如何设计基于嵌入式技术的温度测量系统？

1216 DS18B20 LPC2104 温度测量嵌入式系统

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 嵌入式系统是能够运行操作系统的软、硬件综合体，且多数系统的应用软件和操作系统是紧密结合在一起的。选配好RTOS（Real-time Operating System）开发平台，就能合理的实现多任务调度，系统资源利用。 0
2019-11-5 07:18:50　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 16 个回答。邀请回答 ChristineGu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 HengDu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 dfasda 该类别下有 15 个回答。邀请回答 nhonglan 该类别下有 15 个回答。邀请回答 yonglanzhang 该类别下有 15 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 14 个回答。邀请回答 muwersddg 该类别下有 14 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 14 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 14 个回答。邀请回答 C880U 该类别下有 14 个回答。邀请回答 jhdfvs 该类别下有 14 个回答。邀请回答 billbian 该类别下有 13 个回答。邀请回答 a732538 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hrtuoyu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 13 个回答。邀请回答 thyysbk 该类别下有 13 个回答。邀请回答凡人wlj 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kszdj113 该类别下有 13 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 13 个回答。邀请回答举报解欣相关推荐 • 什么是嵌入式系统技术的核心？ 2321 • 什么是嵌入式系统技术的核心DSP器件？ 2918 • 嵌入式技术具有哪些特性应用？ 1816 • 嵌入式系统组件的设计原则是什么 1299 • 嵌入式实时系统的关键技术是什么？ 2075 • 嵌入式系统电子的实时性是什么？ 3550 • 请问什么是嵌入式系统的核心DSP器件？ 2295 • 嵌入式视觉技术是什么？ 2012 • Linux嵌入式系统中内核技术的可动态拓展技术有哪些 1410 • 基于嵌入式WEB的网络视频监控系统该如何去设计？ 1806 2个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 嵌入式系统较一般单片机系统而言，软件资源利用率较高，开发周期短；系统精度较高；实时性也更好。特别适合于数据处理量较大，有联网、通信等要求的场合。为了利用嵌入式系统构造一个分布式多点温度测控系统，本文做了一些前期的尝试和开发工作。结合可编程单总线数字式温度传感器DS18B20，用嵌入式系统构造了一个具有温度测量、相关数据处理以及与上位机通信等功能的现场温度测量单元，上位机则主要完成系统监控和人机交互等功能。 2．系统组成及工作原理温度测量系统总体结构如图1所示。图1 系统总体结构图本文中，下位机由嵌入式系统组成。根据实际需要，其核心采用了低端的LPC2104芯片。它包含一个支持仿真的ARM7TDMI-S CPU，128K 字节FLASH存储器和64K字节SRAM以及片内总线。数字式温度传感器DS18B20连到LPC2104的一个GPIO管脚P0.8上。 LPC2104通过该管脚发送命令和接收温度值，并对读到的温度值进行数字滤波、二—十进制转换等数据处理，还设置了温度超限报警等功能。下位机还可与上位机实时通信，一方面接受上位机的各种指令，另一方面，将测得的温度值传送到上位机。上位机为PC机，通过串口与下位机相连。一方面将设定的指令以及人工干预信号发送给下位机，另一方面，对从下位机接收到的温度数据进行适当的处理，并将其以曲线的形式显示出来。 DS18B20直接将测得的温度值转换成数字量输出，其有效引脚只有三个：DQ（数据）、VDD（电源）和GND（地）。DS18B20是通过带5K上拉电阻的DQ线来读取和发送信息的，它可以不外接电源，也可在VDD端外接一个3v～5.5v电源。DS18B20片内含有ROM和RAM，ROM中保存有一个独立的序列号，因而可将多个DS18B20同时连在一条总线上工作。对DS18B20的操作有：复位；对ROM的操作（若只用一个DS18B20，则可跳过ROM匹配）；对RAM的操作，即先发送温度转换命令（0x44），使DS18B20将采集到的模拟量数据转换为数字量存到 RAM中，再发送读取存储器命令（0xbe），使其将RAM中存储的数据从DQ上按照一定的时序传送出来。传送时，先低位后高位，最后传符号位。通过对DS18B20进行时序分析知，复位脉信号应为一个持续480us以上的低电平信号；写信号应满足：先使DQ线降为低电平，若写“1”，则在15us内置DQ为高电平，若写“0”，则仍置DQ为低电平，在两次独立写时序之间至少应保持1us的恢复时间；读信号应满足：先将DQ线从高电平拉到低电平，并使其至少保持1us，因DS18B20的输出数据将在下降沿后15us有效，故在此之前，微机必须释放DQ线，以便读取数据。写、读时序均不得小于60us。根据以上分析，可编写出相应的复位和读、写函数，调用这些函数便可实现对DS18B20的操作。温度测量程序流程见图2，相应的温度测量函数为Measure_Temperature()。图2 温度测量程序流程图 DS18B20的数据精度决定于它的配置（9，10，11或12位），其中12位是出厂设置。这相当于温度精度为0.5°C, 0.25°C, 0.125°C, 或0.0625°C。除了温度测量之外，嵌入式系统的另一个重要任务就是实现与上位机的通信。为实现LPC2104与PC机RS-232-C标准接口的互连，采用了芯片 MAX3232，它是为RS-232-C标准接口设计的一种电平转换驱动器，使用单一的+5V电源，外接4个0.1uF的电容，就可将LPC2104的 TTL电平信号转换成RS-232-C标准电平信号，也可进行相反的电平转换。两者之间的连接如图3所示。图3 LPC2104与上位机的连接在嵌入式系统的通信程序中用到了中间件（middleware），它是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。中间件处在操作系统、网络和数据库之上，应用软件之下，是第三方程序。其作用是为应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。基于中间件开发的应用程序可以方便的实现不同系统间的移植。本系统用到了串口通信中间件和数据队列中间件，即只需要将中间件程序添加到系统项目表中去，调用中间件的接口函数即可实现串口的通信，如：调用URAT0Init(9600)实现串口的初始化，其中，波特率可直接进行调整；调用 URAT0Putch(temp4)实现将temp4中存储的数据通过串口发送出去。当要将应用程序移植到其他系统上时，只要对这两个函数及其他相关函数进行适当修改，而无需改变应用程序。上位机的通信程序运用了MSComm 控件，它是Microsoft公司提供的，简化Windows下串行通信编程的ActiveX控件，该控件提供了两种处理通信问题的方法，本系统采用了事件驱动法。当串口发生事件或错误时，MSComm控件会产生OnComm事件，用户程序可以捕获该事件进行相应处理。在编程过程中，就可以在OnComm 事件处理函数中加入相应的处理代码。利用MSComm控件实现计算机通信的关键是正确设置MSComm控件的属性和方法。以下是用VB编写的部分设置程序： Private Sub Form_Load() Me.Show MSComm1.CommPort = 1 //选择串口com1 MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" //设置MSComm的连接属性 MSComm1.RThreshold = 2 //定义阀值为2 MSComm1.InBufferSize = 2 i = 0 Picture1.Visible = False On Error Resume Next End Sub 连接属性"BBBB,P,D,S"中，BBBB 为波特率，P为奇偶校验，D为数据位数，S为停止位数。阀值定为2，则在接收缓冲区中的字节数超过“2”时，就转入OnComm（）事件处理程序执行。

