摘 要 文章設(shè)計了基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以PHILIPS公司的ARM核心微控制器LPC2103作為主控制器件，采用Keil uVision4進行軟件編程。該系統(tǒng)采用8只單總線溫度傳感器DS18B20對溫度進行監(jiān)測，使用LCD12864液晶顯示器對溫度信息進行顯示，通過按鍵設(shè)定報警溫度值并存儲在存儲器24C02中，實現(xiàn)斷電存儲，系統(tǒng)對溫度進行實時監(jiān)測，若溫度超過設(shè)定報警值，由LED發(fā)光二極管指示及蜂鳴器進行報警，系統(tǒng)具有友好的人機界面。該系統(tǒng)用于實時溫度監(jiān)控及報警系統(tǒng)中，用一個I/O口掛載8個DS18B20溫度傳感器，極大的節(jié)約了I/O口，在I/O口不夠用的情況下占有非常大的優(yōu)勢。系統(tǒng)采用8點測溫可提高測量及控制的精度，具有可擴展性和開放性，滿足多種場合的要求，具有廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 ARM；8路溫度采集；溫度監(jiān)控；LCD12864

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）16-0010-02

溫度是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最重要、最普遍的變量之一。在工業(yè)生產(chǎn)中，許多化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)都必須在規(guī)定的溫度下才能正常安全地進行，否則，將得不到合格的產(chǎn)品，甚至可能造成生產(chǎn)的事故。因此，溫度的檢測與控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量和確保生產(chǎn)安全的重要手段。在工業(yè)環(huán)境中常常要對多點溫度進行實時監(jiān)控，并且很多場合需要精確測量，為此設(shè)計了基于ARM7的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，并且可將系統(tǒng)擴展到更多路溫度的測量。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，ARM7控制器因其具有高速度、高可靠性、功能強、體積小、成本低、功耗低等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。

1 系統(tǒng)概述

基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，系統(tǒng)由LPC2103控制模塊、LCD128X64液晶顯示模塊、8路DS18B20溫度采集模塊、存儲模塊、LED指示模塊、蜂鳴器報警模塊及鍵盤設(shè)置模塊組成。本系統(tǒng)采用模塊化和層次化設(shè)計，設(shè)計靈活，可在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加溫度采集的點數(shù)，擴展性與開放性強。

LPC2103是基于一個支持實時仿真的ARM7TDMI-S處理器，最高工作速度可達70MHz，具有8K的片內(nèi)靜態(tài)RAM和32KB的片內(nèi)FLASH程序存儲器。通過片內(nèi)boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)ISP/IAP編程，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。LPC2103的10位A/D轉(zhuǎn)換器提供8路模擬輸入，低功耗實時時鐘具有獨立的電源和特定的32768HZ時鐘輸入，多個32位和16位的定時器和32個快速 GPIO使其特別具有廣泛的應(yīng)用。

DS18B20是一種一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出；內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。

本設(shè)計采用Proteus 7.10軟件進行仿真，Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計，其處理器模型支持8051、HC11、ARM、AVR、8086和MSP430等。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。編譯器采用keil uvision4（ARM-MDK），最新的Keil μVision4，旨在提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力，實現(xiàn)更快，更有效的程序開發(fā)。μVision4引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方，包括支持多顯示器窗口。μVision4在μVision3 IDE的基礎(chǔ)上，增加了更多大眾化的功能。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

系統(tǒng)的硬件電路圖如圖2所示，系統(tǒng)硬件組成及功能介紹如下。

1）LCP2103控制模塊：由LCP2103處理器、晶振電路、復(fù)位電路、電源電路組成，是系統(tǒng)處理核心器件，主要識別及采集溫度數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到LCD128X64液晶顯示器，實現(xiàn)人機交換界面，處理鍵盤輸入設(shè)定報警值，并將設(shè)定溫度值存儲到24C02中，對超溫報警輸出相應(yīng)LED指示及蜂鳴器報警。

2）8路DS18B20溫度采集模塊：由8只溫度傳感器組成，作為溫度采集器件，采集溫度數(shù)據(jù)并傳送給處理器。DS18B20只需要接到控制器（ARM）的一個I/O口上，由于單總線為開漏所以需要外接一個4.7K的上拉電阻。如要采用寄生工作方式，只要將VDD電源引腳與單總線并聯(lián)即可。但在程序設(shè)計中，寄生工作方式將會對總線狀態(tài)有些特殊要求。

