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用MAXQ3210构建1-Wire温度记录仪

来源:MAXIM?? 2006年12月27日 ?? 收藏0

  概述

  环境监测通常需要小巧灵活的微控制器。如果在这类应用中使用个人电脑,对其计算能力和存储容量而言都是一种浪费,可采用一个专用微控制器与温、湿度传感器或其它环境监测传感器通信,读取并存储监测数据。为实现更高的灵活性,这些微控制器可连成网络,各自将监测数据上传到功能更强大的系统中,对整体环境参数进行分析记录。

  本篇应用笔记介绍如何使用低功耗微控制器MAXQ3210实现环境监测应用。增加一个通过一根1-Wire总线实现供电和通信的数字温度传感器DS1822,我们可用最少的元器件构建一个电池供电的非易失温度记录系统。

  可以下载相关演示代码。代码采用MAXQ汇编语言编写,在MAX-IDE开发环境自带的标准宏汇编预处理器和汇编器中编译。该代码是为MAXQ3210评估板编写,因此还需要以下器件(图1)。

  温度传感器:DS1822经济型1-Wire数字温度传感器(TO-92封装)
RS-232电平转换器:MAX233ACWP

  MAXQ3210 1-Wire温度记录仪演示电路所需的元器件

  图1. MAXQ3210 1-Wire温度记录仪演示电路所需的元器件

  
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?? 设计目标

  演示代码要完成以下任务(图2):
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  通过1-Wire网络(位模拟方式)与温度传感器DS1822通信。

  每分钟唤醒一次测量温度。

  将温度数据存储在MAXQ3210内部的非易失EEPROM中。

  上电后以9600bps的速率通过位模拟串口发送温度记录数据。

  在发送前将温度数据转换成容易识别的ASCII格式(十进制华氏度)。

  根据主机要求清空存储器(擦除在EEPROM中存储的温度数据)。

  温度记录应用的程序流程图

  图2. 温度记录应用的程序流程图

  
?????? 为何使用MAXQ3210

  几乎所有的低功耗MAXQ微控制器都可以实现这一应用,但MAXQ3210更适合用于温度记录。

  集成稳压器。MAXQ3210内部集成5V稳压器,可以直接由标准9V电池供电。MAXQ3210的5V稳压输出还可为其它设备供电(最大电流50mA)。这一特性非常重要,这意味着如果其它器件也可采用5V供电,则不再需要另加单独的电源芯片。

  低功耗。MAXQ3210仅需消耗很小的电流,即使以3.58MHz全速运行,典型值也仅为6mA。当降低频率或处理器停止工作进入休眠状态时,电池电流还可更低。MAXQ3210内部集成的8kHz环形振荡器驱动一个长周期的唤醒时钟,可在长达2分钟的可编程间隔后将处理器从休眠状态唤醒。

  内部数据EEPROM。在掉电时需要保存温度记录数据,这些数据可能要采集几小时,几天,甚至是几周时间。MAXQ3210数据存储空间有64个字的EEPROM,可非常容易的实现这一要求。EEPROM中的每个16位字都可调用Utility ROM中的一个函数单独修改;EEPROM技术意味着在写数据之前从来都不需要擦除操作。如果需要更多EEPROM空间,可将数据写入任何未用的程序EEPROM空间,该写入过程调用Utility ROM中的另一个函数以类似方式逐字修改,无需重载整个应用程序。

  5V端口引脚。与所有MAXQ微控制器一样,MAXQ3210的端口引脚可灵活的设为输入、输出、弱上拉和三态。MAXQ3210还可提供多种接口选择。由于微控制器的端口为5V电平,可以直连5V器件或通过上拉电阻连接低功耗器件(工作在三态/开漏模式)。由于这一应用所需端口很少,使用大的微控制器会浪费许多功能。

  压电扬声器驱动器。尽管压电扬声器功能在这一应用中没有使用,但在许多类型的环境监测应用中都需要产生可听见的告警声。例如烟雾监测和一氧化碳监测。MAXQ3210可直接驱动压电扬声器,可用非常简单的软件实现这一功能。仅需1位控制位来打开或关闭压电扬声器。根据所选的扬声器不同,MAXQ3210输出的幅度可以达到100dB。
小封装:MAXQ3210提供小型的24引脚TSSOP封装。

  驱动1-Wire网络

  Dallas Semiconductor/Maxim提供一系列使用1-Wire网络接口的传感器和其它器件。该接口的数据通信和供电仅需通过一根数据线再加一根地线,这意味着微控制器仅需一个端口即可与1-Wire传感器通信。
1-Wire网络工作于一主多从模式(多点网络)。时序非常灵活,允许从机以高达16kbps的速率与主机通信。每个1-Wire器件都有一个全球唯一的64位ROM ID,允许1-Wire主机精确选择位于网络任何位置的一个从机进行通信。

  1-Wire总线采用漏极开路模式工作,主机(或需要输出数据的从机)将数据线拉低

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1-Wire? 环境监测? 通信?

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