基于ARM的数字式温度采集系统研究
基于ARM7和LM35的温度采集系统设计
基于ARM7和LM35的温度采集系统设计作者：沈瑞于海勋王耀文来源：《现代电子技术》2012年第06期摘要：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、S3C44B0X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；温度采集中图分类号：4文献标识码：A文章编号：Design of temperature acquisition system based on ARM7 and LM35（College of Electrics and Information, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China）Abstract：B0X. The designs of the system circuit and software was completed with Protel. The experimental results were analyzed and compared. The results show that the system has strong practicality and scalability.Keywords： ARM; embedded system; LM35; temperature acquisition收稿日期：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［1］。
(整理)基于ARM的温度采集系统设计.
基于ARM的温度采集系统设计2013554013王义涛一.引言本文针对试验对温度监控系统的要求，设计、开发了基于嵌入式操作系统Linux 和 S3C2410 处理系统软硬件平台的嵌入式多通道高精度温度测量系统的软、硬件设计与实现方法，研究并实现热电阻的多通道高精度监测电路。
本文在对测温技术发展研究的基础上，根据本课题设计的任务要求，设计了基于 PT100（铂电阻）传感器的新型多通道温度检测板（8 通道）。
在该多点温度测量系统中，要求温度监测点 12个，测量范围：0℃～+50℃，分辨力：±0.1℃，准确度：±0.2℃。
温度检测系统将实现多点温度数据的采集、保存、上传。
该系统主要包括两个部分：多通道温度检测板和ARM 通信电路。
温度检测板由电源电路、信号放大及调理电路以及 AD 转换电路与单片机接口电路三部分组成。
基于ARM 的通信电路通过两种方式：串口及网口方式实现对温度数据的采集、上传、读取、保存。
完成 Linux 操作系统在嵌入式系统上的移植，以及 Linux 实时性能改造;软件任务划分与设计，包括 A/D 数据采集任务，算法任务，编制构成本温度多路测量仪的嵌入式程序，并对各部分电路进行实验、调试。
二.系统硬件设计2.1温度检测系统架构框图温度检测系统将实现多点温度数据的采集、保存、上传。
其系统结构图如下：2.1基于四线制接法和自校正设计的电阻测量电路当温度探头附近环境温度发生改变的时候，引起了温度探头 PT100 电阻值的改变。
由于流经 PT100 的电流为恒定值，因此温度采集板通过对 PT100 两端的电压值采集便可以计算出环境温度。
本温度采集板中的温度探头采用了 4 线制解法，可以避免因导线过长带来的电阻误差。
6 路采样信号和 2 路标准电阻信号通过多路模拟开关分时段被进行采样，采样得到的值依次通过信号放大电路和A/D 转换电路进入微控制器（MCU）。
通过自校准算法，从而得到精确温度值采集到的温度测量值可以通过串口或网口的方式与上位机相连。
基于ARM的温度采集与显示系统的设计
关键词 ： ＡＲＭ； 嵌入式系统 ； 晶显示器 ； ｏ ｔ ｌａ ｅ 液 Ｂ ｏ ｏ ｄ ｒ
中图 分类 号 ： ２ ４ ２ ＴＰ ７ ． 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 标 识 码 ：０ ３ ７４ （０ ７０ — １ ３ ３ １０ — ２ １２ ０ ）６ ０ ２ ０
Ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｔ ｑ ｉｉ ｎａ ｄ Ｄｉｐａ ｉｇ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ＤａａＡｃ ｕｓｔ ｎ ｓ ｌｙｎ ｉ ｏ Ｓｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎＡＲＭ
时 ， 以使用一 位普通 可
ＩＯ ／
端Ｉ， ＝ 就可驱 动传感 器芯 片。 １
维普资讯
“ 动 技 与 用 ０７ 第２ 卷 期 自 化 术 应 》２０ 年 ６ 第６
经验 交 流
Ｔ ｃｈ ｉ ａＩＣｏｍｍ ｕ ｃ ｉ ｓ ｅ ｌ ｎｃ ｎｉａｔ ｏｎ
２ 系统 总 体 设 计
系统主要 由测 温器件， Ｍ控制器 ， ＡＲ 及显示传送单元三部分 组成 。系统结构如图 １ 所示。系统工作原理为 ＡＲ 微处理器向 Ｍ 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 ＡＲ 微处理器能识别 Ｍ 的数字信号 。 然后 由ＡＲ Ｍ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。１：Ｌ Ｄ显示。２：Ｐ （） Ｃ （） Ｃ机显示。 本系统采用 的核心芯片分别为三 星公 司的 ＡＲＭ７ ＤＭＩ Ｔ ＳＣ４０ ３ ４ Ｂ ｘ芯 片作为系统处理器 ， ＤＡＬ Ａ Ｌ Ｓ公司 的Ｄ １Ｂ ０ Ｓ ８ ２ 作为 温度传感器 。ＬＣ Ｄ采用 ３ ０ ２ ０ ２ ｝ ４ 灰度液晶 。
ｓ Ｃ４ ０ ３ ４ Ｂ ｘ有 ７ ２个可用 的 Ｉ Ｏ 口， ／ 本系统采用 Ｐ７ ５引脚来驱动
基于ARM温度检测系统设计
Ｋｙ ｅ ｗｏｒ ：ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ：ｅ ｓ ｒ ｎ ：ｉ ｐ ａ ；３ ２ ｌ ｄｓ Ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅＭ ａ ｕ ｉ ｇＤ ｓ ｌ ｙ Ｓ Ｃ ４ Ｏ
近年， 随着 改革技术 的进 步， 业进 一步发展 ，日益提 高 拟存 储器管理、 工 外部存储 器控制器 、 Ｃ 控制器 、 个Ｓ Ｉ ＬＤ ２ Ｐ 总线 的要求 相应地 提 高了测温 技术 的质量 要求 。 在机 械热加 工领 接 口、 通 道Ｐ Ｍ ４ Ｗ 定时器等 ， 降低 了系统 总成本和 减少了外 围器 域 ， 度 的检测技 术对 于保证 产品 的质 量至 关重 要。随着技 件 。 温 术 的进步 ， 国内温度 检测设备 的制造 水平 有了明显 的进步， 一 量， 在现代化工 业生产过程 中， 温度、 压力、 流量、 物位和转速 为最多， 估计 占总量 的５ ％ ０ 以上 ， 以温 度测量是一项重 大的课 所
ｒ ｓ ｏ ｓ ｂ ｅ ｆ ｒ ｏ ｌ ｃ ｉ ｇ ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｄ ｔ ， ｗ ｉ ｈ ｗ ｓ ｒ ｎ ｍ ｔ ｅ ｔ ｈ ｈ ｐ ｏ ３ ２ １ ｉ ｔ ｅ ｗ ｙ ｏ ｉ ｉ ａ ｅ ｐ ｎ ｉ ｌ ｏ ｃ ｌ ｅ ｔ ｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ａ ａ ｈ ｃ ａ ｔ ａ ｓ ｉ ｔ ｄ ｏ ｔ ｅ ｃ ｉ ｆ Ｓ Ｃ ４ ０ ｎ ｈ ａ ｆ ｄ ｇ ｔ ｌ ｓ ｇ ａ ． Ｔ ｅ ａ ｄ ａ ｅ ｃ ｍ ｏ ｉ ｉ ｎ ａ ｄ ｏ ｔ ａ ｅ ｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｗ ｒ ｉ ｃ ｓ ｅ ｉ ｄ ｔ ｉ ． Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｍ ｎ ａ ｉｎ１ ｈ ｈ ｒ ｗ ｒ ｏ ｐ ｓ ｔ ｏ ｎ ｓ ｆ ｗ ｒ ｄ ｓ ｇ ｆ ｈ ｓ ｓ ｅ ｅ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｎ ｅ ａ ｌ ｈ ｘ ｅｉｅｔｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｎ ｉ ａ ｅ ｔ ａ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｐ ｏ ｅ ｈ ｓ ｓ ｅ ｔ ｂ ｌ ｔ ｎ ｅ ｉ ｂ ｌ ｔ ． ｅ ｕ ｔ ｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ｄ ｓ ｇ ｍ ｒ ｖ ｓ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｉ ｉ ｙ ａ ｄ ｒ ｌ ａ ｉ ｉ ｙ
基于ARM的温度控制系统设计与研究
２１ ０ ２年 ６月
机 械 工 程 与 自 动 化
ＭＥ ＣＨ ＡＮＩ ＣＡＬ Ｅ ＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（Ｍ ＡＴＩ） ） （Ｎ
Ｎｏ． ３
Ｊ ｎ ｕ．
文 章 编 号 ：６ ２ ６ １ （０ ２ ０— １７ ０ １ ７— ４ ３ ２ １ ）３ ０ ２— ２
２ １ 模 糊 一Ｐ Ｄ 控 制 器 的 结 构 ． Ｉ
１ １ Ｓ Ｃ ４ ０ 芯 片 简 介 ． ３ ２ ４ Ａ ￥ Ｃ ４０ ３ ２ ４ Ａ芯 片 的 Ｃ Ｕ 核 是 ＡＲＭ 公 司 设 计 的 Ｐ ３ ２位 ＡＲ ２ Ｔ ＲＩＣ处理器 （ ０ Ｍ９ ０ Ｓ ４ ０ＭＨｚ 。它的性 价 ）
关键 词 ： 嵌入 式 系 统 ； 温度 控 制 ；Ａ ＲＭ９ ；模 糊 Ｐ Ｄ控 制 Ｉ 中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
模 糊控 制算法 对 控 制对 象 的模 型不 敏 感 ， 具 有 且 较 好 的鲁棒 性 ， 是它 的模 糊判 断 的本 身 特性 会 使 其 但 在 控制 目标 附近产 生振 荡 。模 糊 一Ｐ Ｄ控 制结 合 了模 Ｉ 糊 控制 和传 统 Ｐ Ｄ控制 的 优点 ， Ｉ 同时 具备 模 糊 控制 响 应 速 度快 、 能化 和传 统 Ｐ Ｄ控 制 静 态 特性 较 好 的优 智 Ｉ 势 ， 控制 系统 中能 达 到 较好 的控 制 效 果 。针 对锅 炉 在 温度 具有 大惯 性 、 滞 后 等 特 点 ， 文 提 出 了 模 糊 一 大 本 Ｐ Ｄ 自适应 控制 策 略 ， Ｉ 设计 了一种 基 于 ＡＲ Ｍ９的模 糊 Ｐ Ｄ 自适 应 控 制 系 统 。 Ｉ ｌ 系 统 硬 件 设 计 本系统采 用三 星公 司生产 的基 于 ＡＲ ２ Ｔ核 的 Ｍ９ Ｏ ＳＣ ４０ ３ ２ ４ Ａ芯 片作 为微处理 器。温度控制系统 的总体 硬 件框 图如 图 １ 所示 ， 统主要 包 括现 场 温度 采集 、 时 系 实 温度显示 、 制输 出 的加入驱 动 、 控 按键输 入 、 Ⅵ／ Ｏ Ｒ Ｒ Ｍ 存储器 、 Ｃ机通讯 模块 和微 处理 器 ￥ Ｃ ４ ０ 芯 片等 。 Ｐ ３ ２４Ａ 其 中微处理 器是本系统 的核心 ， 由它及 其外 围电路来 共 同完成 整个 系统 的控制 、 数据传输 和处理 。
基于ARM的嵌入式温度采集系统设计
时， 只靠４７ ｆ上拉 电阻 就无法提供 足够的能量 ， ． ｌ ｋ 会 造成无 法转换 温度或温度误 差极大 。 外部 电源供 电 方式 是Ｄ １Ｂ ０ Ｓ ８ ２ 最佳 的工作方 式 ，工作 稳定 可靠 ， 抗干 扰能 力强 ， 而且 电路 也 比较 简单 ， 以开 发 出 可
稳定可靠 的多 点温度监控系统 。 因此本 系统选 用了
模 拟 量 转 化 成 数 字 信 号 通 过 “ 线 总 线 ” 方 式 送 Ａ Ｌ Ｃ２ １ 再 将 处 理 后 的 数 据 通 过 Ｔ Ｐ 议 上 传 到 一 －Ｐ ２ ０ Ｃ 协
Ｉ ｔ ｒ ｔ ｎ ｅ ｎｅ ｏ
关 键 词 ： １ Ｂ ０； Ｐ ２ ０ ｕ ＯＳ Ｉ ＴＣＰ ＤＳ ８ ２ Ｌ Ｃ２ １ ； Ｃ／ －Ｉ；
