基于單片機的溫度記錄系統(tǒng)

2．2 I2C存儲器擴展電路設(shè)計
I2C總線(Inter Integrated Circuitbus)包括一條數(shù)據(jù)線(SDA)和一條時鐘線(SCL)，是單片機系統(tǒng)常用的總線結(jié)構(gòu)。這種總線結(jié)構(gòu)盡可能地節(jié)省了單片機I／O資源，為多路溫度采集保留了最大的擴展空間。
該設(shè)計中采用的存儲器AT24C16是Atmel公司生產(chǎn)的I2C接口E2PROM芯片。AT24C16中帶有片內(nèi)尋址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的操作，且所有字節(jié)都以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達8 B的數(shù)據(jù)。I2C存儲器電路圖3所示。
2．3 液晶顯示電路設(shè)計
液晶顯示電路采用1602帶字庫液晶實現(xiàn)。這一液晶模塊，接口功能明確，操作簡單，簡化了電路設(shè)計，自帶字庫極大地方便了顯示操作的實現(xiàn)。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
系統(tǒng)軟件設(shè)計主要有兩項任務(wù)，是用于不間斷記錄溫度數(shù)據(jù)；二是用于接收用戶輸入，響應(yīng)用戶指令。
溫度記錄程序中每隔固定時間間隔采集溫度數(shù)據(jù)，將溫度數(shù)據(jù)與當(dāng)前時間一并記錄。若不擴展實時時鐘芯片，可用軟件方式，依據(jù)時間間隔計算轉(zhuǎn)換得到當(dāng)前時間，避免使用時鐘芯片增加系統(tǒng)成本。對于用戶按鍵輸入，以外部中斷方式予以響應(yīng)。
該設(shè)計中沒有采用操作系統(tǒng)，因此，多任務(wù)的調(diào)度是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的關(guān)鍵之一。該設(shè)計沒有輸入中斷產(chǎn)生時，為普通單任務(wù)系統(tǒng)；中斷產(chǎn)生時，工作在多任務(wù)模式下。因此，中斷產(chǎn)生后，兩個任務(wù)模仿Linux操作，系統(tǒng)系多線程工作模式實現(xiàn)調(diào)度。
由于單片機工作頻率所限，加之溫度傳感器為單總線串行器件，讀／寫占用時間周期相對較長，因此系統(tǒng)應(yīng)考慮環(huán)境溫度變化的劇烈程度。

4 結(jié)語
該設(shè)計可以實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集與長時間數(shù)據(jù)記錄，既可以單獨采樣其中任意一路，也可以實現(xiàn)多路同時采樣，同時可以與主機交互。該系統(tǒng)的整個運行過程在同一地點進行集中監(jiān)控，方便又節(jié)省人力，實現(xiàn)了溫度的采集、顯示、存儲于一體的集成記錄功能。設(shè)計使用的外圍元件較少。具有設(shè)計簡單，擴展靈活，功能較全面等特點。