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微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ,又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer )或者單片機,是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規(guī)格做適當縮減,并將內(nèi)存(memory)、計數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口,甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上,形成芯片級的計算機,為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。
微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ,又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer )或者單片機,是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規(guī)格做適當縮減,并將內(nèi)存(memory)、計數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口,甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上,形成芯片級的計算機,為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。諸如手機、PC外圍、遙控器,至汽車電子、工業(yè)上的步進馬達、機器手臂的控制等,都可見到MCU的身影。
微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ,又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer )或者單片機,是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規(guī)格做適當縮減,并將內(nèi)存(memory)、計數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口,甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上,形成芯片級的計算機,為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。諸如手機、PC外圍、遙控器,至汽車電子、工業(yè)上的步進馬達、機器手臂的控制等,都可見到MCU的身影。
MCU同溫度傳感器之間通過I2C總線連接。I2C總線占用2條MCU輸入輸出口線,二者之間的通信完全依靠軟件完成。溫度傳感器的地址可以通過2根地址引腳設(shè)定,這使得一根I2C總線上可以同時連接8個這樣的傳感器。本方案中,傳感器的7位地址已經(jīng)設(shè)定為1001000。MCU需要訪問傳感器時,先要發(fā)出一個8位的寄存器指針,然后再發(fā)出傳感器的地址(7位地址,低位是WR信號)。傳感器中有3個寄存器可供MCU使用,8位寄存器指針就是用來確定MCU究竟要使用哪個寄存器的。本方案中,主程序會不斷更新傳感器的配置寄存器,這會使傳感器工作于單步模式,每更新一次就會測量一次溫度。
要讀取傳感器測量值寄存器的內(nèi)容,MCU必須首先發(fā)送傳感器地址和寄存器指針。MCU發(fā)出一個啟動信號,接著發(fā)出傳感器地址,然后將RD/WR管腳設(shè)為高電平,就可以讀取測量值寄存器。
為了讀出傳感器測量值寄存器中的16位數(shù)據(jù),MCU必須與傳感器進行兩次8位數(shù)據(jù)通信。當傳感器上電工作時,默認的測量精度為9位,分辨力為0.5 C/LSB(量程為-128.5 C至128.5 C)。本方案采用默認測量精度,根據(jù)需要,可以重新設(shè)置傳感器,將測量精度提高到12位。如果只要求作一般的溫度指示,比如自動調(diào)溫器,那么分辨力達到1 C就可以滿足要求了。這種情況下,傳感器的低8位數(shù)據(jù)可以忽略,只用高8位數(shù)據(jù)就可以達到分辨力1 C的設(shè)計要求。由于讀取寄存器時是按先高8位后低8位的順序,所以低8位數(shù)據(jù)既可以讀,也可以不讀。只讀取高8位數(shù)據(jù)的好處有二,第一是可以縮短MCU和傳感器的工作時間,降低功耗;第二是不影響分辨力指標。
MCU讀取傳感器的測量值后,接下來就要進行換算并將結(jié)果顯示在LCD上。整個處理過程包括:判斷顯示結(jié)果的正負號,進行二進制碼到BCD碼的轉(zhuǎn)換,將數(shù)據(jù)傳到LCD的相關(guān)寄存器中。
數(shù)據(jù)處理完畢并顯示結(jié)果之后,MCU會向傳感器發(fā)出一個單步指令。單步指令會讓傳感器啟動一次溫度測試,然后自動進入等待模式,直到模數(shù)轉(zhuǎn)換完畢。MCU發(fā)出單步指令后,就進入LPM3模式,這時MCU系統(tǒng)時鐘繼續(xù)工作,產(chǎn)生定時中斷喚醒CPU。定時的長短可以通過編程調(diào)整,以便適應(yīng)具體應(yīng)用的需要。
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