實現(xiàn)-ARM溫度采集與報警系統(tǒng)

實訓報告實驗項目：實現(xiàn) ARM溫度采集與報警系統(tǒng)班級：嵌入式101姓名童永瓊學號：49指導老師：周永明、王浩 前言：在現(xiàn)實生活中,有許多領域需要監(jiān)控溫度,甚至適時報警。溫度監(jiān)控需要處理器(CPU)、溫度傳感器等元器件。以往多用單片機做處理器,而目前ARM系列芯片由于其較高的性價比在中高端控制領域已經有替換單片機的趨勢。而溫度傳感器則主要采用鉑電阻傳感器。通過使用ARM9系列芯片S3C2410和鉑電阻傳感器及輔助性的元器件,能夠實現(xiàn)對溫度的有效監(jiān)控并報警。1概述1.1嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)就是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬件可裁剪,適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)?？梢赃@樣認為,嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機系統(tǒng),作為裝置或設備的一部分。通常,嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實上,所有帶有數(shù)字接口的設備,如手表、微波爐、錄像機、汽車等,都使用嵌入式系統(tǒng),有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng),但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是是由單個程序實現(xiàn)整個控制邏輯。經過30多年的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)已經廣泛地滲透到人們的學習、工作、生活中,隨著數(shù)字信息技術和網絡技術的飛速發(fā)展,計算機、通信、消費電子的一體化趨勢日益明顯,嵌入式系統(tǒng)必將獲得一個廣闊的發(fā)展空間 實訓目的ARM體系結構與原理實訓課程是配套開設的ARM體系結構與原理課程而專門設立的實訓課程。其主要目的是通過開發(fā)ARM開發(fā)板的溫度采集與報警系統(tǒng)，學習掌握ARM程序開發(fā)的一般過程，進一步掌握ARM接口技術，進一步提高學生的開發(fā)調試能力，使學生掌握電子應用系統(tǒng)開發(fā)的思維方法以及具有初步的開發(fā)能力。二 主要內容：本次實訓要求實現(xiàn) ARM溫度采集與報警系統(tǒng)，采用DS18B20作為溫度傳感器 ，ARM開發(fā)板讀取DS18B20的溫度值與預先設定的報警閾值比較，如果采集的環(huán)境溫度超過報警閾值則通過蜂鳴器報警，同時串口輸出當前環(huán)境溫度信息。主要功能： 使用DS18B20檢測環(huán)境溫度，并通過串口輸出溫度信息。 當溫度超過報警溫度時，通過PWM控制蜂鳴器實現(xiàn)報警 當溫度超過報警溫度時，點亮LED報警燈 可以通過按鍵關閉或打開蜂鳴器及LED燈報警功能實訓涉及到傳感器技術、GPIO控制技術、中斷技術、PWM控制技術、串口通信技術等。三 實驗原理 系統(tǒng)構成系統(tǒng)構成如上圖所示。接口電路連接如下描述：1、報警燈電路處理器S3C2440通過GPF4控制報警LED燈，如下圖所示2、蜂鳴器電路處理器S3C2440通過GPB0輸出PWM信號控制蜂鳴器，如下圖所示 ARM程序開發(fā)對于串口通信程序開發(fā)， PWM-Timer定時程序開發(fā) 、按鍵中斷程序開發(fā)、GPIO口控制程序開發(fā)等內容在課程實驗中已經完成，可以參考以前完成的實驗程序改寫。本節(jié)重點講述DS18B20讀寫程序開發(fā)。DS18B20嚴格遵循單總線協(xié)議，工作時，主機先發(fā)一復位脈沖，使總線上的所有DS18B20都被復位，接著發(fā)送ROM操作指令，使序列號編碼匹配的DS18B20被激活，準備接受下面的RAM訪問指令。RAM訪問指令控制選中的DS18B20工作狀態(tài)，完成整個溫度轉換，讀取等工作。在ROM命令發(fā)送之前,RAM命令命令不起作用。表1列出了所有操作命令。整個操作主要包括三個關鍵過程：主機搜索DS18B20序列號、啟動在線DS18B20做溫度轉換、讀取溫度值。其工作流程如圖3：DS18B20對時序及電特性參數(shù)要求較高，必須嚴格按照DS18B20的時序要求去操作。它的數(shù)據(jù)讀寫主要由主機讀寫特定的時間片來完成，包括復位（初始化）、讀時間片和寫時間片。（1） 復位時序使用DS18B20時,首先需將其復位,然后才能執(zhí)行其它命令。復位時,主機將數(shù)據(jù)線拉為低電平并保持480960,然后釋放數(shù)據(jù)線,再由上拉電阻將數(shù)據(jù)線拉高1560,等待DS18B20發(fā)出存在脈沖,存在脈沖有效時間為60240，這樣，就完成了復位操作。其復位時序如下圖所示。（2） “寫”時序 在主機對DS18B20寫數(shù)據(jù)時,先將數(shù)據(jù)線置為高電平,再變?yōu)榈碗娖?該低電平應大于1。在數(shù)據(jù)線變?yōu)榈碗娖胶?5內,根據(jù)寫“1”或寫“0”使數(shù)據(jù)線變高或繼續(xù)為低。DS18B20將在數(shù)據(jù)線變成低電平后1560內對數(shù)據(jù)線進行采樣。要求寫入DS18B20的數(shù)據(jù)持續(xù)時間應大于60而小于120,兩次寫數(shù)據(jù)之間的時間間隔應大于1。寫時隙的時序如圖5所示?！白x”時序機理類似，不再贅述。3、按鍵電路按鍵按下后會在EINT0管腳上產生跳沿信號。系統(tǒng)利用此信號產生中斷。如下圖所示4、溫度采集電路采用DS18B20作為溫度傳感器，S3C2440通過GPB5口讀取溫度傳感器的溫度信息，通過串口輸出溫度信息。四主程序編寫 五實驗總結經過PWM作32定時器中斷的基礎實驗，讓我基本掌