客户端 。 于Ｉｔｒｅ的远程 测控 系统具有信 息传递 基 ｎｅｎ ｔ 快捷 、 互 性 强 、 济 方便 等 特 点 ， 交 经 能实 现 数 据 共 享 。本系统将 多个测温点 的温度 数据每 隔１采集一 ｓ 次 ， 过公用 互联 网将 数据 传输 到上位 机 。温度精 通
Ｄ Ｉ Ｂ ０ 用 电路 、 Ｓ ８ ２应 以太 网接 口电路 。
摘 要 ： 文 以Ｐ ｍｐ公 司 该 ｈ ｓ
Ｌ Ｃ２ １ ＲＭ７ 处 理 器和嵌 入 式操 作 系￣ｕ ＯＳ Ｉ为平 台 ， 建 了通 Ｐ ２ ０Ａ 微 Ｃ／ — Ｉ 构
过 网络 实现 多路 温度 数据 的 以 太 网远 程传 输 与监控 系统 。该 系统 利 用数 字 化 温度传 感 器ＤＳ ８ ２ 将 温度 １Ｂ ０
Ｄ １Ｂ ０ Ｓ ８ ２ 在温度 转换 期间工 作 电流达至 ｌ Ａ。 ０ ｍ 当几 个 温 度 传 感 器 挂 在 同一 根 Ｉ 线 上 进 行 多 点 测 温 ／ Ｏ
基于DS18B20测温的ARM的温度采集系统研究
基于DS18B20测温的ARM的温度采集系统研究作者：胡振远李良来源：《中国新技术新产品》2011年第16期摘要: 主要介绍了以ARM为核心的温度采集系统,采用数字温度计芯片DS18B20构成测温单元,设计了DSl8B20与ARM连线图，并介绍了如何实现温度采集以及与PC机间的数据通讯。
PC可把接收到的ARM采集到的温度数据进行整理并显示，具有一定的实用价值。
关键词:DS18B20；PC；ARM；温度中图分类号：TM921.41文献标识码：A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。
基于ARM初晶温度检测及数据采集系统研究
基于ARM初晶温度检测及数据采集系统研究随着科技的进步和应用领域的不断扩大，温度检测和数据采集系统在各个领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍一种基于ARM（Advanced RISC Machines）的初晶温度检测及数据采集系统的研究。
ARM是一种高效能、低功耗的处理器架构，广泛应用于移动设备、物联网和嵌入式系统等领域。
基于ARM的初晶温度检测及数据采集系统是一种利用ARM处理器作为控制核心的系统，可以实时监测和采集目标物体的温度信息，并将采集到的数据传输到远程服务器进行处理和分析。
该系统的核心部分是ARM处理器，它具有高性能、低功耗和可编程性的特点，可以实现对温度传感器的数据采集、处理和传输功能。
通过与其他硬件模块的配合，如温度传感器、存储器和通信模块等，系统可以实现对温度数据的准确采集和传输。
系统的工作原理如下：首先，温度传感器将目标物体的温度信息转换为电信号，并传输给ARM处理器。
ARM处理器通过与存储器的配合，将采集到的温度数据存储起来。
随后，ARM处理器通过通信模块将数据传输到远程服务器，服务器对数据进行处理和分析，并提供相应的反馈信息。
该系统具有以下优点：首先，采用ARM处理器作为控制核心，具有高性能和低功耗的特点，能够满足温度检测和数据采集的需求。
其次，通过与其他硬件模块的配合，系统能够实现对温度数据的准确采集和传输。
最后，通过与远程服务器的通信，可以实现温度数据的实时处理和分析，为用户提供可靠的反馈信息。
基于ARM的初晶温度检测及数据采集系统在工业控制、环境监测、医疗设备等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和ARM处理器的不断升级，该系统将在未来发挥更大的作用，为各个领域带来更多便利和效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
229基于ARM 的数字式温度采集系统研究贾文涛 蔡锦达 罗小洪上海理工大学摘要：工业生产的快速发展对温度采集提出了更高的要求。
本文基于ARM 设计了一种的数字式温度采集系统，设计了高动态范围、高信噪比、高带宽和可程控放大的信号调理电路，以ARM 为核心，设计相应的软件模块。
最后对系统进行了测试验证，结果表明所设计的温度采集系统精度在+/-0.2 ºC 以内。