3）液晶顯示器模塊：由液晶顯示器LCD128X64組成，作為人機界面器件，主要用于顯示實時溫度值、設(shè)定的報警溫度值等。

4）鍵盤設(shè)置模塊：由4個按鍵組成，作為輸入器件，主要用于設(shè)定8路溫度報警值，默認超溫報警值為30℃。在這里每一個按鍵接一個上拉電阻，上拉電阻把不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，通常在1K到10K之間選取，本設(shè)計取4.7K。先按“setup”設(shè)置鍵，此時顯示進入設(shè)置界面，可以看到默認設(shè)定溫度值。在設(shè)置界面“*”號前的溫度代表處于設(shè)置狀態(tài)的溫度，按“+”或“-”鍵設(shè)置超溫報警值，設(shè)置好一路溫度后，再按住“select”選擇鍵，這時跳到下一路溫度設(shè)置報警值，直到8路溫度設(shè)置好才退出。

5）LED指示、蜂鳴器報警模塊：由發(fā)光二極管、蜂鳴器組成，作為報警器件，8路溫度中哪一路溫度超過設(shè)定值，由相應(yīng)的發(fā)光二極管指示，同時，無論哪一路溫度超過設(shè)定值，都由蜂鳴器發(fā)出聲音報警。

6）存儲模塊：主要由24C02組成，實現(xiàn)斷電保存設(shè)定的溫度報警值。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，下面介紹一些主要的軟件設(shè)計。

1）系統(tǒng)的主程序設(shè)計。系統(tǒng)的主程序是本設(shè)計整個軟件設(shè)計的主干線，其流程圖如圖3所示，首先進行系統(tǒng)的初始化，

主要包括端口的定義、分配、中斷的定義、液晶的初始化、液晶清屏等。主程序的循環(huán)中包括：讀出8路溫度值、顯示8路溫度值，8路溫度值分別與設(shè)定溫度值比較，如果大于設(shè)定值，點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管進行指示，同時，通過蜂鳴器發(fā)出聲音報警。

2）系統(tǒng)中斷服務(wù)子程序設(shè)計。系統(tǒng)中斷服務(wù)子程序流程圖如圖4所示，本程序的功能主要是進行溫度的設(shè)定。進入中斷后，首先關(guān)閉LED指示和蜂鳴器報警，然后掃描鍵盤，并進行相應(yīng)的處理，其中K1鍵的功能是溫度值加1，K2鍵的功能是溫度值減1，K3鍵的功能是由第一路溫度設(shè)定值順序切換到第八路溫度設(shè)定值。當?shù)诎寺窚囟戎翟O(shè)定完之后，退出中斷，將設(shè)定的8路溫度值存儲到24C02，之后中斷返回。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計了基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)硬件電路、軟件進行了設(shè)計，實現(xiàn)了通過一個I/O口掛載8個DS18B20溫度傳感器進行采集和監(jiān)控，極大的節(jié)約了I/O口。系統(tǒng)通過LCD12864液晶顯示器溫度信息，由按鍵設(shè)定報警溫度值并存儲在24C02中，實現(xiàn)斷電存儲。系統(tǒng)對溫度進行實時監(jiān)測，若溫度超過設(shè)定報警值，由相應(yīng)的LED指示，蜂鳴器實現(xiàn)超溫報警。由于本系統(tǒng)具有可擴展性和開放性，可通過另外的I/O口掛載更多的溫度傳感器，實現(xiàn)更多點溫度監(jiān)控，能滿足生產(chǎn)過程中需要進行溫度監(jiān)控的多種場合的應(yīng)用要求。

參考文獻

[1]張大波.新編嵌入式系統(tǒng)原理：設(shè)計與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2010.

[2]付慧敏.數(shù)字式多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計[J].煤碳技術(shù)，2008.

