王宁 张雷 张征

【摘要】本文设计了一种采用FatFS文件系统的环境温度监控系统。系统采用温度传感器采集环境温度，外置定时芯片确定采样间隔，SD卡存储温度数据，FatFS文件系统进行单片机数据存储任务的管理。

【关键词】FatFS；Freescale；SD

1.引言

发动机电控单元（ECU）是汽车的“神经中枢”，对环境可靠性有严格的要求[1]，ECU环境实验设备承担振动、高低温、寿命等ECU可靠性能实验的任务。根据国际通行实验室认可准则ISO/IEC17025，实验室环境温度指标应满足实验要求[2]。为建立高标准的ECU环境实验室，需要对室内温度数据进行定期检测。传统的环境温度记录方法依靠实验人员实施，劳动强度大。本文设计了一种离线温度监控系统，采用温度传感器采集数据，SD卡存储温度数据，FatFS文件系统[3]管理SD卡的数据读写操作，实现对实验室环境温度定期记录。该系统能减轻实验人员的负担，提高工作效率。

2.系统结构

温度监控系统结构如图1所示。温度采集模块采用数字温度传感器DS18B20[4]，其具有一线制数据传输结构，9～12位分辨率，测量范围为-55～125℃。数据存储模块采用Sandisk 2G SD卡[5]，传输速度可达到100Mbit/s。SD卡模块工作电压为TTL电平，而MCU工作电压为CMOS电平，因此需要在二者间增加转换电路[6]。SD卡支持两种操作模式，SD模式和SPI模式，考虑到MCU的I/O口资源限制， SPI模式较为常用（如图2所示）。显示端采用7段数码管，显示当前的环境温度值。MCU采用Freescale推出的16位MC9S12XEP100单片机[7]，其内部PLL超频能力能显著降低对外部频率源的主频的需求， XGATE核能协处理I/O中断需求，从而降低主核的任务量。……