⾏查找，查找HID设备的最终⽬的是获得该设备的路径名，设备的存取容量等信息，为以后对该设备进⾏读写做好准备.（4）HID设备的读写在取得了HID设备的路径全⾯后，即可开始对HID设备进⾏读写，对设备的读写也是通过调⽤相应的函数来实现的。
基于单片机的信号采集系统的设计
信号采集设备广泛使用于机器健康诊断系统中用来记录、监视和诊断。机器情况数据经常由非便携式或者带导线的设备收集。对于一些重要的应用，比如危险或者遥远的地点，尤其是在航空上，提供可以方便地携带或者读取的设备是必要的。另外，机器健康诊断尤其是机床振动信号诊断经常处理低频信号，这值得关注。
本文研究一种微控制器为基础的信号采集系统，以满足信号采集的低成本和灵活模式。开发系统的主要硬件包括一台微型计算机、一个以PIC18F1320为基础的微控制器电路板以及串行通讯链接设备。EEPROM 24LC32A被用来进行存储器扩展。微型计算机运行控制程序。一旦用户在微型计算机界面上决定采样输入，信息便通过RS-232端口送往微控制器。微型计算机和微控制器通过特定的协议通信。微型计算机告知微控制器模-数转换的采样间隔、采样次数与采样通道。电路板的设计考虑了开放式结构。该系统采用了24引脚易于插拔的插座来容纳Micro-chip微控制器。微处理器将调制的信号转换成数据直接输送到微型计算机或者存储于EEPROM以便将来读取。不同的命令与反馈代表系统的不同操作。电路板通过串行电缆在采集完信号后连接到微型计算机交互，也可以即时连接和传送。 1Fra bibliotek系统硬件设计
系统的主要原理图。其中PIC18F1320控制器采用5V电源供电，支持在线串行编程，最高时钟频率达到40MHZ，通讯波特率可以自动检测。端口A是双向输入/输出复用管脚，AN0等管脚被定义成模拟输入，由用户是行采用通道的选择。总共有13个模/数转换通道且采样时间可以编程。通道输入的被测信号经过电子电路调制成符合抽控制器电气要求的信号。调制信号经过转换变成寄存器内的数据，模数转换的参考电压为+5V。电路板可以微控制器重新编程后方便地插入；同时，电路板可通过跳线设置民终端用户进行电缆连接。由于微控制器与串行电路的电气特性不同，工业标准级的MAX232芯片被使用以保证正确的数据传输（见图2）。该芯片和PIC18F1320一样适用于低功耗场合。MAX232上连接的电容采用的是电解电容，电容值为1UF。MAX232的11脚或者10脚接微控制器的USART输出端，12脚或者9脚接微控制器的USART输入端。微控制器的存储器扩展使用了32K的I2C串行EEPROM（见图3），数据可以保持200年。EEPROM的地址线A0、A1、A2被接地。串行数据线SDA和串行时钟一SCL被分别连接到微控制器的B端口相应管脚。写保护WP接+5V。
用超低功耗MSP430单片机设计数据采集系统
同 地 空 内 一 址 间 。
数 据 采 集 系统 硬 件
－ －－ ｉ ｑＩ Ｑ －
Ｍ Ｐ ０１ 仅 有 ７ 内 指 使 起 非 方 。 Ｓ ３ ４ 仅 ２ 核 令， 用 来 常 便 ４Ｆ ９ 条
如 下 为 初 始 化 及 触 发 Ｉ 端 Ｉ电 平 的 程 序 示 例 ： ／ 射 到
地面
，
ｍ ｖ ＃５００ Ｉ ｏ． ０００ Ｒ ５ Ｗ
，
： ｌｙ ｔ ５ Ｄｅａ ｏ Ｒ１
完 成对油 井的监
ｄｃ Ｒ１ ｅ． Ｗ ５
： ｅｒｍｅｔ ５ Ｄ ｃｅ ｎＲ１
测 。 数 据 采 集 部 分 采 用 编码 蓄 电 池 供 电 ，并 要 求 在 井 下 工 作 半 年 到 一 年 的
一
