基于ARM7和LM35的溫度采集系統設計

摘要：為了提高測量溫度的實時性及準確性，采用了基于ARM7的溫度測試系統，該系統包括傳感器LM35的測溫部分、S3C44BOX內置的A／D轉換部分等，并用Protel設計此系統的電路，完成軟件設計，對實驗結果進行了分析比較。結果表明，此系統具有較強的實用性及拓展性。
關鍵詞：ARM；嵌入式系統；LM35；溫度采集

0 引言
目前廣泛應用的溫度采集設備，其溫控系統的內部芯片普遍采用單片機，其缺點是采集終端硬件功能簡單、芯片性能低、軟件設計復雜、任務調度麻煩、系統升級困難等。隨著當今社會科技的發展，人們對溫度采集系統也有了越來越高的要求，具體體現在系統的實時性、精度、軟件設計、升級等方面。由于嵌入式操作系統的發展，本文設計了一種基于ARM7的溫度采系統，其具有采集精度高，軟件設計簡單，軟硬件功能修改方便、升級便利等優點，有效地解決了過去采用單片機作為內部芯片中的問題。該系統可用于溫室、倉庫等需要實時監控溫度的場所，為人們的生活生產提供了便利的可靠的解決方案。

1 系統硬件結構
1．1 系統總體設計
該設計采用了Samsung公司所生產的S3C44B0X硬件平臺，配置嵌入式μCLinux操作系統。通過LM35溫度傳感器把溫度物理量轉換成模擬物理量的電流信號，同時放大信號，然后采用運算放大器把輸入的電流信號轉換成電壓信號，經濾波器濾波送給A／D轉換器進行A／D轉換(采用S3CB4480本身集成的8路10位A／D轉換器)，轉換結果處理后在LED(發光二極管)上顯示。設計要求精確到0．1 ℃，反應時間應在1 s以內，總體設計如圖1所示。

1．2 溫度傳感器LM35
該系統說采用的溫度傳感器是用National Semiconductor所生產的LM35，其輸出電壓與攝氏溫標呈線性關系，轉換公式如式(1)。0℃時輸出為0 V，每升高1 ℃，輸出電壓增加10 mV。LM35有多種不同封裝型式。在常溫下，LM35不需要額外的校準處理即可達到±1／4℃的準確率。其電源供應模式有單電源與正負雙電源2種，其接腳如圖2，圖3所示，正負雙電源的供電模式可提供負溫度的量測，單電源模式在25 ℃下靜止電流約50μA，工作電壓較寬，可在4～20 V的供電電壓范圍內正常工作非常省電。可以提供±1／4℃的室溫常用精度。
Vout_LM35(T)=10×T (1)

接下來實際對LM35進行測試，測試使用單電源模式，并且將輸出已非反相放大器放大10倍，以10 Hz的頻率記錄放大后的電壓值，得到如圖4的溫度時間圖。