嵌入式系统课程设计(基于ARM的温度采集系统设计) 精品
基于ARM的数据采集程序设计--嵌入式系统应用II课程设计

理工学院设计报告课程名称嵌入式系统应用II 题目基于ARM9的数据采集程序设计专业计算机科学与技术班级计算机学号姓名成绩__________________《嵌入式系统应用II》考核要求考核班级:考核方式:本课程为考查课,由于这门课程是理论与实践相结合且实践性很强的课程,学习目标是培养学生嵌入式开发的基本能力,考核方式拟采用学生独立编写一个嵌入式应用程序的方式,以设计文档的形式提交。
考核题目:基于ARM9的数据采集程序设计通过S3C2410X(ARM9)的ADC采集实验箱三个电位器的值,旋转电位器时可在屏幕上看到当前采集值的变化。
考核要求:硬件平台为博创经典UP-NETARM2410实验箱(S3C2410处理器)。
软件平台为eclipse+keil+PUTTY(串口调试助手)。
一人一份纸质报告,报告内容不能雷同,雷同者全部以0分记载。
报告内容包括:●实现的功能●软硬件平台●硬件原理分析及原理图●硬件驱动的实现步骤及分析●代码设计:所有需要编写的代码(如adc.c、adc.h、main.c、Makefile等)、代码的注释,及整个工程树形结构的截图。
●运行及调试的步骤:需要图文并茂,图必须是自己设计过程中的截图。
●总结体会:具体学到了什么知识、在学习过程中的经验、体会。
成绩评定:平时成绩50%+期末成绩50%作品具体评分标准如下:评定项目评分成绩1.实现三个电位器的数据采集功能,有运行结果图(含30分学号或姓名)。
2.问题分析正确、硬件驱动的实现步骤详细。
20分3.代码设计正确、注释完整。
20分4.运行及调试的步骤正确、详细、图文并茂。
20分5.报告格式规范、条理清晰、语句通顺。
10分总分100分目录第一章.设计背景 (1)第二章.设计目的 (2)2.1设计目的: (2)2.2 实现功能: (2)第三章.设计原理 (3)3.1 ARM9实验箱简介 (3)3.2 A/D接口原理 (3)第四章.详细设计 (5)第五章.具体代码实现 (7)5.1 实现驱动 (7)5.2相关寄存器定义 (8)5.3 编写main.c (8)5.4 修改两个Makefile文件 (10)第六章实验运行步骤 (12)6.1 启动串口调试 (12)6.2 启动H-JTAG (12)6.3运行Eclipse工程 (13)第七章.实验现象&结果分析 (15)7.1 实验现象 (15)7.2总结体会 (15)第一章.设计背景由于Linux系统是开源系统,其内核和各种开发工具都可以从网络上轻易获取,使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用。
arm嵌入式课程设计

arm嵌入式课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解ARM处理器的结构与工作原理,掌握其基本功能和应用领域;2. 学会使用ARM汇编语言进行编程,掌握基本的指令集和程序设计方法;3. 熟悉ARM嵌入式系统的硬件接口和软件架构,能够进行简单的系统设计与调试。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单的ARM嵌入式系统,提高动手实践能力;2. 培养学生运用汇编语言编写程序,提高编程技能;3. 培养学生具备分析和解决嵌入式系统问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣,激发学习热情,形成主动学习的态度;2. 培养学生具备团队协作精神,能够在项目实践中相互支持、共同成长;3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程意识,注重实际应用和创新能力的培养。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重理论联系实际,培养学生动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点:高二年级学生,已具备一定的电子技术和计算机编程基础,对嵌入式系统有一定了解,具备初步的编程和动手能力。
教学要求:结合学生特点,采用项目驱动教学,以实践为主线,引导学生通过动手实践掌握知识,提高技能。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 教材章节:ARM嵌入式系统原理与设计- ARM处理器结构与工作原理- ARM汇编语言编程- 嵌入式系统硬件接口技术- 嵌入式系统软件架构与设计- 嵌入式系统项目实践与调试2. 教学内容安排与进度:- 第一周:ARM处理器结构与工作原理学习,了解CPU、内存、外设等基本组成部分;- 第二周:ARM汇编语言编程基础,掌握汇编指令、寄存器、程序流程控制等;- 第三周:嵌入式系统硬件接口技术,学习GPIO、中断、定时器等接口的使用;- 第四周:嵌入式系统软件架构与设计,了解Bootloader、操作系统、驱动程序等;- 第五周:项目实践与调试,分组进行实际项目设计,进行系统调试与优化。
基于ARM的嵌入式温度控制系统设计

毕业设计说明书(论文)作者:学号:系部:专业:题目:基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计指导者:评阅者:摘要温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用,尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中,对温度的测量和监控是非常重要的一个环节,温度参数是工业控制中的一项重要的指标。
本文主要研究了基于ARM7架构的嵌入式系统对于温度控制的应用,它基于ARM7 内核的LPC2124, 以DS1820采集温度信号, 通过RWB 温度变送器和A/D 转换获得实际温度值, 同时通过LCD 实时显示; 此温度控制系统应用于热电仪, 实际应用表明, 系统稳定、可靠, 满足了热电仪的温度控制要求。
关键词:ARM;Proteus;嵌入式系统;温度控制系统AbstractMeasurement and control of temperature is widely used in industrial production, especially in the petroleum, chemical, electric power, metallurgy and other industrial fields, measurement and monitoring of the temperature is a ver y important link, the temperature parameter is an important index in industrial control.This paper mainly studies the ARM7 based embedded system for the application of temperature control based on ARM7, which based on the LPC2124 kernel, the DS1820 collecting temperature