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基于嵌入式系統數字溫度的測試系統設計
溫度傳感器是一類(lèi)被廣泛應用且被最先開(kāi)發(fā)的傳感器。但大多數溫度傳感器沒(méi)有對數字信號分析及處理，達到自動(dòng)化控制的效果。因此，本設計基于這種情況，利用相關(guān)軟硬件提高了溫度傳感器的實(shí)用價(jià)值。下面一起來(lái)看看吧！
2.總體設計
2.1系統功能模塊設計
從需求分析可以看出，該系統的功能模塊應包括以下幾個(gè)部分：實(shí)時(shí)溫度采集與更新模塊、自定義溫度警報模塊、超溫報警模塊。DS18B20采用了單總線(xiàn)方式的傳輸協(xié)議，即只需要一根管腳就可以對輸入輸出進(jìn)行控制。此種單總線(xiàn)傳輸協(xié)議在實(shí)際應用中有很大優(yōu)勢，使用此種協(xié)議的芯片不需要任何外圍電路，對硬件設計時(shí)的復雜性大大簡(jiǎn)化了許多。
2.2系統軟件設計方案
2.2.1嵌入式操作系統選擇
在本設計當中，硬件平臺完全支持Linux、開(kāi)發(fā)便捷迅速、資料眾多、內核小、效率高等優(yōu)點(diǎn)決定了在本設計當中的穩定性等優(yōu)點(diǎn)，均使得本設計采用了Linux作為開(kāi)發(fā)的操作系統。
2.2.2應用層程序語(yǔ)言選擇
應用程序使用C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使用Linux標準C語(yǔ)言接口，與驅動(dòng)層進(jìn)行交互。
3.硬件設計
3.1整體硬件電路設計
根據硬件設計方案，在開(kāi)發(fā)中用到的硬件有Tiny6410開(kāi)發(fā)板、DS18B20數字溫度傳感器、USB轉串口數據線(xiàn)。
3.2硬件連接方式
將USB轉串口線(xiàn)一端接在Tiny6410的串口1上，另一端連接PC機USB接口。兩個(gè)DS18B20傳感器的VCC與GND管腳并聯(lián)起來(lái)，與Tiny6410開(kāi)放的電源與地線(xiàn)接口相連，兩個(gè)傳感器的數據接口一起連接在S3C6410的GPIO的管腳上。
4.軟件設計
4.1嵌入式系統架構
本系統在軟件方面主要由Linux內核裁剪和移植、底層驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)、上層應用程序開(kāi)發(fā)三部分組成。其中，Linux內核的運行需要有引導程序BootLoader、內核的配置裁剪與編譯、根文件系統的編譯三個(gè)部分支持。
4.2驅動(dòng)程序設計
在本設計當中，對DS18B20數字溫度傳感器根據其數據手冊上的傳輸協(xié)議及參數進(jìn)行驅動(dòng)編寫(xiě)，首先要明確其控制參數及流程。本系統中對傳感器的操作流程如下：
DS18B20寫(xiě)操作：
(1)置數據線(xiàn)高電平;
(2)延時(shí)2微秒;
(3)置數據線(xiàn)低電平;
(4)延時(shí)15微秒;
(5)按從低位到高位的順序發(fā)送字節(一次只發(fā)送一位);
(6)延時(shí)60微秒;
(7)數據線(xiàn)拉到高電平;
(8)循環(huán)上述步驟使9位傳送完畢;
(9)數據線(xiàn)拉高電平。
DS18B20讀操作：
(1)置數據線(xiàn)高電平;
(2)延時(shí)2微秒;
(3)數據線(xiàn)拉低電平;
(4)延時(shí)2微秒;
(5)數據線(xiàn)拉高電平;
(6)延時(shí)8微秒;
(7)讀數據線(xiàn)狀態(tài)進(jìn)行數據處理;
(8)延時(shí)50微秒。
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