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1、微型堵塞器型压力计的设计 吉林农业大学发展学院Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.学 号: 0103070110 吉林农业大学发展学院毕业设计（论论文）微型堵塞器器型压力力计的设设计学 院:电电子信息息工程学学院专 业:测控技技术与仪仪器 班 级:一班 姓 名:刘海龙 指导教师:吴旭云云微型堵塞器器型压力力计的设设计摘要首首先介绍绍了压力力计的用用途，并并将我们们设计的的压力计计同国内内外使用用较多的的压力计计做了性性能比较较；然后后，概述述性的介介绍了压压力计的的工作原原理；并并对压力力计的
2、总总线选择择、电数数据压缩缩做了概概念性介介绍。并并且对压压力计的的测量部部分，计计算部分分，时间间控制部部分，电电源控制制部分，存存储器部部分的原原理做了了详细的的阐述 其次次详细论论述了本本压力计计的下位位机软件件各组成成部分。首首先，在在本章开开头我们们给出了了测井数数据采集集部分、DS116299报警部部分、数数据存储储部分及及I2C总线部部分的程程序流程程图，最最后给出出了主流流程图。 再次详详细论述述了数据据拟合回回归公式式的基本本原理，并并给出了了如何用用拟合好好的公式式计算压压力，温温度值。只只有对采采集的数数据进行行数据拟拟合回归归，才能能得到真真实的压压力、温温度值。数数据
3、拟合合公式中中系数的的选择将将对温度度、压力力值的精精确度有有极大的的影响。 为了提提高系统统的鲁棒棒性，我我们在本本压力计计的硬件件及软件件设计上上都对容容错性给给予了极极高的重重视。在在本章中中，阐述述了软件件容错的的基本概概念、基基本原理理、基本本方法、以以及模型型设定。最最后，以以本压力力计为例例，给出出了软件件容错的的一些实实际应用用。关键字石油 压力计计温度计计The mminiiatuure stoops thee deesiggn oof aa prresssuree gaaugee off maachiineAbsttracct firrstlly,iit iintrrodu
4、ucess thhe uuse of mannomeererr,annd iit aalsoo coompaaress thhe ffuncctioon tthe mannomeeterr off ouur ddesiign witth tthe mosst uusedd onnes botth hheree annd aabrooad.Seccondd,itt inntrooducces thee opperaatioonall prrincciplle oof mmanoomerrer in genneraal,aand it alsso ggivees uus aa coonceeptu
5、ual inttrodducttionn foor tthe maiin llinee chhoicce aand datta ccomppacttionn.,iit eexpaatiaatess thhe tthe priinciipall off deetecctinng uunitt,coompuutinngtiime,timme cconttroll,poowerr coontrrol ,meemorrizeer.it diiscuussees iin ppartticuularr thhe eeverry ppartt off thhe ddownn maachiine soffet
6、wwaree.Itt fiirsttly shoows thee coolleectiion of welll llogggingg daata,DS116299 allarmm syysteem,ddataa sttoraage andd prrogrram floow ppictturee off I22C maain linne,tthenn itt shhowss thhe mmainn prrogrram floow ppictturee.It exxpattiattes thee baasicc prrincciplle oof ddataa fiittiings rregrres