signal, to obtain the actual temperature value through the RWB temperature transmitter and A/D conversion, at the same time through the LCD real time display; This paper introduces the principle, the system implementation process, gives some application circuits. This temperature control system used in the power system, the practical application shows that the system is stable and reliable, meet, the thermoelectric instrument temperature control requirements.Key words:ARM;Proteus;Embedded system;Temperature control system目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 选题背景与意义 (1)1.3 研究现状 (2)1.4 论文主要研究内容 (3)1.5 主要章节安排 (3)第二章开发工具的介绍 (4)2.1 Proteus的功能 (4)2.1.1 Proteus的功能简述 (4)2.1.2 资源丰富 (5)2.1.3电路仿真 (5)2.2 ADS1.2 (6)2.2.1 ADS种类 (6)2.2.2 软件组成 (6)第三章软硬件介绍 (8)3.1 ARM (8)3.1.1 ARM简介 (8)3.1.2 ARM7 (8)3.2LPC2124处理器 (9)3.2.1LPC2124简介 (9)3.2.2 特性 (9)3.2.3 结构 (9)3.2.4引脚描述 (10)3.3硬件系统的整体结构 (11)3.3.1硬件系统的设计原则 (11)3.3.2系统硬件的整体结构 (12)3.3.3 基本硬件组成 (12)第四章软件设计 (17)4.1系统软件的整体结构 (17)4.2.1测控系统 (18)4.2.2显示数字功能 (19)4.2.3 A/D转换数据采集程序功能与实现 (21)第五章总结与展望 (25)5.1 全文总结 (25)5.2后续工作及展望 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)第一章绪论1.1 引言嵌入式系统这几年被广泛应用于各种工业领域、无线通信领域、智能仪表,消费电子等各个领域,离不开微电子技术的迅猛发展,它主要用于各种嵌入式应用,以将计算机硬件和软件相结合的手段,完成指定的任务和功能。
嵌入式系统课程设计(基于ARM的温度采集系统设计)

教师批阅目录一、设计内容............................................................................................................. - 1 -1.1设计目的....................................................................................................... - 3 -1.2设计意义....................................................................................................... - 3 -二、设计方案............................................................................................................. - 5 -2.1设计要求....................................................................................................... - 5 -2.2方案论证....................................................................................................... - 5 -三、硬件设计............................................................................................................. - 6 -3.1设计思路....................................................................................................... - 6 -3.2系统电路设计............................................................................................... - 6 -四、软件设计............................................................................................................. - 8 -4.1设计思路....................................................................................................... - 8 -4.2程序清单..................................................................................................... - 10 -五、心得体会........................................................................................................... - 12 -参考文献................................................................................................................... - 13 -教师批阅基于ARM的温度采集系统摘要:本设计是基于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统,利用S3C44B0xARM微处理器作为主控CPU,辅以单独的数据采集模块采集数据,实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能,并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。
(整理)基于ARM的温度采集系统设计.

