實現(xiàn)-ARM溫度采集與報警系統(tǒng)

實訓(xùn)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(xué)號：49指導(dǎo)老師：周永明、王浩 前言：在現(xiàn)實生活中,有許多領(lǐng)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(jī)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(lǐng)域已經(jīng)有替換單片機(jī)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?qū)崿F(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(yīng)用為中心,以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)?？梢赃@樣認(rèn)為,嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機(jī)系統(tǒng),作為裝置或設(shè)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(shè)備,如手表、微波爐、錄像機(jī)、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?qū)崿F(xiàn)整個控制邏輯。經(jīng)過30多年的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到人們的學(xué)習(xí)、工作、生活中,隨著數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機(jī)、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(xùn)目的ARM體系結(jié)構(gòu)與原理實訓(xùn)課程是配套開設(shè)的ARM體系結(jié)構(gòu)與原理課程而專門設(shè)立的實訓(xùn)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(xué)習(xí)掌握ARM程序開發(fā)的一般過程，進(jìn)一步掌握ARM接口技術(shù)，進(jìn)一步提高學(xué)生的開發(fā)調(diào)試能力，使學(xué)生掌握電子應(yīng)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(nèi)容：本次實訓(xùn)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(yù)先設(shè)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(dāng)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(dāng)溫度超過報警溫度時，通過PWM控制蜂鳴器實現(xiàn)報警 當(dāng)溫度超過報警溫度時，點亮LED報警燈 可以通過按鍵關(guān)閉或打開蜂鳴器及LED燈報警功能實訓(xùn)涉及到傳感器技術(shù)、GPIO控制技術(shù)、中斷技術(shù)、PWM控制技術(shù)、串口通信技術(shù)等。三 實驗原理 系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)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(nèi)容在課程實驗中已經(jīng)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(yán)格遵循單總線協(xié)議，工作時，主機(jī)先發(fā)一復(fù)位脈沖，使總線上的所有DS18B20都被復(fù)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(zhǔn)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(zhuǎn)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(guān)鍵過程：主機(jī)搜索DS18B20序列號、啟動在線DS18B20做溫度轉(zhuǎn)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(yán)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(jī)讀寫特定的時間片來完成，包括復(fù)位（初始化）、讀時間片和寫時間片。（1） 復(fù)位時序使用DS18B20時,首先需將其復(fù)位,然后才能執(zhí)行其它命令。復(fù)位時,主機(jī)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(fù)位操作。其復(fù)位時序如下圖所示。（2） “寫”時序 在主機(jī)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(yīng)大于1。在數(shù)據(jù)線變?yōu)榈碗娖胶?5內(nèi),根據(jù)寫“1”或?qū)憽?”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(nèi)對數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣。要求寫入DS18B20的數(shù)據(jù)持續(xù)時間應(yīng)大于60而小于120,兩次寫數(shù)據(jù)之間的時間間隔應(yīng)大于1。寫時隙的時序如圖5所示。“讀”時序機(jī)理類似，不再贅述。3、按鍵電路按鍵按下后會在EINT0管腳上產(chǎn)生跳沿信號。系統(tǒng)利用此信號產(chǎn)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(jié)經(jīng)過PWM作32定時器中斷的基礎(chǔ)實驗，讓我基本掌