ＲＯＭ（ Ｅ型 ） ｌｓ 、Ｆ ａｈＭｅ ｒ （ ｍｏｙ Ｆ型） ４种 型 号 ，采 用 冯 ． 诺 帜 。 Ｓ ４０ 作 在 １ ～ ． Ｍ Ｐ３工 ． ３ Ｖ电 压 下 ， 正 常 工 作 模式 ＥＰ ８ ６ 有
（ ＡＭ） ４种 低 功 耗 工 作 模 式 （ Ｍ 、 Ｌ 和 ＬＰ ｌ ＰＭ２、ＬＰ ３、 伊 曼 结 构 ，因 此 ， Ａ 、 Ｏ 和 全 部 的 外 围 模块 都 位 于 Ｍ Ｒ Ｍ Ｒ Ｍ
＃ ｃ ｄ ｍｐ３ １ ． ｉｌ ｅ”ｓ ０ ４ ｈ ｎｕ ４ ｘ ｘ”
．
本 设 计 所 需 要 的 数
挥 亚 佳 练 汕 盐 铜Ｉ Ｉ 县 ．
Ｏ Ｇ ＦＯｈ Ｒ ＯＯＯ
： ｒｇ ｍＳ ｒ Ｐ ｒ ａｔ ｏａ ｔ
定 时 器 中 断 进 入
Ａ 模式 Ｍ
设 备 的 井 下 部 分 ，其 安
器
Ｓｐ Ｔ ｍＶ ｔＷＤ ＯＷ槲 ￣ ，
PIC单片机低功耗的实现
PIC单片机低功耗的实现
许多人说PIC 单片机一大的优势就是低功耗，那我们就来讨论，讨论
低功耗的实现。
1,睡眠(sleep)
睡眠方式是我们最常用的一种方式来降低功耗，但睡眠期间单片机不能
做任何的事情。
对于那些没事情就睡着，有事情就做一下的情况睡眠无疑是功
耗最低的处理方式。
比如：
睡眠+ I/O 电平变化中断唤醒当按键没按下时，单片机睡眠，当按键按
下后，执行相应的工作。
睡眠+数据接收中断唤醒这样单片机就可以再没有接收到数据时候进入
睡眠状态，接收到数据的时候就唤醒然后处理数据。
当然首先单片机要有相关
的外设比如SPI ,I2C,USART,等这些支持这些通讯的模块。
睡眠+看门狗唤醒这个可以用在需要定时唤醒做事情的场合
2，降低时钟频率
如果即想功耗低，又想单片机在能低功耗的情况下工作。
这无疑是个最
好的选择。
PIC 单片机比如PIC16F1823 /1829 可以选择从32MHz 到31KHz 的内部时钟频率，我们通常可以将单片机设置在4MHz 以上的频率下工作，如果需
要单片机降低功耗的时候可以降低频率比如在31KHz 的频率下工作。
虽然PIC16F1823 数据手册中写到，单片机在睡眠电流只有只纳安，在
31KHz 的电流有几微安。
但事实纳安只是个幻想。
在项目一个中我使用降频得
到的最低功耗是50 微安左右，采用睡眠也是50 微安。
因为在如此低的频率下，。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｓｙｓｔｅｍ
。ｒ ｉｎ，ｄ‘ｕｓｔｒｉａｌ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄａ－
三，雩三：黧：ｄＩ：嚣淼急？兰｛：＝裟ｉ：ｉ黧，ｉ；，ｐ譬ｅｓｓｅｉ ｂｙ ＡＤ７４ １ ６，ａｎｄ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｇ－
ｍｂｅｌｉｓｅ印ｔ
ｂ加ｙ∞ｕｓ跚ｅｒｓ帕．Ｄ多ｕ腼ｒｈｉｎｇ概ｍｔｈｅ趴…ｐｅｈｒｅ善ｉｏａｄｃ慧ｑｏ：ｉ；黧篡烹裟慧．．。＝．．ｎ．．６ｃｕ：．１１＝ｍ？ｅ ｓｔｙｓ唧ｔ：：…！…嘣。１ｔ“‰１ｃ ｙ眦ｍ ｉｓｒａ。ｈ引眠ｍ脚…‰ Ｋｐｒｅ８ｅｎ‘８‘ｈ三．。 ｐ嘲ｅｎ叭ｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓ。ｆｔｗａｒｅ。ｆ ｔｈｅ
¨．训３｝”订ｂ
～蜥～一 啪础心㈨～，蚶呱 也咿山‰．鲫氏朕．嘲
．圮 托．；要
甜唧吡ｋ 曲．媳ｍ嘶硒 霉一嘛；
Ｕ ａ
ａ
鬻嚣 唔
出勰计雌咖幽呐：。星 ＇暑ｑ“１罟 ａ．口，Ｈ
［责任编校：张岩芳］
