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数字温度传感器DS1621在Linux下的IIC接口驱动设计
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2020-10-23
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本文以ARM920T内核的S3C2440为MCU与数字温度传感器模块DS1621搭建成多点数字测温电路。MCU通过IIC总线与DS1621进行通信,通过编写linux2.4版本下的IIC驱动程序,完成了S3C2440与带有IIC接口的外围芯片的通信,并实现了DS1621的配置和测温工作,正常工作中DS1621的典型温度转化时间为1 s,数据精度为0.5℃,典型的工作电压和电流值仅为3 V、10μA,具备较高的精度,且自身工作功耗小。通过增加DS1621的使用片数,还可扩展为一个低电压、低功耗的多点数字测温系统,可以广泛地应用在各种嵌入式系统中。驱动程序可使用于其他具有IlC接口的外围芯片的工作,也可将驱动应用于其他具有IIC接口的外围设备通信。
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数字温度传感器数字温度传感器DS1621在在Linux下的下的IIC接口驱动设计接口驱动设计
本文以ARM920T内核的S3C2440为MCU与数字温度传感器模块DS1621搭建成多点数字测温电路。MCU通过
IIC总线与DS1621进行通信,通过编写linux2.4版本下的IIC驱动程序,完成了S3C2440与带有IIC接口的外围芯
片的通信,并实现了DS1621的配置和测温工作,正常工作中DS1621的典型温度转化时间为1 s,数据精度为
0.5℃,典型的工作电压和电流值仅为3 V、10μA,具备较高的精度,且自身工作功耗小。通过增加DS1621的
使用片数,还可扩展为一个低电压、低功耗的多点数字测温系统,可以广泛地应用在各种嵌入式系统中。驱动
程序可使用于其他具有IlC接口的外围芯片的工作,也可将驱动应用于其他具有IIC接口的外围设备通信。
1 IIC总线协议以及选用芯片功能总线协议以及选用芯片功能
1..1 IIC总线的特点以及工作协议总线的特点以及工作协议
IIC串行总线由两根信号线组成:一根双向传输的数据线SDA;另一根是时钟线SCL。IIC总线通过简单的结构即能实现半双
工的同步数据传输。
IIC总线采用一主多从的运行机制,在同一时间只能有一台设备作为主设备,总线的运行由主设备控制,主设备控制数据的
传送起始信号、发出时钟信号、从机地址信号、数据信号,由接收数据方在传送结束时发出应答信号,每个IIC总线上的设备
都有一个唯一的地址,和主设备进行通信。
IIC总线时序如图1所示,在IIC总线使用过程中,传输开始和停止的条件如下:当SCL持续为“1”而SDA从“1”变为“0”时表示将
要开始发送数据;而当SCL持续为“1”而SDA从“0”变为“1”表示停止发送数据。其中SDA线上的数据在时钟线SCL为“1”期间必须
是稳定的,只有当SCL线上的时钟信号为低时数据线上的状态才能改变。
SDA线上的每个字节必须为8位,每次传输的字节数不限制,每发送1个字节都有1个ACK应答位。
1..2 选用选用ARM9芯片功能介绍芯片功能介绍
MCU采用某公司的S3C2440芯片,S3C2440A是某公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器,主要
面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用,且集成了1个IIC总线控制器,能够方便的与带有IIC
1..3 数字温度数字温度
DS1621是DALLAS公司生产的一种功能强大的数字式
DS1621可作为恒温控制器单独使用,也可通过2线接口在ARM的控制下完成温度的测量及计算。可以通过寄存器设置调
整。DS1621无需外围元件即可测量温度,结果以9位数字量(两字节)给出,测量范围为-55~+155℃,精度为0.5℃:典型转
换时间为1 s。
2 电路结构设计电路结构设计
设计采用了S3C2440作为电路中的主设备,控制IIC总线上从器件,由主设备控制IIC总线上的时钟信号以及各种数据信号。
采用2片DS16 21作为IIC总线上的从设备,由于DS1621具备IIC总线接口,可直接与S3C2440的SDA和SCL脚相接,通过对
DS1621的A2、A1、A0脚(5、6、7脚)组合输入不同的片选信号,可以确定其在IIC总线下工作的从机地址。因为IIC从设备一
般都是MOS工艺,所以总线都有上拉电阻。工作时,通过IIC总线将DS1621设置为温度传感器功能和逐次获取数据的工作方
式,电路的原理图设计如图2所示。
3 驱动程序设计驱动程序设计
在Linux下的驱动程序将所有设备看作文件,驱动程序则为应用程序和硬件设备之间提供了操作访问的接口,使应用程序可
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