基于ARM9與AD590的溫度檢測系統的設計

王 超

（麗水學院 工學院，麗水 323000）

0 引言

溫度檢測技術在工業生產中獲得了廣泛的應用，目前市場的智能溫度檢測系統多以51單片機為核心，進行一些較為常規的溫度檢測。而若是要求測量精度高、實時性能好的溫度檢測系統，則需要高精度和高速度的處理器。本文設計的基于ARM9與AD590的溫度檢測系統，具有較高的檢測精度、良好的實時性和人性化的操作界面，應用前景廣泛。

1 硬件設計

1.1 系統組成

溫度檢測系統組成如圖1所示。具有實時溫度檢測、數據存儲、數據顯示等功能。

圖1 溫度檢測系統組成框圖

1.2 控制模塊

本系統的處理器采用ARM9系列芯片S3C2410，由ARM920T內核及片內外設組成，其基本配置如下[1]：

支持32位的ARM指令和16位的Thumb指令；獨立的指令MMU和16KB指令Cache；獨立的數據MMU和16KB數據Cache[2]；支持從Nand flash存儲器啟動；具有2個通道的SPI、1個通道的I2C串行總線接口和1個通道的I2S音頻總線接口；擴展總線可達100MHz工作頻率。

1.3 數據采集模塊

本文采用具有良好線性及較高靈敏度的集成溫度傳感器AD590，可以把溫度值轉換為電流值，靈敏度為1μA／K[3]。

由于AD590 的輸出電流為度），所以可采用運放構成的差動減法電路，使AD590輸出的電流信號經10K電阻轉換成電壓信號作為同相輸入，利用穩壓管及可調電阻輸出2.73V基準電壓作為反相輸入，這樣運放輸出的電壓信號就與攝氏溫度成正比。

輸出電壓與攝氏溫度T成線形比例關系，經轉換后可直接輸入AD轉換芯片。

2 軟件的設計

2.1 應用程序主程序流程

主程序流程圖如圖2所示：

圖2 應用程序主程序流程圖

系統初始化之后，首先查詢按鍵狀態，當表示操作開始的“綠色”鍵按下時將start位置1，當表示操作停止的“紅色”鍵按下時將start位置0。當start位等于0時則返回繼續查詢按鍵狀態；當start位等于1時即可巡回檢測m路溫度，采集各溫度傳感器的溫度信號，進行信號轉換和A/D轉換，并將數據存入FLAH。當m個通道全部檢測采集存入后，再從FLAH中將數據取出用串口發送至上位機。

圖3 主界面

2.2 上位機的軟件設計

上位機負責向用戶提供數據查詢的界面，根據下位機傳輸上來的數據顯示實時或歷史溫度數值遺跡一段時間的動態曲線。歷史數據可通過數據庫調用。上位機軟件可采用VB編寫。

2.3 上位機主界面

溫度檢測系統的主界面主要分為三大模塊：菜單欄、溫度數據顯示欄和動態曲線欄。

圖4中顯示的溫度數據為本系統在一臺采用SPWM變頻器（運行在工頻50Hz）的三相4極230V，2.2KW的鼠籠式電動機上測得的開機100min時的溫升數據。A通道A1點顯示為轉子（風扇側表面）的溫度值，B通道B1點顯示為定子鐵芯槽部（軸伸側）的溫度值，C通道C1點顯示為殼內空氣隙（靠近定子繞組）的溫度值，D通道D1點顯示為電動機殼體的溫度值。曲線是在三相電動機轉子（風扇側表面）上測得的溫升曲線，顯示時間范圍設置為 0 ～ 250（min）。其中 0 ～ 112（min）電機負荷率為 100%，112 ～ 152（min）負荷率為 90%，152 ～ 180（min）負荷率為 80%，180～220（min）負荷率為100%，220min之后停機。

3 結束語

本文設計的溫度檢測系統具有如下功能：

（1）溫度的實時檢測：可在現場進行實時溫度數據采集，同時進行數據處理，通過串口把數據傳給上位機顯示數字（溫度數值）和圖形（溫度波形）。

（2）數據庫：可存儲溫度數據，可提供歷史數據及曲線的查詢。

（3）存儲參數：可隨時對系統參數進行設置和存儲。

（5）整體性能：系統具有很高的實時性、準確性、可靠性、性價比。

該系統可廣泛應用于業生產及設備檢測等方面。

[1]M.A.P.Taylor.Exploring the Natureof UrbanTrafic Congestion[J].Proceedings of the Australian Road Research Board，1992，16（5）：83-10.

[2]潘巨龍.ARM9嵌入式系統構建與應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.

[3]游冠軍，胡益華，陸申龍，趙天相.集成溫度傳感器AD590的電路原理及其在測溫和溫控中的應用 [J].大學物理實驗，2000，（03）.

[4]余先倫，羅映祥，鄭旭武，陳猛.PCF壓力傳感器輸出信號光電轉換方案研究 [J].光網絡，2011，（06）.