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基于嵌入式系統(tǒng)數(shù)字溫度的測試系統(tǒng)設(shè)計
溫度傳感器是一類被廣泛應用且被最先開發(fā)的傳感器。但大多數(shù)溫度傳感器沒有對數(shù)字信號分析及處理，達到自動化控制的效果。因此，本設(shè)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用價值。下面一起來看看吧！
2.總體設(shè)計
2.1系統(tǒng)功能模塊設(shè)計
從需求分析可以看出，該系統(tǒng)的功能模塊應包括以下幾個部分：實時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行控制。此種單總線傳輸協(xié)議在實際應用中有很大優(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(shè)計時的復雜性大大簡化了許多。
2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計方案
2.2.1嵌入式操作系統(tǒng)選擇
在本設(shè)計當中，硬件平臺完全支持Linux、開發(fā)便捷迅速、資料眾多、內(nèi)核小、效率高等優(yōu)點決定了在本設(shè)計當中的穩(wěn)定性等優(yōu)點，均使得本設(shè)計采用了Linux作為開發(fā)的操作系統(tǒng)。
2.2.2應用層程序語言選擇
應用程序使用C語言進行開發(fā)，使用Linux標準C語言接口，與驅(qū)動層進行交互。
3.硬件設(shè)計
3.1整體硬件電路設(shè)計
根據(jù)硬件設(shè)計方案，在開發(fā)中用到的硬件有Tiny6410開發(fā)板、DS18B20數(shù)字溫度傳感器、USB轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù)線。
3.2硬件連接方式
將USB轉(zhuǎn)串口線一端接在Tiny6410的串口1上，另一端連接PC機USB接口。兩個DS18B20傳感器的VCC與GND管腳并聯(lián)起來，與Tiny6410開放的電源與地線接口相連，兩個傳感器的數(shù)據(jù)接口一起連接在S3C6410的GPIO的管腳上。
4.軟件設(shè)計
4.1嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)
本系統(tǒng)在軟件方面主要由Linux內(nèi)核裁剪和移植、底層驅(qū)動程序開發(fā)、上層應用程序開發(fā)三部分組成。其中，Linux內(nèi)核的運行需要有引導程序BootLoader、內(nèi)核的配置裁剪與編譯、根文件系統(tǒng)的編譯三個部分支持。
4.2驅(qū)動程序設(shè)計
在本設(shè)計當中，對DS18B20數(shù)字溫度傳感器根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊上的傳輸協(xié)議及參數(shù)進行驅(qū)動編寫，首先要明確其控制參數(shù)及流程。本系統(tǒng)中對傳感器的操作流程如下：
DS18B20寫操作：
(1)置數(shù)據(jù)線高電平;
(2)延時2微秒;
(3)置數(shù)據(jù)線低電平;
(4)延時15微秒;
(5)按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)(一次只發(fā)送一位);
(6)延時60微秒;
(7)數(shù)據(jù)線拉到高電平;
(8)循環(huán)上述步驟使9位傳送完畢;
(9)數(shù)據(jù)線拉高電平。
DS18B20讀操作：
(1)置數(shù)據(jù)線高電平;
(2)延時2微秒;
(3)數(shù)據(jù)線拉低電平;
(4)延時2微秒;
(5)數(shù)據(jù)線拉高電平;
(6)延時8微秒;
(7)讀數(shù)據(jù)線狀態(tài)進行數(shù)據(jù)處理;
(8)延時50微秒。
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