CN107607211A - 一种温度检测系统 - Google Patents

Abstract

以嵌入式微处理器S3C2440为主控制器，数字式温度传感器DS18B20为测温元件发明了一种温度检测系统。阐述了系统的软硬件设计与实现流程，介绍了DS18B20在嵌入式Linux操作系统下驱动程序的实现方法。该系统电路简单、运行稳定，操作简便，可扩展性好。

Description

一种温度检测系统

所属技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种温度检测系统。

背景技术

传统的温度检测系统采用单片机控制方式，一般是通过AD590，TMP36等测温传感器采样温度值的模拟信号再经过A/D转换获取其数字量，这种工作方式存在多种缺点，如需要模/数转换电路、线路复杂、成本高、测量点数量少等，而且使用单片机控制的方式可扩展性相对较差。

S3C2440是三星公司推出的一款适用于手持设备和通用嵌入式应用的处理器[3]，具有面向小型终端的16/32位精简指令集的ARM920T内核，采用了高级微控制器（AMBA）的总线架构，CPU主频最高可达533 Hz，内部集成了3个串口、SD卡控制器、LCD控制器、Camera、工业控制总线、PCMCIA、NAND FLASH 控制器等多个外设接口，支持多种操作系统包括WindowsCE、PalmOS、Symbian和Linux等，功耗低，性价比高，特别适合于成本和功耗敏感的应用。DS18B20是DALLAS（达拉斯）公司生产的单总线（1Wire）数字温度传感器，它具有如下特点：（1）体积小，耐磨耐碰，具有多种封装方式；（2）使用单总线数据通信方式，仅需一条总线即可连接微处理器，可挂接多个同类器件；（3）分辨率最高可达12位，精度可达±0.5 ℃；（4）检测温度范围为-55～125 ℃；（5）集成温度检测与数字数据输出于一个芯片内，抗干扰能力强；（6）不需任何外围元件，可直接输出9～12 位数字量。由于DS18B20接线方便、成本低、检测温度范围广，目前在狭小空间设备、高温环境及野外远距离数字测温方面逐步得到了应用。

发明内容

本发明的目的是为了实现温度的便捷测量，设计了一种基于S3C2440的温度检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于S3C2440的温度检测系统由主控芯片S3C2440、电源、温度传感器DS18B20、存储器（只读存储器NAND FLASH及随机读/写存储器SDRAM）、LCD、触摸屏、以太网及JTAG接口等组成。

所述的S3C2440的GPF7引脚作为单总线接口，连接DS18B20的单数据总线DQ。

所述的DQ引脚应加入一个4.7 kΩ的电阻。

所述的系统需要测量多点温度时，可通过GPF7挂载多个DS18B20。

所述的系统读取DS18B20的温度值并将其显示在LCD上，同时该温度值也可通过以太网上传至PC或其他接收终端上。

所述的用户通过触摸屏进行人机交互操作。

所述的JTAG接口主要下载bootloader代码和调试应用程序。

所述的DS18B20 的温度检测与数字数据输出集成在一个芯片上，其工作周期分为温度检测和数据处理两部分。

本发明的有益效果是：

基于S3C2440的温度检测系统电路简单、运行稳定，操作简便，可扩展性好。。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是系统硬件框图。

图2是DS18B20与S3C2440连接图。

具体实施方式

如图1所示，基于S3C2440的温度检测系统主要由主控芯片S3C2440、电源、温度传感器DS18B20、存储器（只读存储器NAND FLASH及随机读/写存储器SDRAM）、LCD、触摸屏、以太网及JTAG接口组成。系统读取DS18B20的温度值并将其显示在LCD上，同时该温度值也可通过以太网上传至PC或其他接收终端上。用户通过触摸屏进行人机交互操作。JTAG接口主要下载bootloader代码和调试应用程序。

如图2所示， S3C2440的GPF7引脚作为单总线接口，连接DS18B20的单数据总线DQ，注意DQ引脚应加入一个4.7 kΩ的电阻。需要测量多点温度时，可通过GPF7挂载多个DS18B20。

DS18B20 的温度检测与数字数据输出集成在一个芯片上，其工作周期分为温度检测和数据处理两部分。它有3种存储器：ROM 只读存储器存放64位ID编码，存储芯片的种类及序列号；RAM数据暂存器用于内部计算和数据存取；E2PROM 可用来存放上下限温度报警值和校验数据。利用C语言对DS18B20进行读/写操作时，应严格按照DS18B20 的读/写时序进行。若只有一个DS18B20器件，读取其当前的温度数据需要执行两次工作周期，第1个周期为复位、跳过ROM指令（命令代码为0xCC）、执行温度转换存储器操作指令（命令代码0x44）、等待500 μs温度转换时间。紧接着执行第二个周期为复位、跳过ROM指令、执行读RAM的存储器操作指令（命令代码0xEE）、读数据（前2个字节为简单温度值）。Linux所有的设备都以文件的形式实现，要访问一个设备，只需要以open，read，write，release 的形式对设备进行操作。这些函数名称与file_operations结构体的成员名称一一对应，将系统调用和驱动程序关联起来。因此，编写Linux设备驱动程序，主要编写设备的子函数，并且填充file_operations 的各个域。本系统嵌入式Linux内核版本为2.6.26，DS18B20引脚连接S3C2440的GPF7引脚，主要函数有：（1） void ds18b20_reset（void）；说明：复位函数，执行复位操作，拉低DQ引脚至少保持480 μs后释放总线，等待DS18B20应答，读取DQ引脚电平，如果是低电平，表示初始化完成。（2） unsigned char read_byte（void）；说明：读入一个字节数据，按DS18B20的读时序依次读取DQ引脚状态8次，将各位的数据合成一个字节。（3） voidds18b20_write（unsigned char data）；说明：写1个字节数据，按DS18B20的写时序，依次向DQ引脚输出0或1。（4） static int ds18b20_read（struct file *filp，char*buffer，size_t count，loff_t *ppos）。

Claims (8)

1.一种温度检测系统，由主控芯片S3C2440、电源、温度传感器DS18B20、存储器（只读存储器NAND FLASH及随机读/写存储器SDRAM）、LCD、触摸屏、以太网及JTAG接口等组成。

2.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征是所述的S3C2440的GPF7引脚作为单总线接口，连接DS18B20的单数据总线DQ。

3.根据权利要求1所述的温度检测系统，其特征是所述的DQ引脚应加入一个4.7 kΩ的电阻。

4.根据权利要求1所述的基于温度检测系统，其特征是所述的系统需要测量多点温度时，可通过GPF7挂载多个DS18B20。

5.根据权利要求1所述的基于温度检测系统，其特征是所述的系统读取DS18B20的温度值并将其显示在LCD上，同时该温度值也可通过以太网上传至PC或其他接收终端上。

6.根据权利要求1所述的基于温度检测系统，其特征是所述的用户通过触摸屏进行人机交互操作。

7.根据权利要求1所述的基于温度检测系统，其特征是所述的JTAG接口主要下载bootloader代码和调试应用程序。

8.根据权利要求1所述的基于温度检测系统，其特征是所述的DS18B20 的温度检测与数字数据输出集成在一个芯片上，其工作周期分为温度检测和数据处理两部分。