ARM温湿度传感器课程设计.docx

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1、目录1第一章概述21.1 设计题目21.2 设计目的21.3 设计器材21.4 任务分析2其次章设计原理32.1 嵌入式操作系统的概述3设计原理3第三章系统设计53.1 系统需求分析53.2 硬件设计53.3 软件设计6第四章具体设计8主函数8湿度的转化实现代码9屏幕显示设置IO4.5下载运行IO总结10致谢Il第一章概述1.1 设计题目在1.PC2103开发板上实现设定温度以及限制功能。1.2 设计目的1、本次课程设计的主要目的是实现温度的限制功能，熬炼学生的动手实力以及注意课外实践的培育，使得理论与实践相结合：2.r解并驾驭驾驭相关专业课程学问和设计实力：3、初步驾驭软件开发过程的问题分析

2、、系统设计、程序编码、测试等根本方法和技术；4、提高综合运用所学的理论学问和方法独立分析和解决问题的实力：5、加深对专业课的理解，强化学生的逻辑思维实力和动手实力，稳固良好的编程习惯，驾驭工程软件设计的根本方法，为将来工作的学习打下坚实根底.设计器材本课程设计须要的硬件要求和软件配置具体要求如下：硬件要求：一台PC机、1.PC2103开发板一块；软件配置：KEI1.软件、J-FlashARM.串口助手;1.4任务分析有很多客观需求促进rARM处理器的设计改良。首先，便携式的嵌入式系统往往须要电池供电，为降低功耗，ARM处理器已经被特别设计成较小的核，从而延长了电池的运用时间。高的代码密度是战入

3、式系统的又一个重要需求。由于本钱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特别有帮助的.另外，嵌入式系统通常都是价格极感的，因此，一般都运用速度不富，本钱较低的存储器。ARM内核不是一个纯粹的RISC体系架构，这是为了使他能鲂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内核的胜利，正是因为它没仃在RlSC的概念上沉入太深.本系统的设计过程中，依据嵌入式系统的根本设计思想，系统采纳了模块化的设计方法,并且依据系统的功能要求和技术指标，系统遵循自上而卜.，由大到小，由粗到细的设计思想,依据系统的功能U次，在设计中把

4、硬件和软件分为假设干功能模块设计和调试，然后全部连接起来统调。其次章设计原理2.1嵌入式操作系统的概述嵌入式系统是集成电路开展过程中的个标记性成果,它把计算机干脆战入到应用系统中，融合r计兑机软/硬件技术、通信技术和微电子技术，是一种微电子产业和信息技术产业的最终产品。微电子产业是很多国家优先开展的产业。以超深亚微米工艺和IP核复用技术为支掾的系统芯片技术是国际超大规模集成电路开展的趋势和21世纪集成技术的主流。嵌入式操作系统的特性随着计兑机技术和产品向其它行业的广泛渗透，由于嵌入式系统具有小巧、高度自动化、响应速度快的特点，因而特别适应信息家电和现代限制设备的须要，嵌入式技术成为了一个探讨热

5、点。嵌入式系统，是将计算机干脆嵌入至系统中，是信息IT的最终产品。它依据应用的耍求，将操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统中，实现软件与硬件一体化。嵌入式操作系统的分类嵌入式操作系统是随着嵌入式系统的开展出现的。从应用范围角度大致可以分为可分为专用型（如Ucos,WindowsCE.VXWOrkS、嵌入式1.inux等）和通用型（如PalmOS、Symbian）的嵌入式操作系统等。从实时性的角度大致可以分为实时嵌入式操作系统和一般嵌入式操作系统。嵌入式操作系统的特点嵌入式操作系统是对通用操作系统的继承和开展,具仃操作系统的根本功能，包括指令执行、任务调度、存储器管理、设备管理和中断处理等.但

6、是，由于嵌入式系统的硬件环境和程序运行需求有很大限制，所以嵌入式操作系统又有如下并不同于一般操作系统的特点。（1）资源限制。嵌入式操作系统一殷只有64MB内存，而且非易失性F1.ASH通常也就32MB,因此,操作系统运行时，就不能像在PC上那样运用资源了。（2）平安性限制。在战入式领域，系统在运行之后一般都不能在短时期内停机或者重启，因此死机、蓝屏是肯定不允许的。（3）可移植性。本次课程设计采纳SHTlO传感涔温湿度监测系统，通过SHTIO枪测室内温度，假如检测到的温度超过设定值时，由1.PC21O3输出限制信号启动相应的中断报警功能。温湿度传感版模块默认运用处理器的IIC总线,须要连接开发板

