基于DS18B20测温的ARM的温度采集系统研究

　　引言

　　由于大规模集成电路的飞速发展, 计算机的微型化发展得很快, 其性能价格比也大为提高,因而微型计算机的应用越来越广泛[1、2]。ARM 实际上是微型计算机的一个重要分支, 主要用于各种智能仪器仪表和自动控制系统中。在这些系统中,ARM 必须从外电路采集信息, 通过对采集到的外部信息分析处理后还要输出相关的控制信号对外电路进行控制。本文介绍 ARM 在信号数据采集系统中的应用,以水稻大棚为对象,采用 ARM 作为控制核心,温度传感单元采用 DS18B20，针对大棚内部温度进行数据采集，以及数据传送存储和显示进行介绍。

　　1 系统组成

　　整个系统主控部分采用 ARM 构成应用系统; 温度检测部分采用 DS18B20 单总线数字温度传感器对温度进行检测; 数据显示部分采用静态数码管显示同时上传 PC 机。系统工作原理为ARM 微处理器向温度传感器发出信号，启动温度传感器采集温度数据，温度传感器采集完一次数据后，将模拟数据量转变成 ARM 微处理器能识别的数字信号。然后由ARM 微处理器根据现场对数据的不同要求可以选择两种方式来显示数据。(l):数码管显示。(2):PC 机显示。本系统采用的核心芯片分别为三星公司的 ARM7TDMIS3C44BOX 芯片 作 为 系 统 处 理 器 ，DALLAS 公 司 的DS18B20 作为温度传感器。

　　2 硬件设计

　　本系统主要分下位机上位机设计，下位机部分主要由两大部分组成，即 DS18B20 与ARM7 温度测量模块和 PC 机与 ARM7 间的串行通讯显示模块。

　　2.1 温度检测电路

　　温度检测部分采用集成温度传感器DS18B20，它采用独特的单口接线方式传输，在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯，不需要外围器件，外加电源范围是 3.0~5.5V，测温范围从-55℃到+125℃，在-10℃～+85℃固有分辨率为 0.5℃，测量结果以 9 位到 12 位数字量方式直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给 CPU，同时可传送 CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量[3]。

　　DS18B20 是单总线芯片，只需把其数据线连接到ARM 一个 IO 口上即可，本设计是把其与ARM 的 PortA 端口的 PA0 相连。温度的采集不仅能把数据传输到上位机中，而且也能在下位机进行显示，由于需要，只需显示两位，所以采取数码管静态显示的方法，分别用 ARM 的 PortE、PortF。

　　2.2 PC 机与 ARM 间的串行通信模块

　　由于串行通信标准 RS 一 232C 实现简单，成本低，技术成熟。并且 MAX232 芯片是包含两路接收器和驱动器的 IC 芯片，适用于各种通信接口。芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输人的+5V 电源电压变换成为RS 一 232C 输出电平所需要的+10v 或一 10v电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需要单一的+5V 电源就可以了。故本模块采用 MAX232 接口芯片作为 ARM 与 PC 机间的通讯接口。