ＩＢＵＴＴＯＮ為核心的低功耗考勤系統

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,實現數字顯示,并通過計算機串口實現數據上傳,配合計算機軟件,完成一個完整的考勤系統。

關鍵詞 iButton;MSP430單片機;串行通訊;計算機軟件;考勤系統

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

在現代企業中,考勤系統成為其必不可缺的一個組成部分,許多企業以其作為對員工考核,評比的依據。因此,如何正確合理的選擇一套合理穩定的考勤系統成為許多企業管理者重要的工作。作者通過多年工作經驗,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單片機系統的低功耗特性實現了準確且保密的考勤系統,并由計算機實現數據整理、查詢、修改等功能。

1 iButton簡介

iButton是一種堅固的數據載體,可作為自動識別系統的電子注冊號。數據通過1-Wire(R) 協議傳輸,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封裝具有極強的環工廠刻入的 64位注冊號確保正確無誤的器件選擇環境適應能力,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,能源問題已經是擺在世界各國面前的頭等大事,因此,如何節約能源、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)等優勢,成為節能型電子工業產品設計的首選。

2.2 iBUTTON器件選擇

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

2.3電源芯片選擇

采用MAXIM8881,此芯片能在低耗電3.5uA情況下實現最大200mA電流輸出,是低功耗產品中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,且顯示位數有8位,足夠顯示各種數據。

2.6編程語言選擇

在本系統的設計中,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:IAR 系統嵌入式Workbench,是一種用于開發應用各種不同的目標處理器的靈活的集成環境,它提供一個方便的窗口界面用于迅速的開發和調試。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的工程Projects,可以在工程的基礎上逐個規定目標工程。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議。針對本系統設計,設定iButton設備通訊為下行通訊,與計算機通訊為上行通訊。通訊協議如下:

上行:

計算機發送命令:

0x7A 0x0A 0xFF

下行:

單片機系統響應:

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

其中dd為單片機上串數據,均為十進制ASCII碼

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

下行:為iButton接觸時,產生中斷并使單片機開始工作,按iButton的工作時序開始發送有效數據呼叫iButton器件,如果在規定的時間內ibutton器件可靠接觸觸點,單片機將能夠可靠讀取所需數據。

單片機發送命令:

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,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,本系統相對于比較通用的紙卡是考勤機擁有了更多優點,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設計[M].