7、ssionn foormuula,andd itt shhowss thhat howw too usse rregrresssionn foormuula to callcullatee thhe ppresss aand temmpreeturre.OOnlyy iff wee usse rregrresssionn foormuula in colllecctioong datte,wwe ccan gett coorreect preess andd teemprretuure.Thee cooeffficiientt off daata fitttinngs rregrresssio
8、nn foormuula willl hhavee a greeat infflueencee foor tthe preecissionn off prresss annd ttemppretturee.In orrderr too immproove thee roobusstneess of thee syysteem,wwe ppay greeat atttenttionn too thhe ffaullt ttoleerannce of harrdwaare andd sooftwwaree off thhis mannomeeterr.Inn thhis Chaapteer,iit
9、 sstattes manny aaspeectss off off faaultt toolerrancce,ssuchh ass ,bbasiic mmeanningg,baasiccpriinciiplee,baasicc meethood,aand moddel speecifficaatioon.FFinaallyy,ussingg thhis mannomeeterr ass ann exxampple,it shoows thee prractticaal aappllicaatioon oof ssofttwarre ffaullt ttoleerannce.Keywwordd
10、s Pettrolleumm PPresssurre ggaugge Theermoometter目录第1章绪论论61.1 井下压压力、温温度测量量仪的研研究概况况61.2本课课题的方方案确定定和要完完成的工工作71.2.11 总体体设计方方案81.2.22 系统统工作原原理81.2.33传感器器选择991.2.44 系统统总线选选择1001.2.55 要完完成的工工作1221.3本章章小结112第2章系统统硬件1132.1 硬硬件组成成132.2 工工作原理理172.2.11压力测测量部分分172.2.22 温度度测量部部分1882.2.33 电源源控制部部分1882.2.44 存存储部位位
11、192.2.55定时控控制部分分192.3本章章小结119第3章系统统软件2203.1 测测井数据据采集部部分2003.2 时时钟控制制部分2203.3 数数据存储储部分2233.4I22C总线部部分2553.4.11I2C总线的的基本原原理2553.5主程程序流程程图2993.6 本本章小结结32第4章数据据回归3334.1 数数据回归归概述3334.2 拟拟合算法法推导3344.3 参参数应用用及实验验结果3364.3.11求井温温364.3.22求压力力值3664.4 本本章小结结37第5章软件件容错3385.1软件件容错的的定义与与分类3385.1.11时间容容错3885.1.22 信
12、息息容错3395.1.33 软失失效运行行395.2 软软件容错错系统结结构介绍绍395.2.11 N版版本程序序结构3395.2.22 恢复复模拟块块法4005.2.33提高软软件的刚刚健性（robustness）415.3 应应用4115.3.11 防止止死机4415.3.22判断读读出时间间是否正正确4225.3.33判断下下次报警警是否能能够实现现425.3.44 判断断工作表表455.4本章章小结446第6章结束束语477致谢48第1章 绪论石油是一个个国家的的命脉，石石油产业业的兴衰衰直接影影响到国国家的经经济。所所以我国国一直对对油藏工工程给予予极高的的重视。在在油藏工工程中的的