基于ARM的温度采集系统设计2013554013王义涛一.引言本文针对试验对温度监控系统的要求,设计、开发了基于嵌入式操作系统Linux 和 S3C2410 处理系统软硬件平台的嵌入式多通道高精度温度测量系统的软、硬件设计与实现方法,研究并实现热电阻的多通道高精度监测电路。
本文在对测温技术发展研究的基础上,根据本课题设计的任务要求,设计了基于 PT100(铂电阻)传感器的新型多通道温度检测板(8 通道)。
在该多点温度测量系统中,要求温度监测点 12个,测量范围:0℃~+50℃,分辨力:±0.1℃,准确度:±0.2℃。
温度检测系统将实现多点温度数据的采集、保存、上传。
该系统主要包括两个部分:多通道温度检测板和ARM 通信电路。
温度检测板由电源电路、信号放大及调理电路以及 AD 转换电路与单片机接口电路三部分组成。
基于ARM 的通信电路通过两种方式:串口及网口方式实现对温度数据的采集、上传、读取、保存。
完成 Linux 操作系统在嵌入式系统上的移植,以及 Linux 实时性能改造;软件任务划分与设计,包括 A/D 数据采集任务,算法任务,编制构成本温度多路测量仪的嵌入式程序,并对各部分电路进行实验、调试。
二.系统硬件设计2.1温度检测系统架构框图温度检测系统将实现多点温度数据的采集、保存、上传。
其系统结构图如下:2.1基于四线制接法和自校正设计的电阻测量电路当温度探头附近环境温度发生改变的时候,引起了温度探头 PT100 电阻值的改变。
由于流经 PT100 的电流为恒定值,因此温度采集板通过对 PT100 两端的电压值采集便可以计算出环境温度。
本温度采集板中的温度探头采用了 4 线制解法,可以避免因导线过长带来的电阻误差。
6 路采样信号和 2 路标准电阻信号通过多路模拟开关分时段被进行采样,采样得到的值依次通过信号放大电路和A/D 转换电路进入微控制器(MCU)。
通过自校准算法,从而得到精确温度值采集到的温度测量值可以通过串口或网口的方式与上位机相连。
基于ARM的嵌入式温度控制系统设计

目录第一章绪论 (2)1.1 引言 (1)1.2 选题背景与意义 (1)1.3 研究现状 (2)1.4 论文主要研究内容 (2)1.5 主要章节安排 (3)第二章开发工具的介绍 (4)2.1 Proteus的功能 (4)2.1.1 Proteus的功能简述 (4)2.1.2 资源丰富 (5)2.1.3电路仿真 (5)2.2 ADS1.2 (6)2.2.1 ADS种类 (6)2.2.2 软件组成 (6)第三章软硬件介绍 (8)3.1 ARM (8)3.1.1 ARM简介 (8)3.1.2 ARM7 (8)3.2LPC2124处理器 (9)3.2.1LPC2124简介 (9)3.2.2 特性 (9)3.2.3 结构 (9)3.2.4引脚描述 (10)3.3硬件系统的整体结构 (11)3.3.1硬件系统的设计原则 (11)3.3.2系统硬件的整体结构 (12)3.3.3 基本硬件组成 (12)第四章软件设计 (17)4.1系统软件的整体结构 (17)4.2.1测控系统 (18)4.2.2显示数字功能 (19)4.2.3 A/D转换数据采集程序功能与实现 (21)第五章总结与展望 (25)5.1 全文总结 (25)5.2后续工作及展望 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)摘要温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用,尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中,对温度的测量和监控是非常重要的一个环节,温度参数是工业控制中的一项重要的指标。
本文主要研究了基于ARM7架构的嵌入式系统对于温度控制的应用,它基于ARM7 内核的LPC2124, 以DS1820采集温度信号, 通过RWB 温度变送器和A/D 转换获得实际温度值, 同时通过LCD 实时显示; 此温度控制系统应用于热电仪, 实际应用表明, 系统稳定、可靠, 满足了热电仪的温度控制要求。
