实现ARM温度采集与报警系统.doc

实训报告实验项目：实现 ARM温度采集与报警系统班级：嵌入式101姓名童永琼学号：49指导老师：周永明、王浩 前言：在现实生活中,有许多领域需要监控温度,甚至适时报警。温度监控需要处理器(CPU)、温度传感器等元器件。以往多用单片机做处理器,而目前ARM系列芯片由于其较高的性价比在中高端控制领域已经有替换单片机的趋势。而温度传感器则主要采用铂电阻传感器。通过使用ARM9系列芯片S3C2410和铂电阻传感器及辅助性的元器件,能够实现对温度的有效监控并报警。1概述1.1嵌入式系统概述嵌入式系统就是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。可以这样认为,嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。经过30多年的发展,嵌入式系统已经广泛地渗透到人们的学习、工作、生活中,随着数字信息技术和网络技术的飞速发展,计算机、通信、消费电子的一体化趋势日益明显,嵌入式系统必将获得一个广阔的发展空间 实训目的ARM体系结构与原理实训课程是配套开设的ARM体系结构与原理课程而专门设立的实训课程。其主要目的是通过开发ARM开发板的温度采集与报警系统，学习掌握ARM程序开发的一般过程，进一步掌握ARM接口技术，进一步提高学生的开发调试能力，使学生掌握电子应用系统开发的思维方法以及具有初步的开发能力。二 主要内容：本次实训要求实现 ARM温度采集与报警系统，采用DS18B20作为温度传感器 ，ARM开发板读取DS18B20的温度值与预先设定的报警阈值比较，如果采集的环境温度超过报警阈值则通过蜂鸣器报警，同时串口输出当前环境温度信息。主要功能： 使用DS18B20检测环境温度，并通过串口输出温度信息。 当温度超过报警温度时，通过PWM控制蜂鸣器实现报警 当温度超过报警温度时，点亮LED报警灯 可以通过按键关闭或打开蜂鸣器及LED灯报警功能实训涉及到传感器技术、GPIO控制技术、中断技术、PWM控制技术、串口通信技术等。三 实验原理 系统构成系统构成如上图所示。接口电路连接如下描述：1、报警灯电路处理器S3C2440通过GPF4控制报警LED灯，如下图所示2、蜂鸣器电路处理器S3C2440通过GPB0输出PWM信号控制蜂鸣器，如下图所示 ARM程序开发对于串口通信程序开发， PWM-Timer定时程序开发 、按键中断程序开发、GPIO口控制程序开发等内容在课程实验中已经完成，可以参考以前完成的实验程序改写。本节重点讲述DS18B20读写程序开发。DS18B20严格遵循单总线协议，工作时，主机先发一复位脉冲，使总线上的所有DS18B20都被复位，接着发送ROM操作指令，使序列号编码匹配的DS18B20被激活，准备接受下面的RAM访问指令。RAM访问指令控制选中的DS18B20工作状态，完成整个温度转换，读取等工作。在ROM命令发送之前,RAM命令命令不起作用。表1列出了所有操作命令。整个操作主要包括三个关键过程：主机搜索DS18B20序列号、启动在线DS18B20做温度转换、读取温度值。其工作流程如图3：DS18B20对时序及电特性参数要求较高，必须严格按照DS18B20的时序要求去操作。它的数据读写主要由主机读写特定的时间片来完成，包括复位（初始化）、读时间片和写时间片。（1） 复位时序使用DS18B20时,首先需将其复位,然后才能执行其它命令。复位时,主机将数据线拉为低电平并保持480960,然后释放数据线,再由上拉电阻将数据线拉高1560,等待DS18B20发出存在脉冲,存在脉冲有效时间为60240，这样，就完成了复位操作。其复位时序如下图所示。（2） “写”时序 在主机对DS18B20写数据时,先将数据线置为高电平,再变为低电平,该低电平应大于1。在数据线变为低电平后15内,根据写“1”或写“0”使数据线变高或继续为低。DS18B20将在数据线变成低电平后1560内对数据线进行采样。要求写入DS18B20的数据持续时间应大于60而小于120,两次写数据之间的时间间隔应大于1。写时隙的时序如图5所示。“读”时序机理类似，不再赘述。3、按键电路按键按下后会在EINT0管脚上产生跳沿信号。系统利用此信号产生中断。如下图所示4、温度采集电路采用DS18B20作为温度传感器，S3C2440通过GPB5口读取温度传感器的温度信息，通过串口输出温度信息。四主程序编写 五实验总结经过PWM作32定时器中断的基础实验，让我基本掌