作者簡介

朱名強（1985-），男，漢族，廣西柳州人，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，工學(xué)碩士，檢測技術(shù)與自動化裝置專業(yè)，講師，研究方向：自動控制技術(shù)。endprint

摘 要 文章設(shè)計了基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以PHILIPS公司的ARM核心微控制器LPC2103作為主控制器件，采用Keil uVision4進行軟件編程。該系統(tǒng)采用8只單總線溫度傳感器DS18B20對溫度進行監(jiān)測，使用LCD12864液晶顯示器對溫度信息進行顯示，通過按鍵設(shè)定報警溫度值并存儲在存儲器24C02中，實現(xiàn)斷電存儲，系統(tǒng)對溫度進行實時監(jiān)測，若溫度超過設(shè)定報警值，由LED發(fā)光二極管指示及蜂鳴器進行報警，系統(tǒng)具有友好的人機界面。該系統(tǒng)用于實時溫度監(jiān)控及報警系統(tǒng)中，用一個I/O口掛載8個DS18B20溫度傳感器，極大的節(jié)約了I/O口，在I/O口不夠用的情況下占有非常大的優(yōu)勢。系統(tǒng)采用8點測溫可提高測量及控制的精度，具有可擴展性和開放性，滿足多種場合的要求，具有廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 ARM；8路溫度采集；溫度監(jiān)控；LCD12864

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）16-0010-02

溫度是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最重要、最普遍的變量之一。在工業(yè)生產(chǎn)中，許多化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)都必須在規(guī)定的溫度下才能正常安全地進行，否則，將得不到合格的產(chǎn)品，甚至可能造成生產(chǎn)的事故。因此，溫度的檢測與控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量和確保生產(chǎn)安全的重要手段。在工業(yè)環(huán)境中常常要對多點溫度進行實時監(jiān)控，并且很多場合需要精確測量，為此設(shè)計了基于ARM7的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，并且可將系統(tǒng)擴展到更多路溫度的測量。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，ARM7控制器因其具有高速度、高可靠性、功能強、體積小、成本低、功耗低等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。

1 系統(tǒng)概述

基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，系統(tǒng)由LPC2103控制模塊、LCD128X64液晶顯示模塊、8路DS18B20溫度采集模塊、存儲模塊、LED指示模塊、蜂鳴器報警模塊及鍵盤設(shè)置模塊組成。本系統(tǒng)采用模塊化和層次化設(shè)計，設(shè)計靈活，可在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加溫度采集的點數(shù)，擴展性與開放性強。

LPC2103是基于一個支持實時仿真的ARM7TDMI-S處理器，最高工作速度可達70MHz，具有8K的片內(nèi)靜態(tài)RAM和32KB的片內(nèi)FLASH程序存儲器。通過片內(nèi)boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)ISP/IAP編程，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。LPC2103的10位A/D轉(zhuǎn)換器提供8路模擬輸入，低功耗實時時鐘具有獨立的電源和特定的32768HZ時鐘輸入，多個32位和16位的定時器和32個快速 GPIO使其特別具有廣泛的應(yīng)用。

DS18B20是一種一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出；內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。

本設(shè)計采用Proteus 7.10軟件進行仿真，Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計，其處理器模型支持8051、HC11、ARM、AVR、8086和MSP430等。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。編譯器采用keil uvision4（ARM-MDK），最新的Keil μVision4，旨在提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力，實現(xiàn)更快，更有效的程序開發(fā)。μVision4引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方，包括支持多顯示器窗口。μVision4在μVision3 IDE的基礎(chǔ)上，增加了更多大眾化的功能。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

系統(tǒng)的硬件電路圖如圖2所示，系統(tǒng)硬件組成及功能介紹如下。

1）LCP2103控制模塊：由LCP2103處理器、晶振電路、復(fù)位電路、電源電路組成，是系統(tǒng)處理核心器件，主要識別及采集溫度數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到LCD128X64液晶顯示器，實現(xiàn)人機交換界面，處理鍵盤輸入設(shè)定報警值，并將設(shè)定溫度值存儲到24C02中，對超溫報警輸出相應(yīng)LED指示及蜂鳴器報警。

2）8路DS18B20溫度采集模塊：由8只溫度傳感器組成，作為溫度采集器件，采集溫度數(shù)據(jù)并傳送給處理器。DS18B20只需要接到控制器（ARM）的一個I/O口上，由于單總線為開漏所以需要外接一個4.7K的上拉電阻。如要采用寄生工作方式，只要將VDD電源引腳與單總線并聯(lián)即可。但在程序設(shè)計中，寄生工作方式將會對總線狀態(tài)有些特殊要求。

