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基于IC卡的记录式温度表

时间:2021-09-30 19:28:49 电子通信论文 我要投稿

基于IC卡的记录式温度表

摘要:基于IC卡的温度表是一种新颖的现场仪表。它利用IC卡作为信息载体进行双向数据传送,可以共享PC机的强大功能;利用PC机,可对仪表的测量数据进行记录、分析、处理、存档、打印、绘制曲线等,具有记录波形的功能。

    关键词:IC卡 热电阻传感器 采样时间

1 一种新颖的记录仪表

温度计是常用的热工仪表,常用于工业现场作为过程的温度测量。在工业生产过程中,不仅需要了解当前温度读数,而且还希望能了解过程中的温度变化情况。最近,笔者设计的基于IC卡的记录式温度表,价格与数字式温度表相近;但可以记录、存储数据,并可通过IC卡与PC机接口,是一种新颖的记录式仪表。

该温度表将热电阻传感器测得的温度信号,经过信号调理和A/D转换,在面板上显示,同时将数据存储在仪表中的E2PROM中。在仪表的面板上有一个钥匙小孔,当用户需要时,只要将IC卡插入,即可取出存储的数据。用户将IC卡再插入接在普通PC机打印口上的IC卡读写器,即可将数据送入PC机。利用PC机的强大功能,可进行数据处理、分析、显示、存储、打印。这种仪表不仅可以显示读数,而且还可以记录温度的实时变化。例如,可以显示或打印一个过程的温度曲线。这种温度表用极低的代价,使数字温度表升级成为电记录仪表,实现了仪表的信息化。

与集散系统中的仪表相比,该温度表不用连接导线,而且IC卡作为信息载体传送数据。虽然在速度上比不上现场总线的快捷和方便,但同时也避免了拉长线所带来的干扰问题,同时不受距离、仪表数量的限制。因此,适用于分散、固定在工业现场的各种仪表。

图1 

2 硬件组成

本设计采用铜热电阻作为温度传感器。传感器作为电桥的一臂,用三线制接入电桥。电桥电压经运算放大器7650放大后送入模/数转换器。在本设计中,采用7107作为模/数转换器,7107是三位半双积分式模/数转换器,可直接驱动LED数码管。当前温度值由数码管直接显示。单片机89C51将7107输出的数字量取到计算机中。7107输出的是七段字形代码,位数较多。经逻辑化简后,这三位半数字可简化为16位二进制代码。由软件进行反译码可以得到8421的BCD码。选用7107作为A/D转换器,是考虑到该芯片的性价比高。得到的温度数字量存入仪表内部的E2PROM 24C256中。

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I2C总线上最多可挂接4片24C256芯片,通过地址线A1、A0的硬接线进行选片。

IC卡也是由一片24C256芯片组成,IC卡上的插座挂接在I2C总线上。仪表内的24C256片地址是“00”,IC卡上的24C256的片地址是“01”。IC卡上有五个引脚:电源、地、SDA、SCL、RDY。RDY在卡上与地短接,用来给单片机作卡插入判别信号。

图1是该温度表的硬件接线原理图。

DS1302是一片串行时钟日历芯片,可进行秒、分、时、日、

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