1、硬件层信号采集
(1)传感器类型:
数字传感器:直接通过I2C、SPI、1-Wire等协议输出数字信号。
(2)硬件连接:
传感器通过电路连接到微控制器的GPIO、ADC引脚或通信接口(I2C/SPI总线)。
2、底层驱动与数据传输
(1)数字传感器处理流程
通信协议驱动:I2C/SPI:微控制器通过总线发送传感器指令(如“读取温度寄存器”),接收返回的数据帧。
1-Wire:需实现时序严格的单总线协议。
(2)数据解析
从传感器数据帧中提取温度值(通常为12~16位二进制,需按数据手册格式解析)。
3、软件层数据获取方式
方式1:裸机程序(无操作系统)
(1)轮询:主循环中定期调用传感器读取函数,数据存储到全局变量供其他模块使用。
(2)中断触发:利用定时器中断定期读取,或由传感器硬件中断通知(如超温预警)。
方式2:RTOS/操作系统环境
(1)任务/线程通信
创建独立传感器读取任务,通过消息队列,信号量,共享内存将数据传递给应用任务。
(2)设备驱动框架
温度传感器注册为hwmon或thermal子系统中的设备。
应用层通过sysfs接口(如/sys/class/hwmon0/temp1_input)或ioctl系统调用读取温度。
方式3:通过中间件/协议
Modbus、MQTT等
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