13、许多方方面，可可靠的地地下油藏藏资料都都是十分分重要的的：油藏藏工程师师必须掌掌握大量量的油藏藏数据资资料，才才能准确确的分析析油藏动动态和预预测各种种开采方方式下的的生产趋趋势；菜菜油工程程师也要要了解生生产井和和注入井井生产条条件才能能在油藏藏最佳动动态情况况下进行行开采。这这些资料料大都是是通过不不稳定试试井得到到的。 不稳定定试井方方法，例例如，压压力恢复复、降压压、注入入能力测测试等等等，都是是油藏工工程和采采油工程程的一个个重要方方面。不不稳定试试井方法法的主要要过程由由两部分分组成：一部分分是在井井底造成成压力改改变，另另一部分分是测量量压力改改变随时时间的变变化。通通过测量量得
14、到的的压力值值，可以以用来估估算出岩岩石、流流体和井井的特性性参数，其其有助于于用来分分析、改改进和预预测油藏藏动态。从从不稳定定试井获获得的实实验资料料包括井井筒体积积，地层层压力，渗渗透率，孔孔隙度，储储量和其其它有关关数据。从从中可以以看到，这这种方法法的关键键的技术术资料就就是测量量得到的的精确的的压力值值。以前前，不稳稳定试井井方法受受到许多多限制，其其中最重重要的一一方面就就是缺少少精确的的压力数数据，而而无法进进行确切切的分析析。1.1 井下压力、温温度测量量仪的研研究概况况目前，国外外的井下下测压技技术发展展的十分分迅速，主主要测量量仪器为为存储式式电子压压力计。其其大多有有着
15、压力力量程大大、精度度高、存存储量大大、采样样速度快快等优点点，而国国内的井井下测压压技术还还不十分分先进。国国内外常常见的压压力测量量仪的性性能指标标可参照照下表1.11.但由于此类类传统压压力计大大多有着着直径宽宽，体积积大等诸诸多不利利因素，造造成现场场测试困困难，费费用高、成成本高，因因而急需需一种直直径小、精精度高、工工作时间间长的新新型压力力计。目目前此类类小直径径压力计计在国外外已经问问世，但但是价格格昂贵，而而且井下下工作时时间较短短；国内内同类产产品较少少，而且且在测量量精度、功功耗、存存储容量量方面不不尽人意意。我们们的微型型堵塞器器型压力力计就是是在这种种形势下下研制出出
16、来的新新型产品品。这套套仪器配配套于偏偏心配水水器，测测试工艺艺完全依依照分层层配水及及测试工工艺进行行。因而而极利于于注水井井的压力力温度测测试，简简化了工工艺，节节约了人人力、财财力。生产 厂厂家 斯坦微电子子研究所所北京金时石石石油测测试技术术有限公公司北京双福星星科技有有限公 司大庆大名新新技术开开发公司司大庆市仪星星有限公公司压力量程（Mpa）050030045030030压力分辨率率（%FS）0.050.010.050.050.01压力精度（%FS）0.50.50.40.50.5温度量程（）-10+1255-40+1200-20+12000+800-30+1200温度精度（）0.5
17、0.5110.5温度分辨率率（）0.10.10.50.50.1存储容量（点）3000120000160000136000142722井下工作时时间（天）90180120180150表1.1 国内外外常见大大直径压压力测量量仪性能能指标参参照表 由上可可见：一一般压力力计，其其精度只只能达到到千分之之一左右右；而且且一般只只能耐到到120度高温温，我们们知道随随着井的的深度增增加，井井下的温温度也在在增加，所所以这种种耐温度度就限制制了被测测井的深深度；一一般的测测压计的的容量也也不是很很大，只只能达到到25万组数数据，更更有甚者者只有几几千组，因因为井下下数据的的数量越越多对被被测井的的特性分
18、分析也就就月充分分；存储储量不大大，也就就意味着着不会掌掌握很多多的井下下压力数数据，很很大的限限制了不不稳定试试井的使使用范围围；而且且，大多多数压力力计的温温度测量量不精确确，现在在国际通通用的压压力计都都要求精精确的温温度测量量，这是是因为被被测井下下压力同同当时的的井下温温度有关关，测得得的压力力数据要要根据以以温度拟拟合成的的数据为为系数的的方程来来得到正正确的压压力真值值，如果果温度值值不准，则则压力值值也不会会准确。而而且，温温度本事事对于试试井也有有着极大大的意义义。1.2 本课题的方方案确定定和要完完成的工工作 对本课课题所提提出的技技术指标标有如下下几项：压力量程： 075
