一种基于单片机系统的移动存储器的设计与应用

HardwareTechnique

一种基于单片机系统的移动存储器的设计与应用

梁西银,马小倩,兰建平

(西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃兰州730070)

要:设计了一种基于单片机系统的数据采集移动存储器,其容量可达几兆位,传输速度可达

1Mb/s。为更好地解决智能仪器中非实时数据的采集、存储以及与计算机之间数据交换的问题提供了

一种新的方法和思路。

关键词:移动存储器;I2C总线;EEPROM;PIC单片机

中图分类号:TP399

文献标识码:A

文章编号:1674-7720(2012)01-0030-03

Designofamovablememorybasedonsinglechipprocessorsystem

LiangXiyin,MaXiaoqian,LanJianping

(SchoolofPhysicsandElectricalEngineering,NorthwestNormalUniversity,Lanzhou730070,China)

Abstract:Anewmovablememorybasedonsinglechipprocessorsystemispresentedanddesignedinthisarticle.It′scapacityofstoragecanreachseveralmega-bit,andtransmissionspeedcanreach1Mb/s.Themovablememoryprovidesabettermodelformostintelligentapparatustostoragenon-realtimedataandtoexchangethedatawithcomputeroranotherintelligentapparatus.

Keywords:movablememory;I2Cbus;EEPROM;PICsinglechipprocessor智能仪器是工业控制的重要部分,它所采集的数据是最珍贵的资料。目前,广泛应用于工业控制领域的智能仪表一般都采用RS-232串行接口实现对所采集的数据的上传。这就要求智能仪表和计算机最好处于同一个物理空间,或连接关系固定,才能够比较容易地完成数据的交换与传递。这种模式对于大多数以非实时数据采集为目标的测量与检测设备来说,实现起来很不方便。例如,有些测量与检测设备体积庞大、不便移动,有些设备已经固定在机架或管道上,要和计算机进行串口互连和数据上传是一件非常困难的事。为此,本文研制了一种数据采集移动存储器,较好地解决了智能仪器上非实时数据的采集以及与计算机之间数据交换的问题。

数据采集移动存储器采用先进的串行存储芯片和简单易行的并行接口技术,体积小、重量轻且无须额外供电。使用时,只需将此存储器插于测量或检测仪表的接口,便会自动采集到测量或检测数据,采集结束后,即可将此存储器拔下携带至计算机房,插入计算机的并行口,读出数据。一般的U盘虽然可以存储数据,但它需要特定的USB接口和非常复杂的难于用单片机系统实现的USB接口协议。

由于所采用的串行数据存储器具有很好的保密性,因此,该存储器还可以作为智能仪器的钥匙,或作为计算机软件的“加密狗”。在这种情况下,如果不插入移动数据采集存储器,智能仪器便不会响应操作者的指令,从而实现对智能仪器的一些重要功能的加锁保护。

这种数据采集、存储、移动、上传的“无线”技术,大大简化了串口连线带来的种种麻烦,可以在一定范围和应用领域内取代RS-232串口数据上传的实现方案。这种技术弥补了目前使用广泛的U盘无法或难于在智能仪表与计算机之间进行数据交换的缺陷,从而使串行存储器在工业测量、检测领域内得到新的应用。

1移动数据采集存储器的基本原理

一般测量检测类智能仪器端的原理如图1(a)所示。其中,MCU为测量、检测类智能仪器中的CPU;端口

P1.0和P1.1用来实现I2C总线的主机端口。VCC为智能

仪器的电源端;GND为智能仪器的接地端;10kΩ的上拉电阻用在SCL时钟频率为100kHz的情况下,如果时钟频率为400kHz或更高,则上拉电阻应为2kΩ。

图1(b)为移动数据采集存储器,它主要由串行存储芯片和并行接口电路组成。SCL是同步时钟端口;SDA

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