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基于嵌入式系統(tǒng)數字溫度的測試系統(tǒng)設計
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(tǒng)功能模塊設計
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(yōu)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(tǒng)軟件設計方案
2.2.1嵌入式操作系統(tǒng)選擇
在本設計當中，硬件平臺完全支持Linux、開發(fā)便捷迅速、資料眾多、內核小、效率高等優(yōu)點決定了在本設計當中的穩(wěn)定性等優(yōu)點，均使得本設計采用了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(fā)中用到的硬件有Tiny6410開發(fā)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(tǒng)架構
本系統(tǒng)在軟件方面主要由Linux內核裁剪和移植、底層驅動程序開發(fā)、上層應用程序開發(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(tǒng)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(tǒng)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(fā)送字節(jié)(一次只發(fā)送一位);
(6)延時60微秒;
(7)數據線拉到高電平;
(8)循環(huán)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(tài)進行數據處理;
(8)延時50微秒。
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