消防應急燈專用控制芯片設計

時間：2010-11-07 13:36:28

關鍵字：控制芯片消防應急燈芯片設計電壓

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[導讀]　　引言　　消防應急燈具作為一種重要的消防器材，廣泛應用于賓館、商場、娛樂場所等公眾*場所，其功能是在這些場所發(fā)生火災斷電后，應急燈具自動照明，引導被困人員疏散。消防應急疏散照明技術是一項重要的救生疏散

　　引言

　　1.1 8051徼處理器IP核

　　8051是一款單芯片、快速的8位微處理器IP核。它的8位功能性的嵌入式控制器支持所有的ASM51指令集以及80C31的相同指令。指令是計算機用于控制各部分功能部件完成某一動作的指令和命令。8051核的指令按照功能分為5類：數(shù)據(jù)傳送指令、算術運算指令、邏輯運算及移位指令、控制轉移指令、位操作指令。豐富的指令可以增加IP核的使用范圍，同時8051提供軟件和硬件中斷，一個串行通信的接口以及兩個定時器。

　　在對8051的仿真測試過程中，具體測試到哪部分就針對哪部分編寫相應的測試程序，對后續(xù)添加的模塊要根據(jù)模塊的功能編寫相應的測試程序。

　　對8051核的仿真測試進行的主要測試內容如下：各個器件的測試，包括加法器、乘/除法器、內/外部RAM、ROM、特殊功能寄存器、定時器、外部中斷、UART、P0～P3管口以及每一條指令的測試，共256個操作碼。圖2為定時器O的仿真測試波形。

　　8051微處理器IP核作為該芯片的核心控制部分，具有運算速度快、工作電壓范圍廣、工作功耗低等優(yōu)點。在軟硬件功能劃分上，該模塊主要利用軟件完成電檢測，工作狀態(tài)顯示，自復式檢測功能和主電故障保護功能。欲了解更多信息請登錄電子發(fā)燒友網(wǎng)(http://www.elecfans.com)

　　同時8051是開源的代碼設計核，可用于ASIC的再使用以及FPGA開發(fā)。

　　1.2 模/數(shù)轉換模塊

　　實現(xiàn)A/D轉換的基本方法有十幾種，常用的有計數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉換法。由于逐次逼近式A/D轉換具有速度快、分辨率高的優(yōu)點，而且采用這種方法的芯片成本較低，因此在計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之中獲得了廣泛的應用。

　　這類A/D轉換器的轉換原理建立在逐次逼近的基礎之上，即把輸入電壓和一組從參考電壓分層得到的量化電壓進行比較，比較從最大的量化電壓開始，由粗到細逐次進行，由每次比較的結果來確定對應的位是1還是0，不斷比較，不斷逼近，直到兩者的差別小于某一誤差范圍時即完成一次轉換。

　　1.3 RS 485總線模塊

　　在工業(yè)控制及測量領域較為常用的網(wǎng)絡之一就是物理層采用RS 485通信接口所組成的工控設備網(wǎng)絡。這種通信接口可以十分方便地將許多設備組成一個控制網(wǎng)絡。RS 485通信協(xié)議的物理層是利用物理媒介實現(xiàn)物理連接的功能描述和執(zhí)行連接的規(guī)程，提供用于建立、保持和斷開物理連接的、機械的、電氣的、功能的和過程的條件。數(shù)據(jù)鏈路層用于建立、維持和拆除鏈路連接，實現(xiàn)無差錯傳輸?shù)墓δ?。應用層針對不同的應用，利用鏈路層提供的服務，完成不同通信?jié)點之間的通信。

　　1.4 電源監(jiān)控保護模塊

　　電池是應急燈的重要組成部分，過度放電會影響電池的壽命。自帶電源型消防應急燈具由于使用獨立電源作為備甩電源，電池的特性會直接影響到應急時間、光源的亮度，因此采用合適的電池非常重要。目前，消防應急燈具普遍采用鎳鉻或鎳氫充電電池。同時，控制系統(tǒng)必須對電池進行檢測，以實現(xiàn)對電源的保護。

　　1.5 光源監(jiān)控保護模塊

　　光源控制模塊完成兩個功能：應急狀態(tài)下產(chǎn)生信號，打開備用電源和光源的放電回路，在市電正常時檢測光源是否打開。標準規(guī)定：消防應急燈具的應急轉換時間應不大于5 s，高危險區(qū)域使用的消防應急燈具的應急轉換時間不大于0.25s。

　　2 結語

　　研制高度集成新技術、新標準的消防控制專用芯片，無疑將大大降低設備制造商的產(chǎn)品開發(fā)難度、成本與能耗，提高設備的可靠性。這已經(jīng)成為芯片設計者、設備制造商追求的目標。隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷加大，該芯片的成本還有進一步的降低空間。考慮到市場有對產(chǎn)品要求不斷提高的趨勢，在設計時，該芯片預留了系統(tǒng)升級更新的空間，可在短時間內發(fā)展出衍生品種，滿足市場需求。