万方数据
基于PIC单片机低功耗数据采集系统的设计
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
沁ｎ
Ａ汛 ｐ瑚ｐⅦ№ｍ斌ｍ
（ｎ已ＲｅｓＰ口ｒｃ＾ｈ观·。，ｈ｝Ｐｚ妇已ｎ￡尬Ｙ竹Ｏ“，Ｕ．口Ｒ７２ｅｄｎＣ０，Ｃ押Ｈｚ加ＥｚＮ，眠Ｄｉｎ＾ｇｎ－以ｆａ踟ｎｇ饥。厂ｎ如，耽＾口行４３００６３，ｃ＾ｉ撇；）
甩
１ ．１ Ｓ
ｒｎ
嚣啬 憾．１量ｅｍ ｖ．，惭毗渤龀蛾 ｎ㈦譬Ｓ呛Ⅵ．ｍ ｎ “
娼 ｗ
麓墨 ．哦ｉ－舌－邮‰嘲 ＝ 抵５｝甲蚵．
态主要是由ＰＣＦ８５８３定时器来完成．
Ｉ压力传感器Ｈ历放Ｈ Ａ，Ｄ转换器｜｜数据存储；
பைடு நூலகம்
ｌ温度传感器ｌ 竹
仃
｛｝
ｔ，
ｌ电源控制部分Ｈ ；Ｉ
Ｉ 通信接口 斟
ＰＩ Ｃ１６Ｆ８７６
图１系统原理框图
系统的核心部分是温度和压力数据的转换．压 力信号转换采用美国ＡＤ公司新推出的１６位∑一 ＡＡ／Ｄ转换器．器件能直接将传感器测量到的多路 微小信号进行Ａ／Ｄ转换，具有高分辨率、宽动态范 围、自校准、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等 特点，非常适合应用在仪表测量、工业控制等领 域［３］．Ａ／Ｄ转换器必须注意保证基准电压１．２２５Ｖ 电路的稳定可靠，经过大量试验证明ＡＤ公司的工 业级电压基准源ＡＤ５８９ＪＨ可以保证稳定可靠工 作．压力信号Ａ／Ｄ转换部分原理图如图２所示．
温度信号转换采用ＡＤ公司的１０位数字式温 度传感器ＡＤ７４１６．ＡＤ７４１６是装在一个芯片中的完 整的温度采样和监视的系统．它包含一个带间隙温 度传感器和一个用来监视并将温度的高低数字化的 １０位Ａ／Ｄ转换器，精度可达０．２５℃．ＡＤ７４１６的宽 电源电压范围（２．２ Ｖ～５．５ Ｖ）低电源电流（典型为
［中图分类号］ＴＰ３３９
［文献标识码］：Ａ
２０世纪９０年代以来，随着集成电路制造工艺 的提高，降低功耗已成为超大规模集成电路应用设 计中的一个主要考虑因素．功耗的增加会带来一系 列问题，如电路参数漂移、可靠性下降、电池供电系 统连续工作时间减少等．因此，系统的功耗在整个系 统设计中显得十分重要．本文介绍的ｉ业数据采集 系统，是采用Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的ＰＩＣｌ６Ｆ８７６单片机 为微控制器的高性能、低功耗的单片机系统口’２］．
１ ＰＩＣ单片机低功耗数据采集系统的 组成及工作原理
１．１ 系统构成 ＰＩＣ单片机低功耗数据采集系统主要由压力传
感器、功放、温度传感器、高精度Ａ／Ｄ转换器、ＰＩＣ 单片机、数据存储器、定时控制器、通信接口以及电 源控制等几个主要部分组成（图１）．其中压力传感 器使用美国ＮｏＶＡ公司的耐高温、重复性、线形误 差小的系列传感器，保证系统的测试精度．温度转换 使用ＡＤ公司的高精度数字式温度传感器 ＡＤ７４１６；压力信号转换采用ＡＤ公司ＡＤ７７０５转换 器；电源管理采用ＭＡＸＩＭ公司ＭＡＸＩＭ８８３电源 芯片． １．２系统工作原理
（Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｈ“６“ 溉ｉｖｅｒｓｉｔ３，。厂ｎｃｈ砣。ｚ。ｇＹ，耽愚口行Ｈ“加ｉ ４３００７９）
ａｌｓ。ｅ ｆ－－０．．．．ａＶ
ｖｖ
ｔＡａｂａｓｃｔｒｑａｕｃｉｔｓ：ｉｔｉ０Ｔｎｈ．ｉ８ Ｉｐｎａｐｔｈｅｒｌｓｉｎｓｔｙｒｓｏｔｄｅｍｕｃｅ，ｓｔｈｔｈｅｅｔｅｄ瑚ｅｓ。ｉｇｍｎ ｏｔｌｌｒｆ １日ｏｗ，；－．ｐｏｗｌ ｅ．ｒ
