基于ARM9與AD590的溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計

王 超

（麗水學(xué)院 工學(xué)院，麗水 323000）

0 引言

溫度檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，目前市場的智能溫度檢測系統(tǒng)多以51單片機為核心，進(jìn)行一些較為常規(guī)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(tǒng)，則需要高精度和高速度的處理器。本文設(shè)計的基于ARM9與AD590的溫度檢測系統(tǒng)，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(yīng)用前景廣泛。

1 硬件設(shè)計

1.1 系統(tǒng)組成

溫度檢測系統(tǒng)組成如圖1所示。具有實時溫度檢測、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示等功能。

圖1 溫度檢測系統(tǒng)組成框圖

1.2 控制模塊

本系統(tǒng)的處理器采用ARM9系列芯片S3C2410，由ARM920T內(nèi)核及片內(nèi)外設(shè)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(shù)據(jù)MMU和16KB數(shù)據(jù)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(kuò)展總線可達(dá)100MHz工作頻率。

1.3 數(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(gòu)成的差動減法電路，使AD590輸出的電流信號經(jīng)10K電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號作為同相輸入，利用穩(wěn)壓管及可調(diào)電阻輸出2.73V基準(zhǔn)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(guān)系，經(jīng)轉(zhuǎn)換后可直接輸入AD轉(zhuǎn)換芯片。

2 軟件的設(shè)計

2.1 應(yīng)用程序主程序流程

主程序流程圖如圖2所示：

圖2 應(yīng)用程序主程序流程圖

系統(tǒng)初始化之后，首先查詢按鍵狀態(tài)，當(dāng)表示操作開始的“綠色”鍵按下時將start位置1，當(dāng)表示操作停止的“紅色”鍵按下時將start位置0。當(dāng)start位等于0時則返回繼續(xù)查詢按鍵狀態(tài)；當(dāng)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(jìn)行信號轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)存入FLAH。當(dāng)m個通道全部檢測采集存入后，再從FLAH中將數(shù)據(jù)取出用串口發(fā)送至上位機。

圖3 主界面

2.2 上位機的軟件設(shè)計

上位機負(fù)責(zé)向用戶提供數(shù)據(jù)查詢的界面，根據(jù)下位機傳輸上來的數(shù)據(jù)顯示實時或歷史溫度數(shù)值遺跡一段時間的動態(tài)曲線。歷史數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)庫調(diào)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(tǒng)的主界面主要分為三大模塊：菜單欄、溫度數(shù)據(jù)顯示欄和動態(tài)曲線欄。

圖4中顯示的溫度數(shù)據(jù)為本系統(tǒng)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(shù)據(jù)。A通道A1點顯示為轉(zhuǎn)子（風(fēng)扇側(cè)表面）的溫度值，B通道B1點顯示為定子鐵芯槽部（軸伸側(cè)）的溫度值，C通道C1點顯示為殼內(nèi)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(zhuǎn)子（風(fēng)扇側(cè)表面）上測得的溫升曲線，顯示時間范圍設(shè)置為 0 ～ 250（min）。其中 0 ～ 112（min）電機負(fù)荷率為 100%，112 ～ 152（min）負(fù)荷率為 90%，152 ～ 180（min）負(fù)荷率為 80%，180～220（min）負(fù)荷率為100%，220min之后停機。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計的溫度檢測系統(tǒng)具有如下功能：

（1）溫度的實時檢測：可在現(xiàn)場進(jìn)行實時溫度數(shù)據(jù)采集，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過串口把數(shù)據(jù)傳給上位機顯示數(shù)字（溫度數(shù)值）和圖形（溫度波形）。

（2）數(shù)據(jù)庫：可存儲溫度數(shù)據(jù)，可提供歷史數(shù)據(jù)及曲線的查詢。

（3）存儲參數(shù)：可隨時對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和存儲。

（5）整體性能：系統(tǒng)具有很高的實時性、準(zhǔn)確性、可靠性、性價比。

該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于業(yè)生產(chǎn)及設(shè)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(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)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(yīng)用 [J].大學(xué)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(zhuǎn)換方案研究 [J].光網(wǎng)絡(luò)，2011，（06）.