基于ARM2410土壤湿度检测

福建工程学院设计内容：基于ARM2410土壤湿度检测院系：计算机科学与信息学院专业：计算机科学与技术类班级：嵌入式1105班组长：林强组员：王策毕占谨指导老师：郭方汤龙梅完成日期：2014-06-23摘要摘要随时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强；随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高，用到时间提示、定时控制的地方变得更加广泛，因此，设计开发数字时钟具有良好的应用前景。由于单片机成本价格低、高性能，在自动控制产品得到了广泛的应用。本次课程通过对传感器驱动的开发,增强对传感器的认识。并以此为载体，掌握开发嵌入式界面应用系统的能力。通过具体实践过程，掌握嵌入式实验开发环境的搭建、传感器原理、传感器接口方式、Linux驱动程序设计、图形界面设计等，掌握分析与解决实际问题的方法与手段，提高设计、编程与调试、自学、创新能力。关键词：ARM2410单片机LM393FC-28湿度检测目录目录第一章设计任务...........................................................................................................................11.1课题任务............................................................................................错误!未定义书签。1.2设计要求...........................................................................................................................11.3设计注意事项....................................................................................................................2第二章总体方案设计与方案论证...............................................................................................32.1总体方案设计....................................................................................................................32.2系统主要构件选择与论证................................................................................................32.2.1单片机控制模块选择与论证.......................................................................................32.2.2湿度检测模块选择与论证...........................................................................................42.3系统组成...........................................................................................................................4第三章硬件设计说明...................................................................................................................43.1LM393使用说明...............................................................................................................43.2传感器工作原理................................................................................................................6第四章系统软件设计...................................................................................................................74.1总体设计说明....................................................................................................................74.2关键代码注释....................................................................................................................84.3.1驱动代码读取部分.......................................................................................................84.3.2QT界面控制部分.........................................................................................................8第五章系统实现与功能调试.....................................................................................................105.1系统功能与操作说明................................................................................................105.2调试记录及调试结果................................................................................................10第六章课题总结.........................................................................................................................10参考文献......................................................................................................................................100第一章、设计任务-1-第一章、设计任务课题任务本次课程设计共分为多组，本组设计任务为湿度传感器。其主要设计任务如下：1）了解传感器原理与其接口方式；2）根据传感器接口方式选择与实验箱的连接；3）编写相应驱动程序；4）编写QT应用界面程序。设计要求1.搭建实验环境，内容包括：(1)安装宿主机方的软件：虚拟机软件Vmwareworkstation、操作系统Fedora或RedHatEnterpriseLinux，以及其他个人所需软件。(2)搭建交叉编译环境，设置环境变量。2.编写、调试AD采集驱动程序和电机驱动程序和测试用例。3.利用QT完成本系统的监控界面设计。4.制作根文件系统，将上述驱动和QT应用程序加入根文件系统中（或将驱动编译进内核），使得采集监控系统可脱离宿主机（即PC机）独立运行。5.3人一组，协作完成。基于51单片机的电子钟设计-2-设计注意事项图1.3外接定义0第二章、总体方案设计与方案论证-3-第二章、总体方案设计与方案论证总体方案设计经分析，将系统分为两个部分，一个是由湿度传感器组成的检测部分，另一个是由单片机控制部分及QT显示界面组成的主控与显示部分。如图2.1所示，由FC-28湿度传感器及LM393芯片组成的湿度检测电路将所检测到的数据发送到ARM2410单片机,单片机对接收到的数据进行处理后通过QT程序运行界面显示，稳压电源将对各部分进行供电。系统主要构件选择与论证单片机控制模块选择与论证采用芯片ARM2410cl，这是韩国三星公司推出的基于ARM920T内核和AMBA（AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture）总线的一款微处理器；使用0.18umCMOS工艺；集成LCD、UART、IIC、SPI、IIS、USB、SD控制器等片内外围接口，支持ROM和NANDFlash引导，适合面向功耗较低、成本敏感、应用环境较好的消费类电子产品。符合此次课程设计的要求。基于51单片机的电子钟设计-4-湿度检测模块选择与论证采用芯片LM393及湿度传感器FC-28组成的检测模块。LM393是双电压比较器集成电路，输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上，不受Vcc端电压值的限制.此输出能作为一个简单的对地SPS开路(当不用负载电阻没被运用)，输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的β值所限制.当达到极限电流(16mA)时，输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升。输出饱和电压被输出晶体管大约60ohm的γSAT限制。当负载电流很小时,输出晶体管的低失调电压(约1.0mV)允许输出箝位在零电平，拥有较好的稳定性和敏感性，与湿度传感器FC-28相结合即可通过改变发送电平实现湿度监控。系统组成本系统由ARM2410单片机主控电路,芯片LM393及湿度传感器FC-28组成的检测模块，QT显示模块3部分组成。第三章、硬件设计说明LM393使用说明如图LM393内部采用双列直插8脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8脚塑料封装（SOP8）0LM393使用说明-5-LM393是高增益,宽频带器件，像大多数比较器一样，如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合，则很容易产生振荡。这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时，输出电压过渡的间隙，电源加旁路滤波并不能解决这个问题，标准PC板的设计对减小输入—输出寄生电容耦合是有助的。减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号，而且增加甚至很小的正反馈量(滞回1.0~10mV)能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡，除非利用滞后，否则直接插入IC(集成电路板integratedcircuit，缩写：IC)并在引脚上加上电阻将引起输入—输出在很短的转换周期内振荡，如果输入信号是脉冲波形，并且上升和下降时间相当快，则滞回将不需要。比较器的所有没有用的引脚必须接地。LM393偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围2.0~30V无关。通常电源不基于51单片机的电子钟设计-6-需要加旁路电容。差分输入电压可以大于Vcc并不损坏器件，保护部分必须能阻止输入电压向负端超过-0.3V。LM393的输出部分是集电极开路，发射极接地的NPN输出晶体管，可以用多集电极输出提供或ORing功能。输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上，不受Vcc端电压值的限制。此输出能作为一个简单的对地