关键词:ARM;Proteus;嵌入式系统;温度控制系统AbstractMeasurement and control of temperature is widely used in industrial production, especially in the petroleum, chemical, electric power, metallurgy and other industrial fields, measurement and monitoring of the temperature is a very important link, the temperature parameter is an important index in industrial control.This paper mainly studies the ARM7 based embedded system for the application of temperature control based on ARM7, which based on the LPC2124 kernel, the DS1820 collecting temperature signal, to obtain the actual temperature value through the RWB temperature transmitter and A/D conversion, at the same time through the LCD real time display; This paper introduces the principle, the system implementation process, gives some application circuits. This temperature control system used in the power system, the practical application shows that the system is stable and reliable, meet, the thermoelectric instrument temperature control requirements.Key words:ARM;Proteus;Embedded system;Temperature control system第一章绪论1.1 引言嵌入式系统这几年被广泛应用于各种工业领域、无线通信领域、智能仪表,消费电子等各个领域,离不开微电子技术的迅猛发展,它主要用于各种嵌入式应用,以将计算机硬件和软件相结合的手段,完成指定的任务和功能。
基于ARM的嵌入式温度采集系统设计

时, 只靠47 f上拉 电阻 就无法提供 足够的能量 , . l k 会 造成无 法转换 温度或温度误 差极大 。 外部 电源供 电 方式 是D 1B 0 S 8 2 最佳 的工作方 式 ,工作 稳定 可靠 , 抗干 扰能 力强 , 而且 电路 也 比较 简单 , 以开 发 出 可
稳定可靠 的多 点温度监控系统 。 因此本 系统选 用了
模 拟 量 转 化 成 数 字 信 号 通 过 “ 线 总 线 ” 方 式 送 A L C2 1 再 将 处 理 后 的 数 据 通 过 T P 议 上 传 到 一 -P 2 0 C 协
I t r t n e ne o
关 键 词 : 1 B 0; P 2 0 u OS I TCP DS 8 2 L C2 1 ; C/ -I;
客户端 。 于Itre的远程 测控 系统具有信 息传递 基 nen t 快捷 、 互 性 强 、 济 方便 等 特 点 , 交 经 能实 现 数 据 共 享 。本系统将 多个测温点 的温度 数据每 隔1采集一 s 次 , 过公用 互联 网将 数据 传输 到上位 机 。温度精 通
D I B 0 用 电路 、 S 8 2应 以太 网接 口电路 。
摘 要 : 文 以P mp公 司 该 h s
L C2 1 RM7 处 理 器和嵌 入 式操 作 系 ̄u OS I为平 台 , 建 了通 P 2 0A 微 C/ — I 构
过 网络 实现 多路 温度 数据 的 以 太 网远 程传 输 与监控 系统 。该 系统 利 用数 字 化 温度传 感 器DS 8 2 将 温度 1B 0
D 1B 0 S 8 2 在温度 转换 期间工 作 电流达至 l A。 0 m 当几 个 温 度 传 感 器 挂 在 同一 根 I 线 上 进 行 多 点 测 温 / O
基于arm嵌入式的课程设计

