基于嵌入式系統數字溫度的測試系統設計

基于嵌入式系統數字溫度的測試系統設計

　　溫度傳感器是一類被廣泛應用且被最先開發的傳感器。但大多數溫度傳感器沒有對數字信號分析及處理，達到自動化控制的效果。因此，本設計基于這種情況，利用相關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。此種單總線傳輸協議在實際應用中有很大優勢，使用此種協議的芯片不需要任何外圍電路，對硬件設計時的復雜性大大簡化了許多。

　　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、開發便捷迅速、資料眾多、內核小、效率高等優點決定了在本設計當中的穩定性等優點，均使得本設計采用了Linux作為開發的操作系統。

　　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，使用Linux標準C語言接口，與驅動層進行交互。

　　3.硬件設計

　　3.1整體硬件電路設計

　　根據硬件設計方案，在開發中用到的硬件有Tiny6410開發板、DS18B20數字溫度傳感器、USB轉串口數據線。

　　3.2硬件連接方式

　　將USB轉串口線一端接在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管腳并聯起來，與Tiny6410開放的電源與地線接口相連，兩個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、底層驅動程序開發、上層應用程序開發三部分組成。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部分支持。

　　4.2驅動程序設計

　　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議及參數進行驅動編寫，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寫操作：

　　(1)置數據線高電平;

　　(2)延時2微秒;

　　(3)置數據線低電平;

　　(4)延時15微秒;

　　(5)按從低位到高位的順序發送字節(一次只發送一位);

　　(6)延時60微秒;

　　(7)數據線拉到高電平;

　　(8)循環上述步驟使9位傳送完畢;

　　(9)數據線拉高電平。

　　DS18B20讀操作：

　　(1)置數據線高電平;

　　(2)延時2微秒;

　　(3)數據線拉低電平;

　　(4)延時2微秒;

　　(5)數據線拉高電平;

　　(6)延時8微秒;

　　(7)讀數據線狀態進行數據處理;

　　(8)延時50微秒。

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