7、的Pl端口IlC总线须要接上拉电阻。IlC总线IIC总线是一种二进制总线，它通过SDA（串行数据线）及SC1.（串行时钟线）连接到总线上的器件，并依据地址识别每个潜件。支持IIC的设备有微限制器ADC,DAC,存储瑞，ICD限制器，1.ED驱动器以及实时时钟等，通过软件寻址实现片选，削减器件片选线的连接。数字温湿度传感器SHT10SHTlO系列单芯片传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器.它应用于专利的工业COMS过程微加工技术(CMOSCnS),确保产品具有极高的牢靠性与卓越的长期稳定性。传感器包含一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的AD转换器以及串行

8、接口电路在同芯片上实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越，超快响应，抗干扰实力强，性价比极高等优点。SHTlO的供电电压为。传感器上电后，要等待IlmS以越过休眠状态，在此期间无需发送任何指令。电源引脚(VDD.GND)之间可以增加一个100NF的电容，用以去耦避波。串行接口(两线双向)，SHTlo的串行接口，在传感器信号的读取以及电源损耗方面，都做了优化处理，但与IlC接口不兼容串行时钟输入(SCK),SCK用于微处理器与SHTlo之间的通讯同步，由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率.串行数据(SDA)DATA三态门用于数据的读取，DATA在SeK时钟卜降沿之后变更状态，并仅

9、在SCK时钟上升沿为效。数据传输期间，在SCK时钟高电平常，DATA必需保持稳定。为防止信号冲突，微处理器应驱动DATA在低电平.须要一个外部上拉电阻将信号提升至高电平.上拉电阻通常包含在微处理器的IO电路中。第三章系统设计3.1系统需求分析课程设计内容基于1.PC2103开发板，完成设定温度限制功能。课程设计要求(1)熟识ARM开发板工作及开发环境：(2)熟识ARM处理器的定时器限制及工作原理；(3)采纳温度传感器测试海度用继电器限制加热器，实现设定温度的限制：(4)在1.CD醉幕显示当前的温度和设置温度.(5)限制温度可以设置。3.2 硬件设计ARM处理器ARM(AdvancedRISCM

10、aChinCSJ,既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对微处理港的通称，还可以认为是一种技术的名字。ARM处理器是一个32位元精筒指令集(RlSC)处理器架构.其广泛地运用在很多嵌入式系统设计。(1) ARM处理器系列ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARMIOE系列、SecurCorc系列Intd的XscalcIntelStrongARMARMIl系列，其中,ARM7、ARM9、ARM9E和ARMlO为4个通用处理器系列，每个系列供应套相对独特的性能来满意不同应用领域的需求。(2) ARM处理器特点1.体积小、低功耗、低本钱、高性能:2、支持ThUmb(16位)/ARM(32位

11、)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件;3、大量运用存放器，指令执行速度更快：4、大多数数据操作都在存放器中完成：5,寻址方式敏然简洁，执行效率高；6、指令长度固定。(3)指令构造ARM微处理器的在较新的体系构造中支持两种指令集：ARM指令集和ThUmb指令集。其中，ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能了集，但与等价的ARM代码相比拟,可节约30%40%以上的存储空间，同时具备32位代码的全部优点.3.3 软件设计3.KEIl软件开发环境的运用建立一个新的工程，单击Projccl菜单，在弹出的下拉菜单中选中NCWProjCCl选项，然后选

12、择保存路径，输入工程的文件名字，然后单击保存，依据处理涔的型号选择NXP(foundedbyPhilips)的1.PC2103处理罂，接下来就是软件的具体设计环节了。3.3.2SHTIO的相关吩咐定义、#dCflnCTenltest#lcfineHUM.TEST#defineREG_READ/kletlneREG_WRITE#dCfinCFUNCT1ON_SET0x03温度检测吩咐OxO5湿度检测吩咐OXo7读存放器OXo(W写存放器OXOI设置SHTIl的工作精度为8位/湿度12位温度#defineSC1.147#defincSDA12.47V百位6为1时说明VDD2.47V即电量缺乏位O说明当前的测量辨别率，当位O为1时说明测量精度：8位/湿度12位温度，当位。为。时说明测用精度：12位湿度14位温度默认为0。12. unsignedintSHTl1.MCaSUre(UnSignCdcharconmand