3）液晶顯示器模塊：由液晶顯示器LCD128X64組成，作為人機界面器件，主要用于顯示實時溫度值、設(shè)定的報警溫度值等。

4）鍵盤設(shè)置模塊：由4個按鍵組成，作為輸入器件，主要用于設(shè)定8路溫度報警值，默認超溫報警值為30℃。在這里每一個按鍵接一個上拉電阻，上拉電阻把不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，通常在1K到10K之間選取，本設(shè)計取4.7K。先按“setup”設(shè)置鍵，此時顯示進入設(shè)置界面，可以看到默認設(shè)定溫度值。在設(shè)置界面“*”號前的溫度代表處于設(shè)置狀態(tài)的溫度，按“+”或“-”鍵設(shè)置超溫報警值，設(shè)置好一路溫度后，再按住“select”選擇鍵，這時跳到下一路溫度設(shè)置報警值，直到8路溫度設(shè)置好才退出。

5）LED指示、蜂鳴器報警模塊：由發(fā)光二極管、蜂鳴器組成，作為報警器件，8路溫度中哪一路溫度超過設(shè)定值，由相應(yīng)的發(fā)光二極管指示，同時，無論哪一路溫度超過設(shè)定值，都由蜂鳴器發(fā)出聲音報警。

6）存儲模塊：主要由24C02組成，實現(xiàn)斷電保存設(shè)定的溫度報警值。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，下面介紹一些主要的軟件設(shè)計。

1）系統(tǒng)的主程序設(shè)計。系統(tǒng)的主程序是本設(shè)計整個軟件設(shè)計的主干線，其流程圖如圖3所示，首先進行系統(tǒng)的初始化，

主要包括端口的定義、分配、中斷的定義、液晶的初始化、液晶清屏等。主程序的循環(huán)中包括：讀出8路溫度值、顯示8路溫度值，8路溫度值分別與設(shè)定溫度值比較，如果大于設(shè)定值，點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管進行指示，同時，通過蜂鳴器發(fā)出聲音報警。

2）系統(tǒng)中斷服務(wù)子程序設(shè)計。系統(tǒng)中斷服務(wù)子程序流程圖如圖4所示，本程序的功能主要是進行溫度的設(shè)定。進入中斷后，首先關(guān)閉LED指示和蜂鳴器報警，然后掃描鍵盤，并進行相應(yīng)的處理，其中K1鍵的功能是溫度值加1，K2鍵的功能是溫度值減1，K3鍵的功能是由第一路溫度設(shè)定值順序切換到第八路溫度設(shè)定值。當?shù)诎寺窚囟戎翟O(shè)定完之后，退出中斷，將設(shè)定的8路溫度值存儲到24C02，之后中斷返回。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計了基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)硬件電路、軟件進行了設(shè)計，實現(xiàn)了通過一個I/O口掛載8個DS18B20溫度傳感器進行采集和監(jiān)控，極大的節(jié)約了I/O口。系統(tǒng)通過LCD12864液晶顯示器溫度信息，由按鍵設(shè)定報警溫度值并存儲在24C02中，實現(xiàn)斷電存儲。系統(tǒng)對溫度進行實時監(jiān)測，若溫度超過設(shè)定報警值，由相應(yīng)的LED指示，蜂鳴器實現(xiàn)超溫報警。由于本系統(tǒng)具有可擴展性和開放性，可通過另外的I/O口掛載更多的溫度傳感器，實現(xiàn)更多點溫度監(jiān)控，能滿足生產(chǎn)過程中需要進行溫度監(jiān)控的多種場合的應(yīng)用要求。

參考文獻

[1]張大波.新編嵌入式系統(tǒng)原理：設(shè)計與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2010.

[2]付慧敏.數(shù)字式多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計[J].煤碳技術(shù)，2008.

