基于arm的热敏电阻温度计的设计

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1、基于ARM的热敏电阻温度计的设计1引言随着半导体技术的不断发展，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。他具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点。传统的热敏电阻温度计硬件上大多采用普通单片机(MCS-51系列)+A/D转换器以及LED显示模块构成，分立元件多、功耗大、设计复杂且难以调试；软件上也多采用冗长繁琐的汇编语言来实现，设计效率低、可移植性差、性能难以保证。目前，嵌入式系统的应用已经进入到一个高、低端并行发展的阶段，其标志就是32位微控制器的发展。ARM(AdvancedRISCMachines)是嵌入式系统应用比

2、较广泛的一种32位微处理器核，具有体积小、功耗低、集成度高、硬件调试方便和可移植操作系统等优点。为智能仪器向轻便化、智能化、微机一体化等方向发展提供了必要条件。由于电子技术的飞速发展，电子元器件的性价比不断得到提高。本文采用32位的ARM7TDMI-S微处理器核MC14489进行温度的实时显示。2热敏电阻温度的转换原理热敏电阻是温度传感器的一种，他由仿陶瓷半导体组成。热敏电阻(NTC)不同于普通的电阻，他具有负的电阻温度特性，即当温度升高时，其电阻值减小。图1为热敏电阻的特性曲线。热敏电阻的阻值～温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，因此在使用时要

3、进行线性化处理。线性化处理虽然能够改善热敏电阻的特性曲线，但是比较复杂。为此，在要求不高的一般应用中，常做出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定，以简化计算。使用热敏电阻是为了感知温度，给热敏电阻通以恒定的电流，电阻两端就可测到一个电压，然后通过公式下面的公式可求得温度：T为被测温度；T0为与热敏电阻特性有关的温度参数；K为与热敏电阻特性有关的系数；VT为热敏电阻两端的电压。 根据这一公式，如果能测得热敏电阻两端的电压，再知道参数T0和K，则可以计算出热敏电阻的环境温度，也就是被测的温度，这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压随温度变化的关系

4、了。数字式电阻温度计设计的主要工作，就是把热敏电阻两端电压值经过A/D转换成数字量送到单片机中，然后通过软件方法计算出温度值，再进行显示、打印等处理。3硬件电路设计在电子技术迅猛发展的今天，一些功能强大的元器件价格不断下降，使其性价比不断得到提高，应用领域越来越广泛。本文就是采用32位的ARM微处理器核LPC2142代替传统的805l单片机为控制核心，进行A/D转换和温度实时显示。图2为整个系统的结构原理图。 热敏电阻NTC串联上一个普通电阻R，再接+5V电源，取RT两端电压，并送入微控制器LPC2142的AINl(P0．28引脚)通道进行A/D转换

5、。转换启动方式以及转换通道的选择可通过设置ADC控制寄存器ADC0DR来实现。转换的结果通过一个同步、全双工串行SPI接口输出到LED显示驱动器MCl4489进行温度的实时显示。3．1ARM微控制器LPC2142简介ARM7TDMI-S核是通用的32位微处理器核，采用冯．诺依曼结构，具有高性能和低功耗特性。ARM结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理设计的，指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多。．ARM7TDMI-S处理器使用流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可以连续工作。这样，使用一个小的、廉价的处理器核就可以非常容易地实现很

6、高的吞吐量和实时的中断响应。ARM7TDMI-SCPU的微控制器，内嵌有64kB的高速FLASH存储器和16kB的片内SRAM。128位宽度的存储器接口和独特的加速器接口使32位代码能够在最高时钟频率下运行，对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30％，而其性能的损失却很小。LPC2142内部带有一个10位逐次逼近式A/D转换器，其主要特性为：(1)6个引脚复用为输入脚；(2)掉电模式；(3)测量范围OV～Vref通常为3V，不超过VDDA电压)；(4)每个转换器包含一个可编程分频器，可将时钟调整至逐次逼近转换所需的4

7、．5MHz(最大)。这样，10位转换时间大于或等于4．55μs；(5)一个或多个输入的突发转换模式；(6)可选择由直接启动、输入跳变或定时器匹配信号触发转换；LPC2142内部还拥有一个硬件SPI(SerialPeripheralInterface)接口。他是一个同步、全双工串行接口，最大数据位速率为时钟速率的1/8，可配置为主机或者从机。3．2LED显示驱动管理芯片MC14489MCl4489是美国MOTOROLA公司生产的串行接口LED显示驱动管理芯片。其输入端与系统主CPU之间只有3条I/0口线相联，用来接收待显示的串行数据。输出端既可以直接驱

8、动七段LED显示器，也可以驱动指示灯。MCl4489内部集成了数据接收/译码/扫描输出/驱动显示所需的全部电