2019-11-5 15:22:33 评论举报陈衡毅

答案对人有帮助，有参考价值 0 3．嵌入式系统软件采用了嵌入式操作系统uC/OS-II，它是专门为计算机的嵌入式应用而设计的。 uC/OS-II是基于优先级的占先式多任务实时内核。由于在多任务实时操作系统中，应用程序是以任务形式运行的，操作系统的一个重要的作用就是任务的调度，所以要在操作系统下实现应用程序的执行，就必须建立任务，在任务中实现测温和串行通信等操作。建立任务如下： #include "config.h" #define TASK_STK_SIZE 64 //定义任务栈的大小为64字节 OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE]; //定义任务栈 void TaskStart(void data); //声明任务 int main (void) { OSInit(); //操作系统初始化 OSTaskCreate(TaskStart, (void )0, &TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0); // 建任务 OSStart(); //启动操作系统 return 0; } 在TaskStart任务循环开始前，先进行初始化工作，如调用中间件函数URAT0Init(9600)初始化串口、设置P0.8为GPIO 等。然后，在任务循环中调用温度测量函数Measure_Temperature()和串口发送函数URAT0Putch(uint16 data)，实现温度的测量并将温度值传送到上位机。嵌入式系统程序总流程见图4。

2019-11-5 15:22:36 评论举报文汝寒