19、MMpa压力精度： 0.005%FFS压力分辨率率： 0.0011%FSS温度量程： -300+1225度温度精度： 0.11度温度分辨率率： 0.05度 最大大存储容容量： 8000000点 井下下工作时时间： 半年以以上 外径径： 15mmm 长度度： 2000mmm 从以上上指标比比较来看看，我们们所设计计的这台台高精度度压力计计同国内内外同类类产品相相比有着着以下几几方面优优点：1） 压力精度高高。2） 温度量程宽宽，这意意味着可可以用来来测量更更深的井井，增大大了使用用范围。3） 存储量大，也也就是说说利用这这台仪器器一次可可以测量量取得更更多的数数据。4） 体积小，克克服了传传统大
20、直直径压力力计存在在的弊端端，给现现场的使使用带来来了方便便，节省省了人力力财力。 本次设计计的堵塞塞器型压压力计的的大多数数指标都都已经赶赶上或者者超过国国际水平平。1.2.11 总体设设计方案案 井下存存储式压压力计不不需要传传输电缆缆，利用用电池供供电。因因为是在在井下几几千米进进行测量量，没有有办法利利用地面面电源对对压力计计供电，只只能采用用电池供供电。这这就要求求硬件部部分要有有着低功功耗的特特点，否否则仪器器无法在在地下工工作十几几个月。为为了延长长仪器的的一次下下井时间间，应该该在采用用同类小小功耗元元件的前前提下尽尽可能的的减少元元件个数数，并且且还应该该寻找进进一步省省电的
21、方方法。 整个仪仪器将工工作在几几千米的的地下，必必须可耐耐125的高温温。这要要求系统统的元器器件要有有耐高温温的特性性。一般般民用元元件耐温温在0+70之间，根根本无法法满足设设计要求求，其实实工业级级的元件件也只能能耐温在在-40+80之间，所所以要达达到指标标要求，必必须采用用军品元元件并进进行高温温筛选以以得到耐耐高温元元件。本本次设计计中所用用到的器器件均选选用功耗耗低的军军品元件件。 为了达达到大容容量的存存储空间间，我们们可以采采用单片片大容量量存储器器或多片片小容量量存储器器。因为为存储器器也必须须耐高温温，所以以如果采采用前者者则价格格极其昂昂贵，如如果采用用后者则则难免要
22、要增大功功耗，影影响井下下的工作作时间。但但无论采采用哪种种方式，适适当的采采用一些些数据压压缩算法法都是应应该的。对对于数据据压缩，应应该注意意的事项项是，压压缩时间间应该不不大，以以免影响响数据的的采集。1.2.22 系统工工作原理理 压力计计进行工工作参数数设定以以及在测测量完毕毕后进行行数据回回放时，地地面系统统框图如如下所示示： 打印机 堵塞器压力计打印机线PC 机专用通信线 图 1.1 在工作作前，需需要通过过专用通通讯线，用用随机配配制的系系统软件件进行压压力计的的初始化化，设置置各项工工作参数数（时间间表和工工作表）。使使用时，系系统便在在CPU的控制制下，按按照预先先设置的的
23、工作表表进行定定时采样样，并将将采集到到的压力力、温度度数据保保存在存存储器中中。然后后压力计计电路进进入低功功耗状态态，此时时消耗电电流只有有6uA，等待待下一次次采样开开始。压压力计的的工作原原理框图图如图1.2所示。当当存满数数据存储储器时，系系统只进进行采集集，但不不再对采采集到的的数据进进行存储储。仪器器工作结结束后，重重新接上上专用通通讯线，在在上位机机上运行行随机配配制的系系统软件件对数据据进行回回放，并并可以根根据需要要进行数数据存储储、显示示、绘图图等操作作。 温度传感器 单元压力传感器 单元CPU 数据放大转换单元 时钟单元 电源单元 数据储存 单元 图 11.21.2.3
24、3传感器器选择 由由前述可可知：有有待测量量的物理理量有温温度、压压力两种种。温度度、压力力传感器器一般可可以分成成两类：模拟传传感器、石石英晶体体传感器器。1） 模拟传感器器：普通通国产压压力模拟拟传感器器的压力力精度一一般为0.55%00.8%，温度度模拟传传感器的的精度为为0.110.5.可见要要想提高高测量精精度，就就必须选选择精度度高的压压力传感感器。此此外模拟拟传感器器的体积积很小，因因此符合合本次小小直径压压力计的的设计目目的。2） 石英晶体传传感器：石英晶晶体传感感器的相相对精度度很高，压压力计石石英晶体体分辨率率可达到到0.002%，精度度可达到到0.005%；温度度石英晶晶
25、体传感感器分辨辨率可到到达0.0055，精度度可达到到0.001.但是石石英晶体体传感器器的体积积相对很很大，鉴鉴于本次次设计的的要求，最最终选择择体积小小，精度度较高的的模拟传传感器。通过对众多多厂家的的压力传传感器的的比较选选择，我我们最终终选择瑞瑞典KELLLERR公司的的压阻式式压力传传感器。KELLLERR公司作作为欧洲洲著名的的压阻式式传感器器生产厂厂家，其其产品具具有体积积小，重重量轻，精精度高，灵灵敏度高高、稳定定性好、一一体化结结构等特特点。本本次选用用精度为为0.005%的KELLLR-1型压力力传感器器。为了了测量并并下温度度，并考考虑到系系统小型型化，这这里选用用带有时
