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基于嵌入式的温度传感器的设计

数据串行收个字节数据功能从串行口接收个字节的数据第位为表示可接收数据串行接收个字节功能接收个字节数据,并存放在数组中方程序,精度。第五章总结展望总结在电子技术应用领域中,单片机的应用愈来愈多地应用到各行各业。要开发单片机的应用,不但要掌握单片机硬件和软件方面的知识,而且还要深入了解各应用系统的专业知识,只有将这两方面的知识融会贯通和有机结合,才能设计出优良的应用系统。学习单片机这门课程,要掌握单片机指令系统中汇编语言各种基本语句的意义及汇编语言程序设计的基本知识和方法,以及单片机与其他设备相连接的输入输出中断等接口技术。使我从硬件软件的结合上理论联系实际,提高动手能力,从而全面掌握单片机的应用。在这次课程设计中,我认识到我有很多不足得地方。首先,以前汇编学的不是很扎实,所以些汇编程序不是很容易理解,看起来更费力。其次,现在普遍的动手能力不足,拿到了题目往往不知道向什么方向去做。后来我通过老师的指导以及同学的讨论下,在克服了重重的困难后,终于基本调试成功了此次课程设计所要求做的温度传感器。通过这次的课程设计,我认识到学好计算机要重视实践操作,对知识的学习,不能浅尝辄止,要深入去学习,去了解,这样才会有所收获。有许多东西,许多事,不是想像中的那么容易,不去实践,永远也不会有提高不仅仅是学习单片机原理,还是其它的课程,以及其它的计算机方面的知识都要重在实践,不能只是学习重视书本上的理论知识,所以日后在学习过程中,我会更加注视实践操作,使自己更好地学好计算机这门课程。展望在温度传感器多个领域的研究中,很多内容没有得到统的结论,这还需要在以后的研究中进步探讨。嵌入式系统中不可避免地受到外界因素的影响,使测量结果与实际有偏差。如何减少干扰是工作中需要解决的问题。温度测量系统要求其输出的温度值有定的精确性,本系统试图找到种精确方法解决这个问题,但仍然显得很是不足。具体表现在输出数值精度不高,般系统可可以精确到,但此系统到不到此要求。另外,系统可靠性也是对本系统的大考验,本系统在此方面还有待提高。还有点就是对模数转换的要求,要求模数转换精确。目前,国内对温度传感器的研究由于技术水平滞后于发达国家和实验设备的限制,其探索的深度和广度还不够,有待于进步研究探索。参考文献王宜怀刘晓升嵌入式技术基础与实践清华大学出版社邵贝贝单片机嵌入式应用在线开发方法清华大学出版社陈长顺嵌入式基础北京航空航天大学出版社周六顺基于编程的微机温度采集系统设计化工设计通讯采集模块使用手册研华科技股份有限公司马文华嵌入式系统设计与开发科学出版社请设置上限报警温度上限报警温度,报警温度没有设置,将不能采集数据,提示方界面第四章系统测试传统的温度测量系统中,般选用模拟式传感器,其特点是输出为模拟量,因此在测量中必须经过转换才能成为计算机处理的数字量。本系统由温度传感器通过转换器及传输到上位机,最终输出模拟温度数值。转换器应是种低噪声高精度模数转换器,适用于低频测量应用的完整模拟前端,可以直接接在传感器上,简化系统设计,降低整体成本应用中需要重点注意内部缓冲器数字滤波器校准模式三个方面的使用,能大幅度提高测量倍数为倍,电路图如图所示信号放大电路图转换模块进行转换的基本问题转换模块,即模数转换模块,是将电压信号转换为对应的数字信号。这个电压量是由压力传感器把压力转换过来,传到处理。采样精度是指数字量变化个最小量时模拟信号的变化量,即通常所说的采样位数。采样速率是指完成次采样所要花费的时间。滤波为了使采样的数据更准确,对采样的数据进行筛选去掉误差较大的毛刺。通常采用中值滤波和均值滤波来提高采样精度。中值滤波是取次采样的中间值,均值滤波是取多次采样的算术平均值。物理量回归把采样值与实际物理量对应起来。转换模块的基本编程方法转换初始化对写入控制字节,决定时钟输入源是内部总线还是外部晶振,决定分频系数等。