基于arm嵌入式的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握ARM嵌入式系统的基本结构、工作原理及性能特点;2. 使学生了解ARM处理器的编程模型,熟悉汇编语言及C语言在ARM嵌入式系统中的应用;3. 让学生掌握ARM嵌入式系统的开发流程,了解相关开发工具及调试方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行ARM嵌入式系统硬件设计与软件编程的能力;2. 培养学生运用调试工具对ARM嵌入式系统进行调试、测试的能力;3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对ARM嵌入式系统的兴趣,激发学习热情,形成自主学习、探究学习的习惯;2. 培养学生严谨、务实的科学态度,提高学生的创新意识和实践能力;3. 培养学生具备良好的职业道德,遵守法律法规,关注环境保护,为我国嵌入式产业的发展贡献力量。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,以理论教学为基础,突出实践操作,注重培养学生的动手能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术、计算机编程基础,对ARM嵌入式系统有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,以项目驱动教学,提高学生的实际操作能力。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,使学生在课程学习中获得最佳的学习效果。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. ARM嵌入式系统概述:介绍ARM处理器的起源、发展及优势,分析嵌入式系统的基本概念、分类及应用领域。
相关教材章节:第一章 嵌入式系统概述2. ARM处理器架构与编程模型:讲解ARM处理器的内部结构、工作原理,学习ARM处理器的编程模型及指令集。
相关教材章节:第二章 ARM处理器架构与编程模型3. ARM汇编语言编程:学习ARM汇编语言的语法规则,掌握汇编程序的编写、编译与调试方法。
相关教材章节:第三章 ARM汇编语言编程4. ARM嵌入式系统开发环境:介绍嵌入式系统开发工具,如Keil、IAR等,学习集成开发环境的使用方法。
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基于ARM的温度采集系统1.1设计目的1、注重培养综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力,培养创新意识和创新能力,并获得科学研究的基础训练。
2、了解所选择的ARM芯片各个引脚功能,工作方式,计数/定时,I/O口,中断等的相关原理,并巩固学习嵌入式的相关内容知识。
3、通过软硬件设计实现利用ARM芯片对周围环境温度信号的采集及显示。
1.2设计意义嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,且软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
它一般由以下几部分组成:嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统。
嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。
因此嵌入式系统是与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪,满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。
所以,如果能建立相对通用的软硬件基础,然后在其上开发出适应各种需要的系统,是一个比较好的发展模式。
目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核,需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减,但是由于微内核的存在,使得这种扩展能够非常顺利的进行。
数据采集(DAQ),是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。
数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量,如温度、水位、风速、压力等,可以是模拟量,也可以是数字量。
采集一般是采样方式,即隔一定时间(称采样周期)对同一点数据重复采集。
采集的数据大多是瞬时值,也可是某段时间内的一个特征值。
准确的数据量测是数据采集的基础。
数据量测方法有接触式和非接触式,检测元件多种多样。
不论哪种方法和元件,均以不影响被测对象状态和测量环境为前提,以保证数据的正确性。
传统的温度采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端,已经不能完全适应现代化工业的高速发展。
