用集成传感器和IC卡制作的温度记录器

　　1　硬件组成

　　温度记录器硬件原理图如图1所示。

　　本设计采用89C51作为记录器的控制部件。温度测量采用DS1820集成温度传感器,测量结果送显示器显示,并记录在 EEPROM24C256中。为了记录实时时间,还使用了一片时钟/日历芯片DS1302。LED显示器共四位,用切换开关K选择显示当前温度或当前时 间。显示温度时,最高位是符号,其他三位是数字。显示时间时,高两位是时,低两位是分。

　　测温元件DS1820具有如下特点:

　　(1)以9位数字量输出温度;(2)采用独特的单线接口进行通讯;(3)采用PR-35封装,只有电源、地、数据三只引脚;(4)测温范围 -55度到125度,精度为0.5度;(5)在一秒钟内把温度转变成数字;(6)具有用户可编程的非易失性温度告警设置;(7)可用数据线供电。 DS1820有6种控制命令可进行温度变换,读、写存储器等操作。因篇幅有限,关于DS1820的应用,可查看文献1,这里不作详细介绍。

　　DS1302是串行读写的时钟/日历芯片,给系统提供记录数据的实时时间。另外,DS1302内部的RAM可以作为NVRAM来使用,存放记录 器的工作参数。24C256是I2C总线的串行E2PROM。可存放32KB数据,可重复擦写10万次,数据保存100年不丢失。写入时间为10ms,可 采用页写入方式,一次写入64字节。在IC卡上有五只引脚:电源、地、SDA、SCL、RDY。RDY在卡上与地短接,用来给单片机作为卡插入判别信号。 IC卡通过5线插座插入温度记录器。在需要读记录时,可从记录器里把卡拔出;记录器允许带电进行插拔。在单片机的P3.4口线上,接有一只有源讯响器。

　　该讯响器用作温度超限报警之用,如温度超过设定值,则发出温度超限报警。温度超限值在PC机上写入。接在单片机P3.5上的指示灯用来指示IC卡是否就位,如IC卡插入,则指示灯亮。

　　2　存储分配和软件考虑

　　IC卡共有32KB,最前面的16个字节用来存放工作参数,其他全部用来存放数据。工作参数包括表号,采样时间,超限设定,时间/日期。工作参 数在PC机上写入,在IC卡插入记录器时存入DS1302的NVRAM之中。采样时间可以从1分钟到1小时任意设定。如按1分钟的时间间隔进行采样,则最 多可存放20天的数据。如按每小时一次的时间间隔采样温度,则一次可取出8年的温度数据。

　　在主程序中,单片机按时读取DS1820的输出,将数据存入24C256中。并将该数据与超限报警的设置值进行比较,如超过了设定值,则起动讯响器进行报警。

　　每存放一个数据,必须修改一次地址指针。该地址指针存放在DS1302的NVRAM中。在系统停电的情况下,地址指针保存在NVRAM中;在系 统恢复送电时,从该地址继续记录数据。该指针不能存放在24C256中,因为E2PROM允许写入的操作次数有限。在主程序中,单片机扫描RDY信号,判 断有无IC卡插入,如有卡插入,则点亮指示灯。并完成校时和信息转储。