M24LR64在冷鏈溫度記錄儀中的應(yīng)用
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2 硬件電路設(shè)計
2．1 器件選型
(1)溫度傳感器
溫度傳感器選用ST(意法半導(dǎo)體)公司生產(chǎn)的STTS75數(shù)字溫度傳感器，它內(nèi)置一個9～12位A／D轉(zhuǎn)換器，溫度測量范圍-55～125℃，供電電壓為2．7～5．5 V，在3．3 V電壓下工作電流為75 mA。STTS75有8個引腳，A2、A1、A0三個引腳可實現(xiàn)8個傳感器共用同一條總線而不會發(fā)生地址沖突(地址為1001A2A1A0)，SCL、SDA通過I2C總線可以將傳感器配置為比較模式、中斷模式、關(guān)閉模式和單發(fā)模式。在單發(fā)模式下，通過對數(shù)據(jù)的間歇性采集，可以達到降低功耗的目的。首先將傳感器設(shè)置為關(guān)閉模式(shut-up mode，電流只有1μA)，當微控制器發(fā)送信號啟動單發(fā)模式后采集一次溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成后自動進入關(guān)閉模式，即傳感器處于休眠狀態(tài)。
(2)微控制器
微控制器選用ST公司的8位低功耗單片機STM8L101F3，它具有16 MHz RC振蕩器和38 kHzRC振蕩器，8 KB Flash，3種低功耗模式，具有自動喚醒功能，供電電壓1．65～3．6 V。STM8L101F3具有5．1μA低功耗工作模式、3．0μA低功耗等待模式、1．2μA暫停模式、350 nA停止模式4種電源管理模式。在暫停模式下可以利用自動喚醒單元(AWU)設(shè)置自動喚醒時間間隔。
(3)數(shù)據(jù)存儲器
數(shù)據(jù)存儲器選用ST公司2010年新推出的M24LR64，它是一款內(nèi)置標準I2C串口和ISO15693標準RF接口的EEPROM存儲器，供電電壓1．8～5．5V，具有64位唯一標識符(UID)，I2C傳輸頻率為400kHz，RF傳輸載波頻率13．56MHz，存儲器容量64KB，采集數(shù)據(jù)可保留40年。M24LR64有8個引腳，SCL、SDA通過I2C總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，E1、E0為器件選擇碼(b2b1位)，在不接的情況下默認為0，AC0、AC1為天線線圈連接端。M-24LR64提供一個ISO15693標準的RF接口，可與RFID閱讀器進行無線通信。ISO15693是一種無源RFID標準，能同時從RF系統(tǒng)獲取電能和數(shù)據(jù)。在RF模式下，讀寫M24LR64不需要電源，從而節(jié)省板上電源，輕松、便捷地無線存取電子產(chǎn)品參數(shù)。
2．2 硬件系統(tǒng)工作原理
冷鏈溫度記錄儀由溫度傳感器、微控制器和數(shù)據(jù)存儲器組成，硬件電路如圖2所示。溫度傳感器STTS75、微控制器STM8L101F3和數(shù)據(jù)存儲器M24LR64都是低功耗產(chǎn)品，3 V紐扣電池即可實現(xiàn)冷鏈溫度記錄儀系統(tǒng)供電。系統(tǒng)上電后，微控制器STM8L101F3首先實現(xiàn)初始化操作，通過I2C總線向STTS75內(nèi)部配置寄存器(Configuration Register)寫入配置信息，使其工作模式為關(guān)閉模式、模／數(shù)轉(zhuǎn)換為9位模式，然后STM8 L101F3向配置寄存器寫入數(shù)據(jù)使sTTS75處于單發(fā)模式。STTS75進行一次溫度數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后將自動進入關(guān)閉模式，等待下一次喚醒。接著STM8L101F3從溫度寄存器(Temperature Register)內(nèi)讀取溫度數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，繼而通過I2C總線將處理后的數(shù)據(jù)寫入M24LR 64內(nèi)，最后進入暫停模式。經(jīng)過AWU設(shè)置的延時時間后，STM8L101F3將自動喚醒，向STTS75發(fā)送配置信息使其進入單發(fā)模式，然后讀取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并將處理后數(shù)據(jù)存入M24LR64的下一空間內(nèi)，接著進入暫停模式。周而復(fù)始即可實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)在固定時間間隔內(nèi)的采集、處理和存儲。本文引用地址：http://2s4d.com/article/161940.htm
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