基于嵌入式系统数字温度的测试系统设计

基于嵌入式系统数字温度的测试系统设计

　　温度传感器是一类被广泛应用且被最先开发的传感器。但大多数温度传感器没有对数字信号分析及处理，达到自动化控制的效果。因此，本设计基于这种情况，利用相关软硬件提高了温度传感器的实用价值。下面一起来看看吧！

　　2.总体设计

　　2.1系统功能模块设计

　　从需求分析可以看出，该系统的功能模块应包括以下几个部分：实时温度采集与更新模块、自定义温度警报模块、超温报警模块。DS18B20采用了单总线方式的传输协议，即只需要一根管脚就可以对输入输出进行控制。此种单总线传输协议在实际应用中有很大优势，使用此种协议的芯片不需要任何外围电路，对硬件设计时的复杂性大大简化了许多。

　　2.2系统软件设计方案

　　2.2.1嵌入式操作系统选择

　　在本设计当中，硬件平台完全支持Linux、开发便捷迅速、资料众多、内核小、效率高等优点决定了在本设计当中的稳定性等优点，均使得本设计采用了Linux作为开发的操作系统。

　　2.2.2应用层程序语言选择

　　应用程序使用C语言进行开发，使用Linux标准C语言接口，与驱动层进行交互。

　　3.硬件设计

　　3.1整体硬件电路设计

　　根据硬件设计方案，在开发中用到的硬件有Tiny6410开发板、DS18B20数字温度传感器、USB转串口数据线。

　　3.2硬件连接方式

　　将USB转串口线一端接在Tiny6410的串口1上，另一端连接PC机USB接口。两个DS18B20传感器的VCC与GND管脚并联起来，与Tiny6410开放的电源与地线接口相连，两个传感器的数据接口一起连接在S3C6410的GPIO的管脚上。

　　4.软件设计

　　4.1嵌入式系统架构

　　本系统在软件方面主要由Linux内核裁剪和移植、底层驱动程序开发、上层应用程序开发三部分组成。其中，Linux内核的运行需要有引导程序BootLoader、内核的配置裁剪与编译、根文件系统的编译三个部分支持。

　　4.2驱动程序设计

　　在本设计当中，对DS18B20数字温度传感器根据其数据手册上的传输协议及参数进行驱动编写，首先要明确其控制参数及流程。本系统中对传感器的操作流程如下：

　　DS18B20写操作：

　　(1)置数据线高电平;

　　(2)延时2微秒;

　　(3)置数据线低电平;

　　(4)延时15微秒;

　　(5)按从低位到高位的顺序发送字节(一次只发送一位);

　　(6)延时60微秒;

　　(7)数据线拉到高电平;

　　(8)循环上述步骤使9位传送完毕;

　　(9)数据线拉高电平。

　　DS18B20读操作：

　　(1)置数据线高电平;

　　(2)延时2微秒;

　　(3)数据线拉低电平;

　　(4)延时2微秒;

　　(5)数据线拉高电平;

　　(6)延时8微秒;

　　(7)读数据线状态进行数据处理;

　　(8)延时50微秒。

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