作者簡介

朱名強（1985-），男，漢族，廣西柳州人，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，工學(xué)碩士，檢測技術(shù)與自動化裝置專業(yè)，講師，研究方向：自動控制技術(shù)。endprint

摘 要 文章設(shè)計了基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以PHILIPS公司的ARM核心微控制器LPC2103作為主控制器件，采用Keil uVision4進行軟件編程。該系統(tǒng)采用8只單總線溫度傳感器DS18B20對溫度進行監(jiān)測，使用LCD12864液晶顯示器對溫度信息進行顯示，通過按鍵設(shè)定報警溫度值并存儲在存儲器24C02中，實現(xiàn)斷電存儲，系統(tǒng)對溫度進行實時監(jiān)測，若溫度超過設(shè)定報警值，由LED發(fā)光二極管指示及蜂鳴器進行報警，系統(tǒng)具有友好的人機界面。該系統(tǒng)用于實時溫度監(jiān)控及報警系統(tǒng)中，用一個I/O口掛載8個DS18B20溫度傳感器，極大的節(jié)約了I/O口，在I/O口不夠用的情況下占有非常大的優(yōu)勢。系統(tǒng)采用8點測溫可提高測量及控制的精度，具有可擴展性和開放性，滿足多種場合的要求，具有廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 ARM；8路溫度采集；溫度監(jiān)控；LCD12864

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）16-0010-02

溫度是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最重要、最普遍的變量之一。在工業(yè)生產(chǎn)中，許多化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)都必須在規(guī)定的溫度下才能正常安全地進行，否則，將得不到合格的產(chǎn)品，甚至可能造成生產(chǎn)的事故。因此，溫度的檢測與控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量和確保生產(chǎn)安全的重要手段。在工業(yè)環(huán)境中常常要對多點溫度進行實時監(jiān)控，并且很多場合需要精確測量，為此設(shè)計了基于ARM7的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，并且可將系統(tǒng)擴展到更多路溫度的測量。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，ARM7控制器因其具有高速度、高可靠性、功能強、體積小、成本低、功耗低等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。

1 系統(tǒng)概述

基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，系統(tǒng)由LPC2103控制模塊、LCD128X64液晶顯示模塊、8路DS18B20溫度采集模塊、存儲模塊、LED指示模塊、蜂鳴器報警模塊及鍵盤設(shè)置模塊組成。本系統(tǒng)采用模塊化和層次化設(shè)計，設(shè)計靈活，可在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加溫度采集的點數(shù)，擴展性與開放性強。

LPC2103是基于一個支持實時仿真的ARM7TDMI-S處理器，最高工作速度可達70MHz，具有8K的片內(nèi)靜態(tài)RAM和32KB的片內(nèi)FLASH程序存儲器。通過片內(nèi)boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)ISP/IAP編程，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。LPC2103的10位A/D轉(zhuǎn)換器提供8路模擬輸入，低功耗實時時鐘具有獨立的電源和特定的32768HZ時鐘輸入，多個32位和16位的定時器和32個快速 GPIO使其特別具有廣泛的應(yīng)用。

DS18B20是一種一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出；內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。

本設(shè)計采用Proteus 7.10軟件進行仿真，Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計，其處理器模型支持8051、HC11、ARM、AVR、8086和MSP430等。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。編譯器采用keil uvision4（ARM-MDK），最新的Keil μVision4，旨在提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力，實現(xiàn)更快，更有效的程序開發(fā)。μVision4引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方，包括支持多顯示器窗口。μVision4在μVision3 IDE的基礎(chǔ)上，增加了更多大眾化的功能。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

系統(tǒng)的硬件電路圖如圖2所示，系統(tǒng)硬件組成及功能介紹如下。

1）LCP2103控制模塊：由LCP2103處理器、晶振電路、復(fù)位電路、電源電路組成，是系統(tǒng)處理核心器件，主要識別及采集溫度數(shù)據(jù)，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到LCD128X64液晶顯示器，實現(xiàn)人機交換界面，處理鍵盤輸入設(shè)定報警值，并將設(shè)定溫度值存儲到24C02中，對超溫報警輸出相應(yīng)LED指示及蜂鳴器報警。

