引言

　　消防应急灯具作为一种重要的消防器材，广泛应用于宾馆、商场、娱乐场所等公众*场所，其功能是在这些场所发生火灾断电后，应急灯具自动照明，引导被困人员疏散。消防应急疏散照明技术是一项重要的救生疏散技术。为了降低应急灯具的生产成本和功耗，以及其设备可靠性的问题，设计一种消防应急灯具的专用控制芯片，该芯片可完全达到国家标准并大大降低产品的开发难度。

　　1 芯片的内部组成

　　目前市场上的消防应急灯按应急供电方式大致分为：自带电源型和集中电源型。自带电源型单个系统自带备用蓄电池，平时由市电供电，只有当市电电源切断时，备用电源自动投入运行。集中电源型是在主电故障时，利用蓄电池提供的直流电源，逆变输出交流电压，而主电正常时，则由开关电路控制，直接将主电输出。

　　本芯片主要用于各种自带电源型的消防应急照明灯具和疏散灯具中，其系统框图如图1所示。

　　1．1 8051徼处理器IP核

　　8051是一款单芯片、快速的8位微处理器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。指令是计算机用于控制各部分功能部件完成某一动作的指令和命令。8051核的指令按照功能分为5类：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算及移位指令、控制转移指令、位操作指令。丰富的指令可以增加IP核的使用范围，同时8051提供软件和硬件中断，一个串行通信的接口以及两个定时器。

　　在对8051的仿真测试过程中，具体测试到哪部分就针对哪部分编写相应的测试程序，对后续添加的模块要根据模块的功能编写相应的测试程序。

　　对8051核的仿真测试进行的主要测试内容如下：各个器件的测试，包括加法器、乘／除法器、内／外部RAM、ROM、特殊功能寄存器、定时器、外部中断、UART、P0～P3管口以及每一条指令的测试，共256个操作码。图2为定时器O的仿真测试波形。

　　8051微处理器IP核作为该芯片的核心控制部分，具有运算速度快、工作电压范围广、工作功耗低等优点。在软硬件功能划分上，该模块主要利用软件完成电检测，工作状态显示，自复式检测功能和主电故障保护功能。

　　同时8051是开源的代码设计核，可用于ASIC的再使用以及FPGA开发。

　　1．2 模／数转换模块

　　实现A／D转换的基本方法有十几种，常用的有计数法、逐次逼近法、双斜积分法和并行转换法。由于逐次逼近式A／D转换具有速度快、分辨率高的优点，而且采用这种方法的芯片成本较低，因此在计算机数据采集系统之中获得了广泛的应用。

　　这类A／D转换器的转换原理建立在逐次逼近的基础之上，即把输入电压和一组从参考电压分层得到的量化电压进行比较，比较从最大的量化电压开始，由粗到细逐次进行，由每次比较的结果来确定对应的位是1还是0，不断比较，不断逼近，直到两者的差别小于某一误差范围时即完成一次转换。