启动转换对写入控制字节,选取要转换的通道决定转换结束数据获取的方式设置是连续转换还是次转换等。获转换结果若是中断方式,在中断程序中取得,若是查询方式,通过的第位位取得,当时可从中取数。芯片概述引脚为脚封装,引脚图如下图所示。引脚图具有线制串行接口,分别为片选端,串行时钟输入端,串行数据输入端和串行数据输出端。它可以直接与器件进行连接,不需要其他外部逻辑。同时,它还在高达的串行速率下与主机进行通信。除了具有高速的转换速度外,片内还集成了路多路开关。其中路为外部模拟量输入,路为片内自测电压输入。在转换结束后,引脚变为高电平,转换过程中由片内时钟系统提供时钟,无需外部时钟。在转换器空闲期间,可以通过编程方式进入断电模式,此时器件耗电只有。芯片是种位开关电容逐次逼近式模数转换器,带有接口。它消除了以往许多芯片并行输出连线复杂的缺点,并在转换结果串行输出的同时,可以串行输入下次转换位的控制字。的管脚如图所示。它有三个输入控制端片选时钟以及数据输入端,同时还可以通过个串行的三态输出端与主处理器及其外围串行口进行通讯,以输出转换结果。除了高速的转换功能和通用的控制能力外,的片内还具有通道多路器,可以选择个模拟输入通道或个内部自测电压中的个。转换结束时,输出端变高,指示转换完成。二控制字的工作过程如下首先在或时钟周期里向片内控制寄存器写入位的控制字,控制字中的位决定时钟长度,在最后个时钟周期的下降沿启动转换过程,经过段转换时间,在随后的或个时钟周期里,从脚读出数据。控制字的定义见下表控制字的前四位代表个模拟通道的地址当其为时,选择片内检测电压当其为时,为软件选择的断电模式,此时,转换器的工作电流只有。控制字的第位和第位决定输出数据的长度,表示输出数据长度为位表示输出数据长度为位表示输出数据长度为位,可以为或。制字的第位决定输出数据的格式,表示高位在前,表示低位在前。控制字的第位决定转换结果输出的格式。当其为时,为无极性输出无符号二进制数,即模拟电压为,时,转换的结果为模拟电压为时,转换的结果为。其为时,为有极性输出有符号二进制数,即模拟电压高于时符号位为模拟电压低于时符号位为模拟电压为时,转换的结果为模拟电压为时,转换的结果为。模拟电压为时,转换的结果为。三工作时序以为前导,用进行个时钟传送的工作时序如下图所示。上电时使下降,前次转换结果的即位数据输出到供读数。将输入控制字的位即送到,在之后后,使上升,将上的数据移入输入寄存器。下降,转换结果的位输出到供读数。在第个下降时,由前个上升沿移入寄存器的四位通道地址被译码,相应模入通道接通,其模入电压开始时对内部开关电容充电。第个上升时,将脚的输入控制字位移入输入寄存器后,脚即无效。第个下降,上次结果的最低位输出到供读数。至此,数据已全部完成,但为实现位同步,仍用第个脉冲,且在其第个下降时,模入通道断开,下降,本周期设置的转换开始,此时使上升。经过时间,转换完毕,上升。使下降,转换结果的位路转换函数路转换函数中值滤波路转换函数均值滤波转换有关语言子函数文件描述本文件包含了转换的个子函数,分别为获取路转换结果获取中值滤波后的转换结果获取均值滤波后的转换结果,以下为子程序源代码包含头文件转换完成标志位路转换函数功能获取通道的转换结果参数通道号返回该通道的转换结果选取通道号取转换结果,路转换函数中值滤波功能获取通道中值滤波后的转换结果参数通道号返回该通道中值滤波后的转换结果取三次转换结果从三次转换结果中取中值路转换函数均值滤波功能对通道的转换结果求次平均值参数平均次数,通道号返回该通道均值滤波后的转换结果,求次转换的平均值转换测试主程序总头文件主程序禁止总中断芯片初始化模块初始化串行口初始化转换初始化在通道做转换,次中值滤波,串口发送均值滤波结果串行通信子程序串行通信驱动文件包括初始化接收字节发送字节接收字节和发送字串行通信硬件连接的串口与方的串口相连

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