基于ARM7和LM35的温度采集系统设计.pdf

在现代电子技术领域，温度采集系统的设计对于工业生产和日常生活中温度的准确监控至关重要。本文介绍了一种基于ARM7内核处理器和LM35温度传感器的温度采集系统设计方法，旨在提高温度测量的实时性和准确性。下面详细介绍此系统的关键知识点。 ARM7是一种广泛使用的低功耗、高性能32位RISC处理器内核，由ARM Holdings公司设计。ARM7内核支持实时操作系统的运行，因此非常适合用于嵌入式系统中。嵌入式系统是指嵌入到设备中的专用计算机系统，它对实时性、系统稳定性和资源限制有较高要求。本文中采用的S3C44BOX是基于ARM7内核的一款微处理器，它内置了A/D转换器，可以将模拟信号转换为数字信号，这对于温度采集系统的模拟输入非常关键。 LM35是一种精确的温度传感器，其特点是输出电压与摄氏温度成线性关系，每升高1摄氏度，输出电压增加10mV。这种线性特性使得LM35在温度测量中非常可靠，不需要进行复杂的校准。LM35在工业和科研领域有广泛应用，它的典型应用包括计算机主板温度监测、暖通空调控制以及温度补偿电路等。 为了设计出适合的温度采集系统，首先需要理解系统的硬件架构。系统总体设计采用了S3C44BOX作为硬件平台，并配置了嵌入式的gCLinux操作系统。系统工作流程主要包括：利用LM35传感器将温度信息转换为模拟电流信号，通过运算放大器将电流信号转换成电压信号，经滤波处理后再通过S3C44BOX内置的A/D转换器进行模数转换。将转换后的数字信号处理后可在LED上显示，设计要求温度精度达到0.1℃，响应时间不超过1秒。 在设计温度采集系统时，需要对LM35传感器的特性有深入了解。LM35传感器采用National Semiconductor公司的产品，它具有多种不同的封装形式，能够提供很高的精度。无论是单电源模式还是正负双电源模式，LM35都能正常工作。在室温下，不需额外校准即可达到±1/4℃的准确率。这使得LM35在不复杂的电路设计下就能实现高精度的温度监测。 在实验环节，作者采用Protel软件设计电路，完成了软件部分的设计，并对实验结果进行了分析比较。Protel是电子产品设计领域常用的一款EDA工具，它可以用于电路原理图设计、PCB布线、电路仿真等环节。通过实验，作者验证了所设计温度采集系统的实时性和准确性，证明了系统具有较强的实用性和可扩展性。 总结来说，基于ARM7和LM35的温度采集系统具有采集精度高、软硬件设计简便、功能修改升级便利等优点。系统采用的硬件和软件设计方法可以有效解决传统使用单片机作为控制核心所面临的性能瓶颈，特别是在实时性、精度和系统升级方面有明显优势。此类系统能够广泛应用于需要对温度进行实时监控的场合，如温室、仓库等，为用户提供了可靠且便利的解决方案。