利用51單片機linux系統(tǒng)在arm板上顯示的溫度測量儀表-文庫吧
2025-06-15 19:06 本頁面
【正文】 的溫度信息，第3和第4字節(jié)是TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時被刷新。第5個字節(jié)為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。 DS18B20工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值。該字節(jié)各位的定義熱圖5所示。低5位一直為1，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要改動，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換得精度位數(shù)，即用來設(shè)置分辨率，定義方法見表1。圖 3 4高速暫存RAM結(jié)構(gòu)圖圖 3 5配置寄存器表3 1 DS18B20分辨率的定義規(guī)定由表31可見,DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長,而且設(shè)定的分辨率越高,所需要的溫度轉(zhuǎn)換時間越長。因此,在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。高速暫存RAM的第6,7,8字節(jié)保存未用,表現(xiàn)為邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼,可用來檢驗數(shù)據(jù),從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當DS18B20接收溫度轉(zhuǎn)換命令后,開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1,2字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出數(shù)據(jù),讀數(shù)據(jù)時低位在先,高位在后,℃/LSB形式表示。溫度值格式如圖36所示。 圖 3 6溫度數(shù)據(jù)值格式當符號位S=0時,表示測得的溫度值為正值,可以直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制。當符號位S=1時,表示測得的溫度值為負值,要先將補碼轉(zhuǎn)換為原碼,再計算十進制。表32是一部分溫度值對應(yīng)的二進制溫度數(shù)據(jù)。表3 2 DS18B20溫度與測得值對應(yīng)表DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后,就把測得的溫度值與RAM中的TH,TL字節(jié)內(nèi)容作比較。若TTH或TTL,則將該器件內(nèi)的報警標志置位,并對主機發(fā)出報警搜索命令作出響應(yīng)。因此,可用多只DS18B20同時測量溫度并進行報警搜索。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼(CRC)。主機根據(jù)ROM的前56位來計算CRC值,并和存入DS18B20的CRC值作比較,以判斷主機收到ROM數(shù)據(jù)是否正確。DS18B20的測溫原理如圖38所示。圖中第溫度系數(shù)晶振的震蕩頻率受溫度的影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖送給減法計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變,當計數(shù)門打開時,DS18B20就對低溫度系數(shù)震蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖計數(shù),進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)震蕩器來決定,每次測量前,首先將55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1,溫度寄存器中,減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1所對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù),當減法計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時,溫度寄存器的值將加1,減法計數(shù)器1的預(yù)置值將被重新裝入,減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù),如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時,停止溫度寄存器值的累加,此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。圖37中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線形性,其輸出用于減法計數(shù)器的預(yù)置值,只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程,直到溫度寄存器值達到被預(yù)測值。另外,由于DS18B20單線通信功能是分時完成的,它有嚴格的時隙概念,因此讀寫時序很重要,系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為:初始化DS18B20→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。圖 37 DS18B20測溫原理圖DS18B20與單片機的接口電路 DS18B20可以采用兩種方式供電,一種是采用電源供電方式,此時DS18B20的1腳接地,2腳作為信號線,3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式,為為保證有效DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流,可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。圖 38 DS18B20采用寄生電源的電路圖當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時,總線上必須有強的上拉,上拉開啟時間最大為10us。采用寄生電源供電方式時VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線,因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 AT89S51單片機圖 3 9 AT89S51引腳圖本設(shè)計中所用的單片機型號為AT89S51 ，其主要特性為：1）有CHMOS工藝的節(jié)能運行方式2）兼容MCS51指令系統(tǒng) 3）3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷4）2個串行中斷 5）2個外部中斷源6）2個讀寫中斷口線7）低功耗空閑和掉電模式8）8k可反復(fù)擦寫(1000次）Flash ROM9）256x8 bit內(nèi)部RAM10）時鐘頻率024MHz11）可編程UART串行通道12）共6個中斷源，3級加密位13）軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 ARM核心控制模塊 ARM CortexA8處理器基于 ARMv7 體系結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑺俣葟?600MHz 提高到 1GHz 以上。CortexA8 處理器可以滿足需要在 300mW 以下運行的移動設(shè)備的功率優(yōu)化要求；以及需要 2000 Dhrystone MIPS 的消費類應(yīng)用領(lǐng)域的性能優(yōu)化要求。圖 310 ARM CortexA8Tiny210核心板介紹：Tiny210 ，引出 CPU大部分常用功能引腳，并力求和Tiny6410 核心板大小一致(64x50mm)，引腳兼容(P1,P2,CON2)；另外還根據(jù) S5PV210 芯片的性，分別引出了標準的 miniHDMI 接口，和 CON1 座(51Pin)，以作用戶擴之用，Tiny210 標配512M 內(nèi)存和 512M 閃存(SLC)，并可選配 256M/1GB閃存(SLC)。串口介紹：S5PV210 本身總共有 4 個串口，其中 UART1 為四線的功能串口，UART0、3 為兩線串口。 在本開發(fā)板上，UART0 和 UART1 已經(jīng)經(jīng)過 RS232 電平轉(zhuǎn)換，它們分別對應(yīng)于 COM0 和COM1，你可以通過附帶的交叉串口線和 PC 互相通訊。 圖 3 11引腳定義圖圖 3 12 引腳定義圖 ARM微控制器是整個系統(tǒng)的核心部件，主要功能為控制各個功能模塊正常的工作。在系統(tǒng)初始化完畢后，ARMCORTEXA8啟動溫度傳感器，然后對所采集的數(shù)據(jù)進行處理，將需要備份的數(shù)據(jù)存儲到FLASH當中。同時通過PS232將
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