基于LPC2214和μC/OS－Ⅱ的iButton接口
电力设备点检管理是利用检测设备和仪器,按照预先制订的技术标准,定人、定点、定路线、定周期、定方法、定检查记录,施行全过程对运行设备进行动态检查。点检人员按要求将手持的个人点检机与安置在设备现场的id钮扣相接触后,该位置相应的若干作业指令应逐条显示在个人点检服务器上,知道各相关岗位人员完成点检工作;同时,采集的设备现场信息以数据形式被记录在点检器的存储器中,方便地上传给计算机管理系统进行统计分析。dallas公司生产的ibutton系列产品为工业现场的应用和信息识别技术研究创造了条件。
ibutton（信息钮扣）的物理结构是一个封装在扁圆型不锈钢外壳里的直径为16mm、厚度为3－6mm的微型计算机晶片,是一种携带自动识别号的电子数据标签。先进的设计理念及封装形式赋予了ibutton朝强的抗冲击、防静电、防腐蚀、防水、防摩擦等性能,具有ic卡、此卡等信息载体无法比拟的优势;极大地满足系统在可靠性、稳定性方面的要求,可确保十年以上的应用寿命。在以lpc2214设计的点检机中,ibutton得到了充分的应用。下面以ds1990a为例,对其与lpc2214之间一线串行通信方式进行研究。
1 ds1990a的性能特点
坚固耐用的ibutton具有优秀的环境适应能力,可防尘、防潮和防震。这种紧凑的钮扣外形使其自动对准相应的探测器,易于人工操作使用。各种附件使ds1990a在巡检、物流等现代化管理系统中具有不可替代的作用。其主要性能指标如下：
工厂刻入的64位rom包括48位唯一序列码、8位crc校验码和8位家族码（01h）。
通过单线与主机进行数据通信,传输速率可达16.3kbps。
标准16mm直径和1－wire协议保证了与其他ibutton产品的兼容性。
读取时间可在5ms以内。
温度范围－40～＋85℃。
2 ds1990a与lpc2214硬件接口设计
1－wire是在一条总线上连接1个主控器和多个从机设备的系统。在任何情况下,ds1990a都是从机设备,而总线控制器常由微控制器充任。1－wire总线定义了1根信号线,所以让总线上每个设备都在适当的时刻运行。ds1990a为漏级开路输出,总线主控制器可以采用与其一致的等效电路,在主控制器端需加1个上拉电阻,在短距离传输情况下上拉电阻约为5kω。1个多点系统由1个1－wire总线和连接在上面的多个从机设备组成。
1－wier单总线的闲置状态为高电平。不管是何种原因,当传输操作过程需要暂停下来,且要求传送过程还能继续时,总线必须处于闲置状态;如果情况不是这样或者总线保持低电平超过120μs,那总线上的所有器件将要复位。
ds1990a与lpc2214的接口电路如图1所示。由于lpc2214 p0口都已被点检机其他部分占用,p1口均有上拉电阻,并非开漏输出,因此需有2个i/o口接ibutton。lpc2214的p1.22口接tx,用作输出;p1.16口接rx,用作输入。
3 软件设计
ds1990a内建rom仅由单根数据线访问。依据dallas的1－wire协议,可以从中提取48位序列码,8位家族码和8位crc校验码。1－wire通信协议规定,总线的收发按照特殊时隙下的总线状态进行,由主机发出的同步脉冲下降沿初始化;所有数据读写都按照低位在前的原则。