26、时钟功能能的温度度传感器器DS116299，其在-30+125的温度度范围内内，其测测量精度度高达0.3，满足足了本次设计计要求。1.2.44 系统总总线选择择 900年代，单单片机（MCUMiccro conntroolleer UUnitt）及其其外围器器件技术术有了惊惊人的发发展，新新一代单单片机的的出现，使使人们可可以按对对象需要要选择合合适的单单片机；单片机机的内外外串行总总线大大大地简化化了单机机、多机机与网络络系统的的硬件结结构。可可以说，新新一代单单片机技技术的显显著特点点之一就就是串行行总线的的推出。在在没有专专门的串串行扩展展总线时时，只能能通过并并行总线线扩展外外围器件件
27、。而由由于并行行总线扩扩展时连连线过多多，外围围器件工工作方式式各异，外外围器件件与数据据存储器器混合编编址等，都都给单片片机系统统设计带带来较大大困难。现现在退出出芯片间间的串行行数据传传输技术术，其设设置了芯芯片间的的串行传传输接口口或串行行总线，起起到了简简化系统统结构，提提高系统统可靠性性的作用用。新一一代单片片机中，除除了必须须的储存存器扩展展要用到到并行接接口之外外，其他他外围器器件都可可以通过过串行方方法进行行扩展。由由此，我我们可以以得到新新一代单单片机并并行总线线、串行行总线扩扩展的优优选模式式如图1.3所示： 芯片片间串行行接口与与串行总总线分类类： 目前前单片机机应用系系
28、统中常常用的串串行扩展展总线主主要有MOTTOROOLA公司的的串行外外围接口口SPI（Serral Perriphheraal IInteerfaace）、NS公司的MICCROWWIREE/PLLUS串行同同步双工工通讯口口和Phiilipps公司I2C BUUS(IInteer IIC BBUS),下面介介绍一下下它们的的特性：a） 串行外围接接口SPII LED驱动 LED显示 P2.0 单 P0.0片SCLSDA机锁存器EPROM时钟I/O 口RAMA/D,D/A数据存储器程序存储器I/O口键盘8并行扩展8串行扩展I2C总线 图1.33 并行总总线、串串行总线线扩展的的优选模模式 S
29、PII是一种种三线同同步接口口，其通通过串行行数据线线（MISSO、MOSSI）和串串行时钟钟（SCK）实现现芯片间间的数据据传送。图1.4为SPI串行扩展电路。 SK MOSI SPI MISO CSI主机端 CS2 CS3SK SPISI 从机SOCSSK SPISI 从机SOCSSK SPISI 从机SOCS图1.4 单主机SPI串行扩扩展电路路 从图11.4可以看看出从机机的选通通是依靠靠每个人人从器件件的CS引脚的的选通信信号，因因而数据据送软件件十分简简单，省省去了从从器件的的地址选选择，但但在扩展展器件较较多时，连连线不会会简洁。而而且，其其采用硬硬件片选选，难免免会占用用I/O
30、口线，使使得口线线使用紧紧张。在在口线数数目一定定的情况况下，从从器件的的数量会会得到限限制（与与后面的的I2C总线技技术比较较）；反反之，如如果要增增大从器器件数目目，无疑疑增加额额外的I/O口扩展展器件，又又增大了了系统的的功耗 b）串行行通讯接接口MICCROWWIREE/PLLUSSI为串行行数据输输入；SO为串行行数据输输出；SK为串行行移位时时钟。图图1.5为MICCROWWIREE/PLLUS接口串串行扩展展图。 COP800 HPC 系列 单片机 主机 SI SO SK CSEPPROMDO DICLK CS A/DDO DICLKCOP800 HPC 系列 单片机 主机SOS
31、ISK 图1.55 MICCROWWIREE/PLLUS接口串串行扩展展图从图1.55可以看看到MICCROWWIREE/PLLUS的优点点同SPI相同，但但同样没没有能够够避免SPI总线的的缺点。C） I22C串行扩扩展总线线 I2C与SPI、MICCROWWIREE/PLLUS接口不不同，它它以两根根连线实实现了完完善的全全双工同同步数据据传送。I2C总线采采用了器器件地址址的硬件件设置方方法，通通过软件件寻址完完全避免免了器件件的片选选线寻址址方法，从从而使硬硬件系统统具有最最简而灵灵活的扩扩展方法法。按照照I2C总线规规范，总总线传输输中的所所有状态态都生成成相对应应的状态态码，系系统