2）8路DS18B20溫度采集模塊：由8只溫度傳感器組成，作為溫度采集器件，采集溫度數(shù)據(jù)并傳送給處理器。DS18B20只需要接到控制器（ARM）的一個I/O口上，由于單總線為開漏所以需要外接一個4.7K的上拉電阻。如要采用寄生工作方式，只要將VDD電源引腳與單總線并聯(lián)即可。但在程序設(shè)計中，寄生工作方式將會對總線狀態(tài)有些特殊要求。

3）液晶顯示器模塊：由液晶顯示器LCD128X64組成，作為人機界面器件，主要用于顯示實時溫度值、設(shè)定的報警溫度值等。

4）鍵盤設(shè)置模塊：由4個按鍵組成，作為輸入器件，主要用于設(shè)定8路溫度報警值，默認超溫報警值為30℃。在這里每一個按鍵接一個上拉電阻，上拉電阻把不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，通常在1K到10K之間選取，本設(shè)計取4.7K。先按“setup”設(shè)置鍵，此時顯示進入設(shè)置界面，可以看到默認設(shè)定溫度值。在設(shè)置界面“*”號前的溫度代表處于設(shè)置狀態(tài)的溫度，按“+”或“-”鍵設(shè)置超溫報警值，設(shè)置好一路溫度后，再按住“select”選擇鍵，這時跳到下一路溫度設(shè)置報警值，直到8路溫度設(shè)置好才退出。

5）LED指示、蜂鳴器報警模塊：由發(fā)光二極管、蜂鳴器組成，作為報警器件，8路溫度中哪一路溫度超過設(shè)定值，由相應(yīng)的發(fā)光二極管指示，同時，無論哪一路溫度超過設(shè)定值，都由蜂鳴器發(fā)出聲音報警。

6）存儲模塊：主要由24C02組成，實現(xiàn)斷電保存設(shè)定的溫度報警值。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，下面介紹一些主要的軟件設(shè)計。

1）系統(tǒng)的主程序設(shè)計。系統(tǒng)的主程序是本設(shè)計整個軟件設(shè)計的主干線，其流程圖如圖3所示，首先進行系統(tǒng)的初始化，

主要包括端口的定義、分配、中斷的定義、液晶的初始化、液晶清屏等。主程序的循環(huán)中包括：讀出8路溫度值、顯示8路溫度值，8路溫度值分別與設(shè)定溫度值比較，如果大于設(shè)定值，點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管進行指示，同時，通過蜂鳴器發(fā)出聲音報警。

2）系統(tǒng)中斷服務(wù)子程序設(shè)計。系統(tǒng)中斷服務(wù)子程序流程圖如圖4所示，本程序的功能主要是進行溫度的設(shè)定。進入中斷后，首先關(guān)閉LED指示和蜂鳴器報警，然后掃描鍵盤，并進行相應(yīng)的處理，其中K1鍵的功能是溫度值加1，K2鍵的功能是溫度值減1，K3鍵的功能是由第一路溫度設(shè)定值順序切換到第八路溫度設(shè)定值。當?shù)诎寺窚囟戎翟O(shè)定完之后，退出中斷，將設(shè)定的8路溫度值存儲到24C02，之后中斷返回。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計了基于ARM的8路溫度監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)硬件電路、軟件進行了設(shè)計，實現(xiàn)了通過一個I/O口掛載8個DS18B20溫度傳感器進行采集和監(jiān)控，極大的節(jié)約了I/O口。系統(tǒng)通過LCD12864液晶顯示器溫度信息，由按鍵設(shè)定報警溫度值并存儲在24C02中，實現(xiàn)斷電存儲。系統(tǒng)對溫度進行實時監(jiān)測，若溫度超過設(shè)定報警值，由相應(yīng)的LED指示，蜂鳴器實現(xiàn)超溫報警。由于本系統(tǒng)具有可擴展性和開放性，可通過另外的I/O口掛載更多的溫度傳感器，實現(xiàn)更多點溫度監(jiān)控，能滿足生產(chǎn)過程中需要進行溫度監(jiān)控的多種場合的應(yīng)用要求。

參考文獻

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[2]付慧敏.數(shù)字式多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計[J].煤碳技術(shù)，2008.

作者簡介

朱名強（1985-），男，漢族，廣西柳州人，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，工學(xué)碩士，檢測技術(shù)與自動化裝置專業(yè)，講師，研究方向：自動控制技術(shù)。endprint