随着嵌入式技术的迅猛发展,设计高速度、高效率、低成本、高可靠性、操作方便的温度采集系统成为当务之急。
基于ARM的温度采集系统就成为了解决传统温度采集系统各种弊端的优先选择方案。
二、设计方案2.1设计要求1、查阅相关文献资料,熟悉所选ARM芯片及温度传感器2、总体设计方案规划3、系统硬件设计,熟悉AD转换原理及过程,温度传感器与ARM芯片的硬件接口实现及温度显示。
4、系统软件设计,包括温度的AD转换及显示的软件实现,用C语言编程5、设计心得体会及总结2.2方案论证有许多客观需求促进了ARM处理器的设计改进。
首先,便携式的嵌入式系统往往需要电池供电。
为降低功耗,ARM处理器已被特殊设计成较小的核,从而延长了电池的使用时间。
高的代码密度是嵌入式系统的又一个重要需求。
由于成本问题和物理尺寸的限制,嵌入式系统的存储器是很有限的。
所以,高的代码密度对于那些只限于在板存储器的应用是非常有帮助的。
另外,嵌入式系统通常都是价格敏感的,因此一般都使用速度不高、成本较低的存储器。
ARM 内核不是一个纯粹的RISC体系结构,这是为了使它能够更好的适应其主要应用领域--嵌入式系统。
在某种意义上,甚至可以认为ARM 内核的成功,正是因为它没有在RISC的概念上沉入太深。
现在系统的关键并不在于单纯的处理器速度,而在于有效的系统性能和功耗。
在本系统的设计过程中,根据嵌入式系统的基本设计思想,系统采用了模块化的设计方法,并且根据系统的功能要求和技术指标,系统遵循自上而下、由大到小、由粗到细的设计思想,按照系统的功能层次,在设计中把硬件和软件分成若干功能模块分别设计和调试,然后全部连接起来统调。
三、硬件设计3.1设计思路本设计的基于ARM 的嵌入式数据采集和显示装置的原理框图如图3-1 所示。
由图可见,本系统采用“电源部分+ARM 核心控制模块+温度采集模块”实现所需功能。
并考虑到系统的可扩展性和延伸性,本系统采用主从CPU 协同工作,实现了数据的实时采集、传输与显示,具有处理速度快、精度高、人机交互界面友好、稳定性高、扩展性好等优点。
本设计的基于ARM 的嵌入式数据采集和显示装置的原理框图如图3-1 所示。
由图可见,本系统采用“电源部分+ARM 核心控制模块+温度采集模块”实现所需功能。
电源部分图3-1 系统原理框图多路温度传感器 协控制器RS-232 ARM 处理器 LCD 显示器Flash ROM 存储器 SD RAM 存储器 键 盘电源电路ARM 核心控制模块 温度采集模块3.2系统电路设计3.2.1 电源电路设计本系统的电源电路由两部分组成:系统总电源电路和RAM核心模块电源电路。
如图3-2:+12V恒定直流电源经电容滤波,分别进入7809和7805稳压,得到+9V 和+5V的稳定电压输出后分别供给ARM核心控制模块和其余电路部分使用。
图中IN4148是为了防止输出端并接高于本稳压模块的输出电压而烧坏7809和7805而特别设计,达到了可靠性电源设计目的。
另外,由于系统正常工作电流较大,因此使用时均应在7809和7805上加散热片散热。
由图可见,系统采用双电源供电,提供了系统正常工作所需的电源电压。
另外,由于考虑到便携目的,本系统采用+12V铅蓄电池提供系统所需的恒定直流电源。
图3-2 系统电源电路原理图如图3-2:I/O 口提供了相应的稳定直流电源。
其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。
由于S3C44B0x采用2.5V作为ARM 内核电源,使用3.3V作为I/O 口电压,故ARM核心控制模块电源需要另外单独设计,其电源电路如图3-2所示。
由系统总电源电路提供的+9V稳压电源作为输入,分别经AS1117-5.0、AS1117-3.3、 AS1117-2.5稳压后,输出5.0V、3.3V和2.5V 恒定电源,为RAM 内核和I/O口提供了相应的稳定直流电源。
其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。
3.2.2温度采集电路设计温度采集模块电路采用AT89S52单片机作为模块的协控制器。
对于温度传感器的选用DS18B20,因为DS18B20是Dallas公司最新单总线数字温度传感器,该传感器集温度变换、A/D转换于同一芯片,输出直接为数字信号,大大提高了电路的效率。
由于现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性,且提高了CPU的效率。