32、中的的主机能能够依照照这些状状态码自自动的进进行总线线管理，用用户只要要在程序序中装入入这些标标准处理理模块，根根据数据据操作要要求完成成I2C总线的的初始化化，启动动I2C总线就就能自动动完成规规定的数数据传送送操作。图1.6为I2C总线应用系统的典型结构。处理器件外围器件 单片机 或微处 理器 单片机 或微处 理器 外围接口模块 I2C总线驱动器 远程I2C系统 图1.66 为I2C总线应应用系统统的典型型结构 为减少少功耗，我我们应该该尽量减减少元器器件的数数量。因因此，我我们在系系统中采采用新一一代单片片机总线线技术串行总总线。综综上所述述，我们们采用I2C串行总总线技术术。1.2.5
33、5 要完成成的工作作 本次设设计的主主要工作作有结合合工艺进进行系统统硬件设设计、系系统软件件设计、标标定试验验、现场场下井试试验、试试验数据据回放分分析等。由由于压力力传感器器的输出出信号受受到环境境温度的的影响，因因此在压压力计投投入使用用之前要要进行标标定试验验。标定定中心采采用加拿拿大先锋锋石油技技术装备备有限公公司提供供的全自自动标定定系统。整整套系统统采用对对比法进进行标定定，完全全使用计计算机远远程控制制。精度度高，操操作简单单，标定定范围大大，效率率高。1.3本章章小结在本章中，首首先介绍绍压力计计的用途途，并将将我们设设计的压压力计同同国内外外使用较较多的压压力计做做了性能能
34、比较；然后，概概述性的的介绍了了压力计计的工作作原理；并对压压力计的的总线选选择、数数据压缩缩做了概概念性介介绍。在在以后的的各章里里，本论论文将在在此基础础上，就就系统硬硬件，系系统软件件，系统统容错，数数据压缩缩，数据据回归各各方面做做进一步步讨论。第2章 系统硬硬件上一章，对对本论文文将要阐阐述的个个部分做做了概述述性的介介绍。在在本章中中，我们们将详细细介绍压压力计的的硬件组组成及功功能实现现。2.1 硬硬件组成成 这套系系统的硬硬件基本本有以下下几部分分组成：1）测量量；2）计算算：3）存储储：4）电源源；5）时钟钟；6）系统统监控。其其中测量量部分由由传感器器以及A/D转换器器组成
35、；计算部部分有单单片机构构成；存存储部分分由244C10024组成；电源控控制采用用MAXX6199集成芯芯片；时时钟用DS116299；系统统监控用用MAXX63115。各部部分芯片片简介如如下：1） 压力采样环环节：压压力传感感器采用用瑞典KELLLERR公司的的压阻式式压力传传感器，其其输出为为与压力力成比例例关系的的电压信信号，因因此需要要加上A/D转换环环节。为为了提高高测量精精度，这这里选用用美国Anaalogg推出的的具有24位精度度的转换换器AD777100。AD777100为美国Anaalogg Deevicces推出的的性能优优越，高高分辨率率的A/D转换集集成电路路。它具
36、具有两路路差模输输入，1128八档程程控增益益放大器器，程控控低通滤滤波器等等特点，能能完成24位A/D转换，转转换频率率为1010000赫兹。AD777100是低频频测量应应用中的的一个完完整模拟拟的前端端，能直直径接受受低频信信号，并并以串行行数字方方式输出出，用转换技技术实现现24位无误误码性能能，而且且具有片片内基准准电压，SO24封装，工工作温度度可达到到125.2） 温度采样及及系统时时钟：为为了节约约设计空空间，这这里采用用集温度度传感器器与实时时时钟于于一体的的高性能能芯片DS116299.DSS16229是美国DALLL公司最最新推出出的带有有二线制制串行接接口（I2C）的时
37、钟钟数字化化温度计计，测量量精度为为0.3，测温温度范围围是-55125，并且且具有可可编程、宽宽电压、低低功耗等等特性，特特别适合合于电池池供电系系统中。 DS16629内部集集成了时时钟及温温度监控控。数据据传输采采用I2C总线技技术。其其工作电电压范围围广。时时钟/日历单单元提供供秒、分分、小时时、星期期、天、月月、年单单元。每每月天数数随月份份不同自自动调整整，且可可以根据据闰年调调整。DS116299提供12或24小时模模式，在在12小时模模式下提提供AM/PM位。无无论是测测量温度度超过设设置温度度，或是是当前时时间达到到设定的的报警时时间，DS116299的开环环报警输输出端都都
