基于ARM7和LM35的温度采集系统设计

摘要：为了提高测量温度的实时性及准确性，采用了基于ARM7的温度测试系统，该系统包括传感器LM35的测温部分、S3C44BOX内置的A／D转换部分等，并用Protel设计此系统的电路，完成软件设计，对实验结果进行了分析比较。结果表明，此系统具有较强的实用性及拓展性。
关键词：ARM；嵌入式系统；LM35；温度采集

0 引言
目前广泛应用的温度采集设备，其温控系统的内部芯片普遍采用单片机，其缺点是采集终端硬件功能简单、芯片性能低、软件设计复杂、任务调度麻烦、系统升级困难等。随着当今社会科技的发展，人们对温度采集系统也有了越来越高的要求，具体体现在系统的实时性、精度、软件设计、升级等方面。由于嵌入式操作系统的发展，本文设计了一种基于ARM7的温度采系统，其具有采集精度高，软件设计简单，软硬件功能修改方便、升级便利等优点，有效地解决了过去采用单片机作为内部芯片中的问题。该系统可用于温室、仓库等需要实时监控温度的场所，为人们的生活生产提供了便利的可靠的解决方案。

1 系统硬件结构
1．1 系统总体设计
该设计采用了Samsung公司所生产的S3C44B0X硬件平台，配置嵌入式μCLinux操作系统。通过LM35温度传感器把温度物理量转换成模拟物理量的电流信号，同时放大信号，然后采用运算放大器把输入的电流信号转换成电压信号，经滤波器滤波送给A／D转换器进行A／D转换(采用S3CB4480本身集成的8路10位A／D转换器)，转换结果处理后在LED(发光二极管)上显示。设计要求精确到0．1 ℃，反应时间应在1 s以内，总体设计如图1所示。

1．2 温度传感器LM35
该系统说采用的温度传感器是用National Semiconductor所生产的LM35，其输出电压与摄氏温标呈线性关系，转换公式如式(1)。0℃时输出为0 V，每升高1 ℃，输出电压增加10 mV。LM35有多种不同封装型式。在常温下，LM35不需要额外的校准处理即可达到±1／4℃的准确率。其电源供应模式有单电源与正负双电源2种，其接脚如图2，图3所示，正负双电源的供电模式可提供负温度的量测，单电源模式在25 ℃下静止电流约50μA，工作电压较宽，可在4～20 V的供电电压范围内正常工作非常省电。可以提供±1／4℃的室温常用精度。
Vout_LM35(T)=10×T (1)

接下来实际对LM35进行测试，测试使用单电源模式，并且将输出已非反相放大器放大10倍，以10 Hz的频率记录放大后的电压值，得到如图4的温度时间图。