［收稿日期］２００７—１２一０１ ［作者简介］熊才高（１９７０一），男，湖北鄂州人，湖北工业大学商贸学院高级工程师，工程硕士，研究方向：电子技术及
自动化．
万方数据
第２３卷第２期
熊才高基于ＰＩＣ单片机低功耗数据采集系统的设计
２１
０．３５ ＭＡ）和ＩＩＣ兼容的接口，使得它对多种应用是 理想的，包括工业现场的应用．ＡＤ７４１６可测量的温 度范围是－－５５℃至＋１２５℃［４］．ＡＤ７４１６有自动掉电 特性因而有很好的功耗性能．在较慢的通过率情况 下，器件可被编程在低功耗掉电方式下工作，这样可 以迸一步节省器件的功耗．
系统的工作原理：首先通过ＰＣ机软件与数据 采集系统进行通信设置．设置好每个工作区间的采 样时间间隔和采样点数．系统设置了１４个工作区 间，每个工作区间采样间隔最小时问为１ ｓ，最长时
间为２４ ｈ．每次系统数据采样结束后自动进入掉电 状态直到下一次采样开始，这种设计确保在电池供
电系统的功耗最低．系统从低功耗状态变为工作状
第２３卷第２期 ＶｏＩ．２３ Ｎｏ．２
湖 北 工 业 大 学 学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
［文章编号］１００３－－４６８４（２００８）０２—００２０—０３
２００８年４月 Ａｐｒ．２００８
基于ＰＩＣ单片机低功耗数据采集系统的设计
熊才高
（湖北工业大学商贸学院，湖北武汉４３００７９）
系统按照ＰＣ机软件设计的工作区间工作结束 后，自动进入掉电状态，取出仪器后再与ＰＣ机相 连，可以查询仪器的工作状态以及仪器存储的数据． ＰＣ机软件可以进行数据的分析和处理，以及测试曲 线和报表的生成，在此不进行具体分析．
２ ＰＩＣ单片机低功耗数据采集系统的 设计
２．１ 软件设计 系统软件主要由工作状态的软件和系统与ＰＣ
Ｙ３ｉ ２．４５７６ＭＨｚ
——；＿｛卜一
Ｌ‘
２２ＰＦ
Ｖ４－
Ｕ
躲警熏黑‰竺鬻溢
ＡＤ７７０５
ＧＮＤ ＶＤＤ
ＤＩＮ ＤＯＵＴ ＤＲＤＹ ＡＩＮ２一
ＲＥＦ— ＲＥＦ＋
ＡＤ ０１５８９争０．０１ＵｑＦｊ＝Ｙ陬１ＯＩＫ
图２ ＡＤ７７０５转换原理图
系统的时间控制部分和数据存储部分分别采用 ＰＨＩＬＩＰＳ公司ＩＩＣ总线器件，具有速度高、占据Ｉ／０ 资源少、稳定可靠等优点．数据存储器采用Ｍｉｃｒｏ－ ｃｈｉｐ公司的串行数据存储器２４ＬＣ／５１２．每片存储器 的存储容量为２５６ ＫＢ，系统一共有二片存储器．二 片数据存储器与时钟控制器组成统一的ＩＩＣ系统编 址，对ＩＩＣ器件的读写操作之前进行地址识别，每个 ＩＩＣ器件的地址编码由硬件系统的连接决定．
熊才高， Xiong Cai-gao 湖北工业大学商贸学院,湖北,武汉,430079
湖北工业大学学报 JOURNAL OF HUBEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2008，23(2) 0次
参考文献(5条) 1.王有绪.许杰.李拉成 PIC系列单片机接口技术及应用系统设计 2001 2.窦振中.汪立森 PIC系列单片机应用系统设计与实例 2000
２００２（６）：５９—６２．
万方数据
兰嘲
磊 一 一～ ～
Ｅ一 工～
度∞～徽㈣ 器融们ｑ 姗 兰醒 ｉ娴呼 ｎ
学一
报～～
何学
配ｄ 黻誊；
～ 第一 期一
Ⅶ 精｜脏奎 天
Ａ Ｌ。ｗ‘Ｐ。ｗｅｒ Ｄａｔａ Ａｃｑ ｕｉｓｉｔｉ。ｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ｓ Ｄｅｓｉｇｎ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ ＰＩＣ ＭＣＵ
