单片智能控制芯片GC7645的功能特点、原理及应用分析

单片智能控制芯片GC7645的功能特点、原理及应用分析

GC7645的功能特点

1. 两种输入设定界面

2. 功能全集成的芯片架构

GC7645完全是按预定的应用目标设计的，已将A/D转换、运算逻辑单元、电荷泵、动态LED字符显示、3线存储接口、继电器、蜂鸣报警控制接口等功能模块完全集成在单芯片内，提供了简单直接的解决方案（见图1）。

图1 GC7645的功能框图

3. 安全保护功能

为了使用户设定值在掉电后仍能保存，GC7645带有与GC93C46（串口E2PROM）进行数据存取的3线串行接口。另外，为保证安全操作，控制输出端还具有加电延迟输出的功能，以防止加电瞬间出现的误操作。

4. 灵活全面的功能选件

在GC7645的设计过程中，设计者已充分考虑了在各种应用场合下可能遇到的问题。因此诸如小数点显示、不同驱动负载的选择、供电电源的选择，以及在不同的场合下测量值和设置值的显示等都保留了用户选择的余地。

工作原理

同时，GC7645的3线串行接口的设置，使得接入E2PROM很方便，可安全可靠地存储用户设置数据。内部电荷泵产生倍压来提供模拟信号的工作电压区间。

图2曲线给出了传感器输入信号与GC7645控制、报警之间的关系。在报警模式（MODE-1）和控制模式（MODE-2）的两种工作模式中，工作状态的设定值曲线也分别体现在图2中。

图2 GC7645输出典型时序图

图中的纵向坐标为代表工作状态的7个设定值，分别是：AH（绝对上限设定值）、AL（绝对下限设定值）、dH1（上限回差设定值1）、dH2（上限回差设定值2）、dL1（下限回差设定值1）、dL2（下限回差设定值2）、Quser（用户设定值）。其中，AH、AL、dH1、dH2、dL1、dL2为厂家设定值，Quser为用户设定值。

在本文中的每个工作状态都用上述对应的标示符来表示。

应用系统原理

GC7645功能齐全、外围简洁，配合极少外围元器件就可以实现既定目标。图3为GC7645的应用电路图。

图3 GC7645典型应用电路图（VDD=3.3V）

图4 GC7645在冰箱温度设置中的应用

图4给出了GC7645在冰箱温度设置中的应用：冰箱在出厂时，工程师可将冰箱的制冷控制温度范围和压缩机运行的关系设置完成。

AH：-5℃

dH1范围：d5

dH2范围：d4

AL：-25℃

dL1范围：d4

dL2范围：d5

Quser可设定范围：-25℃～-5℃

用户在使用这种温度可设置及显示的冰箱时，就可以根据自己的喜好随意设置，同时冰箱的温度处于不正常状态时也可以及时提醒用户，维修工程师则可通过SET键来核查或重设工作状态。

其中选用IN4148作为测温传感器，在一定偏置条件下PN结电压随温度变化的线性是相当好的，温度每升高1℃时，下降约2.1mV，测温范围为-50℃~150℃。在要求低成本的情况下可以选用。

电路工作状态设定值的保存和恢复

1. 控制设定数据的读取

在上电时GC7645从GC93C46读取工作状态的7个设定值。

按住“RESET”键也可重新读取GC93C46的内容。这时候数码管全亮，“RESET”键释放后恢复正常状态。

2. 控制设定数据的保存

按“SET”键进入厂家设定状态，按“▲”键可修改任一设定值。但是只按“SET”键浏览设定状态的时候不保存。若在7~8秒内无任何键操作，则恢复为显示当前测量值或者用户设定值，并同时将修改数据保存。这时候，工作状态的7个设定值都将保存。

在用户设定状态下，按“▲”键、“▼”键修改用户设定值时，保存的设定值只有1个（Quser）。（注意：正常显示状态下按“▲”键或“▼”键就能直接调用户设定值（Quser）。按“▲”键/“▼”键一次就只显示用户设定值，按“▲”键/“▼”键第二次开始能调用户设定值（Quser）。）闪烁的数位表示等待设置的数位。

设定报警和控制的取值范围

AH的范围：-1999~+3999

dH1的范围：d000~d999

dH2的范围：d000~d999

AL的范围：-1999~+3999

dL1的范围：d000~d999

dL2的范围：d000~d999

用户设定值（Quser）范围：AL~AH

AH＞AL

dH1＞dH2

dL2＞dL1

GC7645不允许Quser超过（AL~AH）的范围。

注意：如果由于某种原因造成Quser在绝对上下限设定值范围之外（如E2PROM中本来就存有无法预期的数据），此时芯片内部设计约定只能将Quser往AL~AH范围之内调。

上/下限报警值和上/下限控制值计算方法

GC7645带有16位BCD码加/减法功能。

根据厂家或者用户设定值，dAH1、dAH2、dAL1、dAL2计算方法如下：

上限报警值（dAH1）＝Quser+dH1

上限控制值（dAH2）＝Quser+dH2

下限控制值（dAL1）＝Quser－dL1

下限报警值（dAL2）＝Quser－dL2

设定值大小关系如下：

dAL2《DAL1《DAH2

AL《QUSER

本文小结

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