便携式温度采集器原理与测试说明

“便携式温度采集器”原理与测试说明1程序设计目标及程序运行效果说明程序设计目标：本程序是利用温度传感器测量周围环境的实时温度，然后每隔6秒向24C02的0x00地址写入温度数据，记录下温度温度。写入数据的地址，写入非易失存储器的温度数据以及实时温度分别显示在数码管上。通过按键控制启动或暂停温度数据的采集和写入，以及温度数据的读取。程序运行效果说明：默认下载后数码最左边两位显示00，中间三位显示000，最右边三位显示实时温度数据。数码管左边2位显示存储温度数据的24C02地址,数码管中间三位为写入24C02非易失存储器的温度数据，数码管右边三位显示温度传感器测量的实时温度数据。每隔6秒，温度传感器测得的实时温度数据写入24C02非易失存储器中，然后读出来并显示在数码管中间三位上面，数码管最左边两位的24C02地址加1。当按下key1键时,最右边的一个（第8个）LED灭，实时温度数据采集停止，温度数据停止写入24C02非易失存储器。在实时温度数据采集停止的状态下，按下key2键，24C02存储器内地址减1，并将此地址写入的温度数据读出。按下key3键，24C02存储器内地址加1，并将此地址写入的温度数据读出；再次按下key1键，最右边的一个（第8个）LED亮，实时温度数据采集开启，温度数据可以写入24C02非易失存储器。2程序相关电路及工作原理说明非易失性存储器（nonvolatilememory）是所有形式的固态（没有可动部分）存储器的一个一般的术语，它不用定期地刷新存储器内容。这包括所有形式的只读存储器（ROM），像是可编程只读存储器（PROM）、可擦可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除只读存储器（EEPROM）和闪存。在许多常见的应用中，微处理器要求非易失存储器来存放其可执行代码、变量和其他暂态数据（例如采集到的温度、光照等数据）。2.124C02工作电路及其工作原理本实验采用24C02芯片，24C02通过IIC_SCL和IIC_SDA与单片机相连，单片机以IIC总线的方式对24C02进行读写。24C02是一个2K位串行E2PROM，内部含有256个8位字节。图124C02模块电路（1）管脚配置（2）管脚描述（3）寻址方式寻址信号由一个字节构成，高7位为地址位，最低位为方向位，用以表明主机与从器件的数据传送方向。方向位位0，表明主机接下来对从器件进行写操作；方向位位1，表明主机接下来对从器件进行读操作。A0，A1和A2对应器件的管脚1，2和3；a8，a9和a10对应存储阵列地址字地址；（4）读/写时序图写一个字节时序读一个字节时序如图，写一个字节时序，第一个DEVSEL是器件选择信号，器件选择的范围为（000~111），总共可以选择8个24C02芯片器件。但是本实验只用到了1个24C02芯片，所以对应的器件管脚地址A2A1A0为000。第二个信号BYTEADDR是地址信号，表示要对哪一个地址进行操作，第三个DATAIN则是写入的数据。而读操作则是多了一步，DEVSEL和BYTEADDR后，还有一个DEVSEL，但此信号的最后一位为高，表示是读操作，随后从机会把相应地址的数据发送给主机。2.2I2C总线介绍I2C（Inter－IntegratedCircuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。I2C总线硬件结构图如下：SCL是时钟线，SDA是数据线I2C总线信号包括有，启始信号，停止信号和应答信号，在程序用分别用函数voidstart()、voidstop()、voidrespons()表示。24C02的存储空间为2K，每一次写和读操作都只能操作已选定的对应24C02芯片的地址数据。要切换操作的芯片，需要重新发送寻址信号，在voidwrite_add(ucharaddr,uchardate)函数中，第一个寻址信号writebyte(0xa0)，已经固定了本程序只能在第0个芯片进行操作（注：0xa0化为二进制为1010000，其中，前4位1010是固定不能改变的，最后一位0代表写操作，1代表读操作，而中间三位则是代表不同芯片地址的编号），若要改变需要操作的芯片，则只需改变中间三位即可。（1）I2C位传输数据传输SCL为高电平时，SDA线若保持稳定，那么SDA上是在传输数据bit；若SDA发生跳变，则用来表示一个会话的开始或结束数据改变：SCL为低电平时，SDA线才能改变传输的bit。（2）I2C开始和结束信号开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。（3）I2C应答信号：主设备每发送完8bit数据后等待从设备的ACK。即在第9个clock，从IC发ACK，SDA会被拉低。若没有ACK，SDA会被置高，这会引起Master发生RESTART或STOP流程。2.3测温电路及其工作原理图2测温电路温度传感器工作原理：热敏电阻随温度呈线性变化，通过AD采集热敏电阻的输出值，采集的温度AD值，首先把10位转换成8位AD值，然后再通过查找对应的表来获取温度。3测试说明（1）用STCISP打开并下载HEX文件；（2）默认下载后数码最左边两位显示0，中间三位显示0，最右边三位显示实时温度数据；（3）数码管左边2位显示存储温度数据的地址,数码管中间三位显示写入非易失存储器的温度数据，数码管右边三位显示温度传感器测量的实时温度数据。每隔6秒，温度传感器测得的实时温度数据写入非易失存储器，并显示在数码管中间三位上面，数码管最左边两位的地址加1。当按下key1键时,最右边的一个（第8个）LED灭，实时温度数据采集停止，温度数据停止写入24C02非易失存储器。在实时温度数据采集停止的状态下，按下key2键，24C02存储器内地址减1，并将此地址写入的温度数据读出。按下key3键，24C02存储器内地址加1，并将此地址写入的温度数据读出；再次按下key1键，最右边的一个（第8个）LED亮，实时温度数据采集开启，温度数据可以写入24C02非易失存储器。