图6 DS18B20与接口原理图
在平台中需要NAND FALSH、SD卡、以太网等复杂接口的支持,S5PC100具备强大的片内接口,平台需要的外设 接口通过S5PC100搭载简单的外部电路即可实现,提高了系 统设计的集成度,因此S5PC100非常适用于本系统。
1.2.2 温度传感器
平台采用美国DALL A S公司生产的DS18B20可组网数 字温度传感器。其耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形 式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
DS18B20具有一线通信接口,只需要单根口线即可实现微控 制器通信互联,极大地简化了外部温度传感器通信线路。 DS18B20具有宽泛的工作电压和温度测量范围,750毫秒内 完成温度测量,可在-10℃至+85℃范围达到±0.5℃的测量精 度。DS18B20在出厂时内部集成了唯一的序号, 可用于实现 DS18B20通过一总线进行组网。DS18B20简化的通信接口以 及便捷的组网方式可降低产品的设计成本,提高系统的灵活 性。目前,DS18B20已经被用于各种环控,设备温度监控测 量,以及各种温度测量系统中。
1.3 平台的硬件电路总体构成
平台硬件组成如图1所示。其中核心模块为S5PC100, DD2 SDRAM、NAND FLASH、TFT LCD、SD卡、RS232接 口均可通过S5PC100内部外设接口直接扩展,以太网接口通 过S5PC100的外部静态总线接口连接。
1.4 平台主要软件方案的选定
在简单系统中 , 一般采用前 、 后台编程方式设计软件,但在复杂的系统中,前后台方式的软件设计方法无法满 足系统的要求,需要网络协议栈支持、文件系统支持、多进 程支持后,前、后台软件由于其超循环编程方法的限制很 难实现系统的功能要求,因此复杂的嵌入式系统往往加入 了嵌入式操作系统的支持。 目前,常用嵌入式操作系统有 VxWorks、WinCE、Linux等。这里我选用的是Linux,它是开 放源代码的类UNIX操作系统。目前经过长期的发展Linux已 成为世界领先的操作系统,可以运行在服务器、大型机和超 级计算机, 由于Linux的可剪裁性和可移植性,目前也广泛 应用在嵌入式设备上,如消费电子产品、交换设备、工业控 制等。
Linux具备良好的多进程与多线程支持,并且支持多种 网络协议、具备丰富的文件系统,并且其开源代码的特性受 到广大的开发者支持。
在本系统中采用L inu x操作系统能够充分利用嵌入式 Linux中成熟的网络协议簇以及模块化的剪裁方法,降低系 统软件的开发难度,提高了系统设计的灵活性。
1.5 系统软件架构
平台设计的软件采用分层以及模块化的方式进行设计。由于采用嵌入式Linux操作系统作为解决方案。因此, 将软件划分为应用层、系统层、驱动层;系统层软件需要完 成Linux在操作系统上的移植和各个模块的驱动;应用层软 件需要完成温度采集模块、显示模块以及网络通信模块的软 件设计。软件层次示意图如图2所示。
2 系统各主要接口硬件电路设计
图7 PWM接口蜂鸣器电路连接图