基于IC卡的記錄式溫度表

摘要：基于IC卡的溫度表是一種新穎的現(xiàn)場(chǎng)儀表。它利用IC卡作為信息載體進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，可以共享PC機(jī)的強(qiáng)大功能；利用PC機(jī)，可對(duì)儀表的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析、處理、存檔、打印、繪制曲線等，具有記錄波形的功能。

    關(guān)鍵詞：IC卡 熱電阻傳感器 采樣時(shí)間

1 一種新穎的記錄儀表

溫度計(jì)是常用的熱工儀表，常用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作為過(guò)程的溫度測(cè)量。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，不僅需要了解當(dāng)前溫度讀數(shù)，而且還希望能了解過(guò)程中的溫度變化情況。最近，筆者設(shè)計(jì)的基于IC卡的記錄式溫度表，價(jià)格與數(shù)字式溫度表相近；但可以記錄、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并可通過(guò)IC卡與PC機(jī)接口，是一種新穎的記錄式儀表。

該溫度表將熱電阻傳感器測(cè)得的溫度信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，在面板上顯示，同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在儀表中的E2PROM中。在儀表的面板上有一個(gè)鑰匙小孔，當(dāng)用戶需要時(shí)，只要將IC卡插入，即可取出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。用戶將IC卡再插入接在普通PC機(jī)打印口上的IC卡讀寫器，即可將數(shù)據(jù)送入PC機(jī)。利用PC機(jī)的強(qiáng)大功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析、顯示、存儲(chǔ)、打印。這種儀表不僅可以顯示讀數(shù)，而且還可以記錄溫度的實(shí)時(shí)變化。例如，可以顯示或打印一個(gè)過(guò)程的溫度曲線。這種溫度表用極低的代價(jià)，使數(shù)字溫度表升級(jí)成為電記錄儀表，實(shí)現(xiàn)了儀表的信息化。

與集散系統(tǒng)中的儀表相比，該溫度表不用連接導(dǎo)線，而且IC卡作為信息載體傳送數(shù)據(jù)。雖然在速度上比不上現(xiàn)場(chǎng)總線的快捷和方便，但同時(shí)也避免了拉長(zhǎng)線所帶來(lái)的干擾問(wèn)題，同時(shí)不受距離、儀表數(shù)量的限制。因此，適用于分散、固定在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種儀表。

圖1 

2 硬件組成

本設(shè)計(jì)采用銅熱電阻作為溫度傳感器。傳感器作為電橋的一臂，用三線制接入電橋。電橋電壓經(jīng)運(yùn)算放大器7650放大后送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。在本設(shè)計(jì)中，采用7107作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，7107是三位半雙積分式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。當(dāng)前溫度值由數(shù)碼管直接顯示。單片機(jī)89C51將7107輸出的數(shù)字量取到計(jì)算機(jī)中。7107輸出的是七段字形代碼，位數(shù)較多。經(jīng)邏輯化簡(jiǎn)后，這三位半數(shù)字可簡(jiǎn)化為16位二進(jìn)制代碼。由軟件進(jìn)行反譯碼可以得到8421的BCD碼。選用7107作為A/D轉(zhuǎn)換器，是考慮到該芯片的性價(jià)比高。得到的溫度數(shù)字量存入儀表內(nèi)部的E2PROM 24C256中。

24C256是I2C總線的串行E2PROM。可存放32KB數(shù)據(jù)，可重復(fù)擦寫10萬(wàn)次，數(shù)據(jù)保存100年不丟失，寫入時(shí)間為10ms，可采用頁(yè)寫入方式，一次寫入64字節(jié)。在I2C總線上最多可掛接4片24C256芯片，通過(guò)地址線A1、A0的硬接線進(jìn)行選片。

IC卡也是由一片24C256芯片組成，IC卡上的插座掛接在I2C總線上。儀表內(nèi)的24C256片地址是“00”，IC卡上的24C256的片地址是“01”。IC卡上有五個(gè)引腳：電源、地、SDA、SCL、RDY。RDY在卡上與地短接，用來(lái)給單片機(jī)作卡插入判別信號(hào)。

圖1是該溫度表的硬件接線原理圖。

DS1302是一片串行時(shí)鐘日歷芯片，可進(jìn)行秒、分、時(shí)、日、

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