AT89S52单片机的P0 口与8路温度传感器相连,用于采集温度数据;另外,模块提供RS-232串行口与RAM核心控制模块通信,达到数据传输的目的。
温度采集模块电路原理图如图3-3。
图3-3 温度采集电路原理图四、软件设计4.1设计思路本系统软件设计是在CodeWarrior for ADS 开发环境下完成的。
本温度数据采集与显示装置的主体由S3C44B0x 核心控制模块和温度数据采集模块构成,所以系统软件也是围绕这两个模块来编写的。
而又由于系统采用了S3C44Box 和AT89S52两个CPU 协同工作,所以软件的编写需要对这两个CPU 分别编写,以实现所要求的功能。
程序流程图如图4-1。
图4-1程序流程图开始ARM 初始化硬件装置初始化通信初始化LED 显示初始化键盘初始化扫描键盘有键按下处理数值相应显示数据获取 数据处理数据显示 YN由该流程图可看出,刚上电时,S3C44B0x要先进行ARM 内部的初始化,以使ARM进入相应的状态和模式;然后初始化硬件装置,以使硬件系统可以正常支持温度数据采集;接着通信初始化,以确定温度采集模块与ARM核心控制模块连接正常,并通过UART复位温度数据采集模块,确保其进入正常温度数据采集状态;然后初始化LCD显示和键盘,在LCD上显示相应的菜单列表,供用户通过键盘选择操作;至此,系统初始化完成,并进入正常主程序循环状态。
在正常主程序循环状态中,首先扫描键盘,以快速的响应用户的按键操作;若没有键值按下,则ARM立即进行数据的采集、处理与显示,以实现实时数据采集与显示等功能。
其主程序包括温度采集程序、ARM获取温度子程序、温度处理和转换子程序。
当ARM 处理器接收到正确的温度数据后,立即进行相应的温度数据处理与转换,变成可被LCD直接显示的正确温度值。
4.2程序清单温度处理与转换子程序如下://存放读取到的当前温度值,未转换Static U16 a-temp-now[8]={8*0}//存放经精度计算后的实际温度值,高8位整数部分,低8位小数部分static U16 b-temp-now[8]={8*0};//存放8路转换后温度值,分别为百位,十位,个位,小数位static U8 temp-convent-all[32]={32*0};//-------------------------------//温度处理与转换子程序//----------------------------------void temp-change(void){U8 negtive=0x00; //存放数的符号,若为正=0;若为负,=0xff U8 j=0;U8 *pt=temp-convent-all;U16 *p1=a-temp-now;U16 *p3=b-temp-now;U16 temp=0;for(j=0;j<8;j++){negative =0x00;temp=*p1;//若温度为负值,进行相应处理if((temp&0xf80) !=0){temp=(~temp)+1;//转为正的原码negative=0xff; // 同时置符号为0xff}//根据精度消除无关数据switch(a-temp-prec){case 0x1f: //精度为9位,则清除最低3位无效位 {temp=temp&0xfff8;break;}case 0x3f: //精度为10位,则清除最低2位无效位 {temp=temp&0xfffc;break;}case 0x5f: //精度为11位,则清除最低1位无效位 {temp=temp&0xfffe;break;}case 0x7f: //精度为12位{break;}}//换算成实际温度,并扩大10倍,去掉小数部分temp=(U16)((float)(temp)*0.625);//折算放入b-temp-now 数组中//高8位放整数部分,低8位放小数部分,最高位放符号位if(negtive== 0xff) //若为负值{*p3=((temp/10)<<8)|(temp%10)|0x8000;}else{*p3=((temp/10)<<8)|(temp%10)&0x7fff;}if(negative==0xff) //若为负值{(*pt++)=0x80;}else{(*pt++)=temp/1000%10+0x30;}(*pt++)=temp/100%10+0x30;(*pt++)=temp/10%10+0x30;(*pt++)=temp%10+0x30;p1++;p3++;}//转换完成后清除读回的原始温度p1=a-temp-now;for(j=8;j>0;j--){*p1++=0x0;}}五、心得体会在这次ARM嵌入式系统课程设计中,我们小组的设计课题是《基于ARM的温度采集系统设计》。