38、可以发发出报警警信号。使使用者可可以设定定报警情情况（只只有时间间、只有有温度、或或是不报报警）。为为存储系系统数据据或是时时间温度度数据。DS116299提供了32字节的SRAAM，因为为其不限限制读写写次数，我我们将浮浮动工作作表存在在其中。 DS16629特点： 时钟可以以自动调调节21000年以前前的时间间；用户户设定时时间或稳稳定报警警；内含含32字节SRAAM；I2C总线数数据输出出；宽供供电范围围：（2.22V5.55V）：8脚SOIIC封装。其其引脚如如图2.1所示。引脚功能如如下： SDDA、SCL：I2C总线数数据线及及地址线线 ALLRM： 温度、时时间报警警输出端端 X
39、11、X2：32.7688HZ晶振输输入端及及反端 OSSC： 晶振输输出端图2.1 DS116299封装图图3） 系统统CPU采用Phiilipps公司推推出的新新型单片片机P877LPCC7699.其采用CHMMOS工艺，采采用SO-20表贴封封装，具具有低功功耗的特特点。而而且，P877LPCC7699为军品品元器件件，其可可以耐高高温度到到1255.经过筛筛选可以以耐到1150 4）我我们采用用24CC10224作为存存储器件件，244C10024是一种种新型I2C总线存存储器件件，其内内有1255K*88位电可可擦除PROOM，其可可工作电电压范围围广（1.88V55.5VV）。可可
40、用于低低功耗通通讯及数数据存储储，它具具有页写写功能，一一次页写写最大字字节数可可达256字节，在在读取数数据方面面，其可可以按字字节读也也可以采采用连续续读的方方式。地地址总线线允许最最多外挂挂2骗24CC10224在同一一总线上上，这样样最大可可达到22M位的的地址空空间。本本机选用用24CC256的主要要原因是是其低功功耗和小小体积。24C10024主要特特点如下下： 低功耗耗CMOOS技术：串行内内部总线线（兼容容I2C）；256字节页页写功能能；硬件件写保护护；10万次擦擦写；电电压保护护大于40000V；数据据可保持持200年；有PDIIC以及SOIIC两种封封装；为为耐高温温，在
41、本本应用系系统中采采用244C10024，其可可工作在在-400+1125之间，典典型工作作电流在在写数据据时为：3Ma,读数据据时：4000mA，静态态电流：1uA。 引脚功功能如下下：AO：片选选地址SDA：串串行数据据总线SCL: 串行地地址总线线WP： 写写保护端端当WP端为为高电平平时，224C110244只允许许读操作作，当其其为低电电平或悬悬空时，24C1024允许读写操作。具体24C1024的读写操作见第三章。图2.2 24C1024封装图 5）由由于系统统在井下下工作时时间一节节3.66V的高能能电池供供电，而而整个系系统需要要+5V的供电电电源，因因此需要要直流变变换器升升
42、压至5V。这里里选用MAXXIM公司推推出的直直流变换换器MAXX6199。MAXXIM公司研研制的可可调节5V充电泵泵直流变变换器MAXX6199，由2节电池池（23.66V）输入入，就可可转换成成5V4%的电压压输出。并并且它的的外围元元件极少少，在0.1平方英英寸的印印制板上上，即可可把整个个的MAXX6199及外围围元件装装下。外外围元件件只有2个充电电电容、2个输入入输出电电容。变变换器自自身最大大耗电为为1500uA，带有有可关断断功能。逻逻辑控制制负载开开路时，耗耗电最大大只有1uA。有双双列直插插（DIPP28PP）和SO软封装装形式，能能适应各各种需直直流变换换的场合合。 M
43、AXX6199输入23.66V（2节电池池）电压压，可提提供5V输出。内内部充电电泵和外外部滤波波电容保保证5V的输出出。当输输出电势势有下降降趋势时时，充电电泵受脉脉动控制制，使电电压保持持在5V4%范围内内。当ON/OFFF为逻辑辑高电平平时，MAXX6199就处于于输出关关断状态态，充电电泵开关关停止工工作，输输出为0V。共74页 第74页 MAXX6199输入23.66V（2节电池池）电压压，可提提供5V输出出。内部部充电泵泵和外部部滤波电电容保证5V的输输出。当当输出电电势有下下降趋势势时，充充电泵受受脉动控控制，使使电压保保持在5V4%范围内内。当ON/OFFF为逻辑辑高电平平时，MAXX6199就处于于输出关关断状态态，充电电泵开关关停止工工作，输输出为0V。MAX611典型应应用电路路如图2.33所示。 图2.33 MAAX6119典型应应用电路路