郭志強

摘要 闡述以美國德州電子公司的ibutton器件DS1990A為核心,以MSP430為單片機,通過低功耗LCD,實現(xiàn)數(shù)字顯示,并通過計算機串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳,配合計算機軟件,完成一個完整的考勤系統(tǒng)。

關鍵詞 iButton;MSP430單片機;串行通訊;計算機軟件;考勤系統(tǒng)

中圖分類號 TP274文獻標識碼 B文章編號 1674-6708(2009)05-0059-02

0引言

在現(xiàn)代企業(yè)中,考勤系統(tǒng)成為其必不可缺的一個組成部分,許多企業(yè)以其作為對員工考核,評比的依據(jù)。因此,如何正確合理的選擇一套合理穩(wěn)定的考勤系統(tǒng)成為許多企業(yè)管理者重要的工作。作者通過多年工作經(jīng)驗,對當前比較流行的幾種考勤工作方式進行了篩選,通過對他們從準確度、保密性、使用壽命等多方面因素進行比較,選出了較為合適的工作方式,配合MSP430單片機系統(tǒng)的低功耗特性實現(xiàn)了準確且保密的考勤系統(tǒng),并由計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理、查詢、修改等功能。

1 iButton簡介

iButton是一種堅固的數(shù)據(jù)載體,可作為自動識別系統(tǒng)的電子注冊號。數(shù)據(jù)通過1-Wire(R) 協(xié)議傳輸,只需要一條信號引線和一個地回路。每個iButton內包含工廠刻入的唯一 64 位注冊號,可絕對跟蹤。堅固耐用的不銹鋼iButton封裝具有極強的環(huán)工廠刻入的 64位注冊號確保正確無誤的器件選擇環(huán)境適應能力,可防塵、防潮、防震。這種緊湊的紐扣外形使其自動對準相應的探測頭,易于人工操作。

2 器件介紹

2.1 MSP430單片機簡介

在當今世界,能源問題已經(jīng)是擺在世界各國面前的頭等大事,因此,如何節(jié)約能源、如何充分利用能源,成為每個科學技術人員都必須面對的重要問題。針對過去的51系列單片機速度慢,能耗高等問題,美國德州電子公司(TI)研制出了MSP430系列單片機,其主要優(yōu)點為低功耗(最低休眠工作電流0.1uA),速度快(單指令周期運行,最高速度達8m,內部資源豐富(內建USART/SPI WATCHDOG TIME等內部模塊)等優(yōu)勢,成為節(jié)能型電子工業(yè)產(chǎn)品設計的首選。

2.2 iBUTTON器件選擇

選擇Maxim的DS1991,這是一種進行讀/寫操作的數(shù)據(jù)載體,它有3個獨立的電子密鑰,提供1 152位安全、非易失存儲器。每個密鑰分區(qū)包括384位,具有獨立的64位密碼和公共識別區(qū),可靠保證了數(shù)據(jù)的安全性。

2.3電源芯片選擇

采用MAXIM8881,此芯片能在低耗電3.5uA情況下實現(xiàn)最大200mA電流輸出,是低功耗產(chǎn)品中DC/DC芯片的理想選擇

2.4接口芯片

RS-232芯片采用MAXIM3221。

2.5顯示方式設定

采用太陽人公司出品sms0814B系列低功耗LCD,工作電流僅為8uA,且顯示位數(shù)有8位,足夠顯示各種數(shù)據(jù)。

2.6編程語言選擇

在本系統(tǒng)的設計中,針對所選單片機芯片,筆者選擇了IAR公司的C語言編譯系統(tǒng):IAR 系統(tǒng)嵌入式Workbench,是一種用于開發(fā)應用各種不同的目標處理器的靈活的集成環(huán)境,它提供一個方便的窗口界面用于迅速的開發(fā)和調試。嵌入式Workbench 支持多種不同的目標處理器,用戶用不同的目標處理器開發(fā)的工程Projects,可以在工程的基礎上逐個規(guī)定目標工程。它的主要特點是:通用性強,可在Windows95 Windows NT 或Windows3.11 下運行;分層的項目Project 表示,直觀的用戶界面利用了Windows 的優(yōu)點,使程序設計者方便的進行調試;只在必須時使用Make,不會帶來多余的操作,以占用更多的計算機時;實用重新編譯程序重新匯編程序和連接文件,方便用戶使用;嵌入式Workbench 工具和編輯器的全集成;支持阻滯和跌蕩;全面的超文本幫助,界面友好。

2.7程序設計

在通訊程序設計之前,首先應制定所需的通訊協(xié)議。針對本系統(tǒng)設計,設定iButton設備通訊為下行通訊,與計算機通訊為上行通訊。通訊協(xié)議如下:

上行:

計算機發(fā)送命令:

0x7A 0x0A 0xFF

下行:

單片機系統(tǒng)響應:

0x6B0x0B dd dd dd dd dd dd dd dd dd dd 0x0EE

其中dd為單片機上串數(shù)據(jù),均為十進制ASCII碼

(-12.5=0x30 0x30 0x30 0x30 0x30 0x2D 0x31 0x32 0x35 0x30 既所有數(shù)據(jù)均轉化為10位數(shù)據(jù),整數(shù)位不足8位的前面補0,小數(shù)位不足2位的,后面補0,遇負號補0x2D)

下行:為iButton接觸時,產(chǎn)生中斷并使單片機開始工作,按iButton的工作時序開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)呼叫iButton器件,如果在規(guī)定的時間內ibutton器件可靠接觸觸點,單片機將能夠可靠讀取所需數(shù)據(jù)。

單片機發(fā)送命令:

xxxxxx

iButton響應:

yyyyyy

用戶界面方面,由于MSP430單片機的中斷源有限,只是P1,P2口可以作為中斷源的輸入,選用P1口作為按鍵的輸入口,當有按鍵按下時,產(chǎn)生中斷事件,單片機按中斷號選擇在lcd上顯示的內容,用以提示客戶是否通訊成功。

3結論

綜上所述,在本設計中采用了MSP430單片機和DS1991構成的考勤系統(tǒng),由于單片機本身的高速和低功耗特性及DS1991的抗干擾耐磨損特性,本系統(tǒng)相對于比較通用的紙卡是考勤機擁有了更多優(yōu)點,特別適用于不方便交流供電及各種惡劣場合的考勤系統(tǒng)應用,能夠在礦井下,油田附近等特殊工作場所得到廣泛的應用。

參考文獻

[1]Dallas Semiconductor Corporation. Book of DS19xx iButton Standards[M].

[2]胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機[M].北京航空航天大學出版社.

[3]MSP430系列16位超低功耗單片機實踐與系統(tǒng)設計[M].