Ｘｉｏｎｇ Ｃａｉ—ｇａｏ
3.朱延钊 AD7705/AD7706的原理与应用[期刊论文]-国外电子元器件 2002(6)
4.杨鸣.冯文利 温度传感器AD7416的远程应用 2004(9) 5.何立民 IIC总线系统设计 1995
相似文献(0条)
本文链接：/Periodical_hubeigxyxb200802007.aspx 下载时间：2010年1月3日
ｍ明ｅｍ∞ｏｒｙ，ｔｈ‘ｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｏｆ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃａｎ
ｓｙ５‘ｅｎｌ １３ ｒａ‘ｈｅｒ １。ｗ·Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ
ｙｗｏｒｄｓ：ＰＩｃｌ ６Ｆ８ ７６；ＡＤ７４ １ ６：Ａ＇Ｄ ｃｏｎｖｅｒｔ；Ｌｏｗ－ｐｏ”ｗ“ｅｒ““
［责任编校：张培炼］
删阶 Ｒ髂 Ｋ
ｎｍ
（馏订 Ｐｍ吣 蚰咖 Ｐ甜 驴耽ｋ．罂甜鹏骈缸ｌ Ｖｈ，抒 Ｈ细蚰脚
机通信软件两部分组成．在软件的编写过程中必须 要考虑系统功耗的要求，除了ＰＩＣｌ６Ｆ８７６单片机在 不工作时要进入掉电状态之外，在编程时必须在系 统进入掉电状态之前关断ＡＤ７７０５的电源同时必须 对ＡＤ７４ｔ６温度传感器写入相应的控制字让温度传 感器进入掉电状态，确保系统功耗最低．ＩＩＣ总线是 ＰＨＩＬＩＰＳ公司推出的一种数据传输的总线协议．在 本系统中采用了先进的ＩＩＣ总线结构，大大增强了 系统的可靠性也简化了系统的硬件结构［５］．ＩＩＣ数 据传输必须遵循起始、数据传输、停止的操作规程， 由于篇幅有限，这里不作具体分析．可参阅ＰＨＩＬ— ＩＰＳ公司ＩＩＣ总线协议的详细论述． ２．２系统低功耗设计
为使系统工作的功耗最低必须正确设置单片机 的配置、工作方式以及系统ＡＤ转换等外围器件的 工作方式．有许多技术可以降低系统的功耗，最常 用的是Ｓｌｅｅｐ模式．程序执行一条ＳＩ。ＥＥＰ指令，便 进入了休眠（Ｓｌｅｅｐ）模式．在Ｓｌｅｅｐ模式下，晶振停止 振荡，而此时Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ的ＰＩＣｌ６Ｆ８７６单片机在３ Ｖ电源条件下，只有１弘Ａ的待机电流．系统工作 时，单片机可以采用看门狗或外部事件周期性地唤 醒单片机，利用电子开关为系统提供电源，以减少 系统待机功耗，延长电池使用时间．单片机的工作频 率和功耗的关系也很大，频率越高，功耗越大．在采 用３２ ｋＨｚ晶振、３ Ｖ工作电压时，ＰＩＣｌ６系列单片 机的典型工作电流只有１５肛Ａ；而采用４ ＭＨｚ晶 振、５ Ｖ工作电压时，单片机的典型工作电流达到３ ｍＡ左右［１’２］．本系统在满足系统要求的前提下选择 了４ ＭＨｚ晶振．由于系统是电池供电，要求系统在 设计时必须从硬件和软件两方面考虑功耗的问题． 在整个系统工作过程中数据的转换所消耗的功耗最 大，因此选择了功耗很低的转换芯片ＡＤ７７０５和 ＡＤ７４１６．即使如此系统是间歇式数据采集过程，在 系统不采集数据时必须要减少每个器件的功耗，因 此在硬件上ＡＤ７７０５采用可关断的电源芯片 ＭＡＸ８８３供电，在单片机进入Ｓｌｅｅｐ状态之前发出 一个控制信号关断ＡＤ７７０５的电源；同时单片机也 必须给ＡＤ７４１６写入掉电模式的控制字保证 ＡＤ７４１６功耗极低，编写控制程序时一定要考虑．