关键词：ARM；温度采集；数字式1 引言本文基于ARM 设计一个高精度的数字式温度采集系统，来获取高精度的采集数据，使数据分析更有意义。
同时由于测量的数据是来自多种不同类型的传感器，本文采用多通道的数据采集模块对这些传感器输出的模拟数据量进行采集，使得数据结果更加精确，稳定可靠。
2 数据采集模块硬件设计2.1 信号调理电路设计2.1.1电流转电压信号电路设计本文使用采样电阻转换法。
将石英传感器输出的电流信号流过采样电阻之后，可得到与电阻值成正比的电压信号，故采样电阻的性能将会直接影响到采样结果的稳定性与精度。
本设计要达到高精度采样的目标，在电路设计中需尽量减少噪声的引入。
噪声系数是衡量不同材质的电阻噪声的大小，一般绕线采样电阻和金属箔的噪声系数比碳膜等材质采样电阻的噪声系数要相对较小。
2.1.2程控放大电路设计在测量时有些信号不能完全符合数据采集模块的采样范围，为使测试信号结果能达到指标所要求的精度，需对输入的模拟信号进行一定范围的放大或衰减，使得该模拟电压能满足模数转换输入的电压范围[4]。
在信号采集时，后级 ADC 具有一定的噪声误差，将输入信号调理到接近满刻度测量时，才能将该误差降到最低。
2.2模数转换电路设计方案模数转换电路设计的核心是 ADC(Analog to Digital Converter)电路设计。
该部分设计将直接关系到采集模块的精度能否达到指标要求，实现模数转换的核心器件为 ADC 芯片，ADC 选型的将直接影响数据采集模块性能。
本课题使用的是Σ-Δ型 ADC，为能更好的理解该采样技术来设计模数转换电路。
通过高阶调制器对噪声频谱进行调整之后，降低信号频段中的量化噪声，将大部分的噪声移到目标频段之外。
若采用更多积分与求和环节，则可提供更高阶数的量化噪声成形。
ADC 的信噪比 SNR(Singnal to Noise Ratio)是输入模拟信号和噪声的功率比，计算公式如(1)所示[5]：(1)式中，P Signal 为信号功率，P Noise 为噪声功率。
当两者经过的电阻相同时，上式等同于：(2)式中，U Signal 是信号电压，U Noise 是噪声电压。
从理论上看 ADC 的 SNR 是取决于其采样分辨位数的，理想上的N 位 ADC 的理论信噪比计算如下[6]：(3)在实际采样中，模数转换芯片有量化噪声以及其他的失真情况的存在，在计算 ADC 的实际信噪比的时候，理想的N 位将被实际所达到的位数所代替。
根据本课题的指标要求，计算出本次 ADC 的理想有效位 15 位，计算的实际信噪比是不能低于 93.26dB。
3 数据采集模块软件设计3.1 模数转换驱动设计在ARM 中通过判断数据标头位来检测读到的数据是否有效，若为无效数据则发送数据错误应答帧，上位机在接收到应答帧后分情况进行处理。
若是有效数据，则将数据存储到RAM 中，等RAM 中数据存满再发送到上位机中。
根据上述程控放大电路设计，可知增益倍数的选择是在 STC15 芯片上完成的，在电路连接上是将八组差分通道分为四组来进行控制。
在设计对采样通道增益倍数控制程序时，可通过上位机发送初始化命令的形式来完成该部分的设置。
命令格式设置如下表[7]：在程控放大控制命令协议帧中命令字长为 5，第一个命令字来表示对程控放大器的初始化，其后跟着的四个命令字分别为对四组程控放大器的增益倍数。
在程序中先对控制项命令进行解析，以判断控制命令为设置程控放大倍数。
然后分别对另外四个命令字进行解析，先判断放大倍数是否有效，若有效则分别进行放大倍数的设置；若命令字无效，则发送命令错误应答帧。
3.2温湿度传感器驱动程序设计本模块要实现采集外部工作环境的温度信息，是通过驱动温湿度芯片HDC1080 实现温度转换，并读取相关数值。
该温度值可用来反映当前工作状态，也可在下一步工作中用于对整个数据采集模块进行温度补偿提供温度值，以实现温漂校正，提高数据采集模块的采集性能。
HDC1080 传感器通过两线制的 I 2C 通信接口与控制芯片进行信号传输，并通过C8051F350实现对该传感器的控制与数据读取。
在本课题中HDC1080为从设表1 程控放大控制命令协议帧帧头地址命令长控制项通道组1通道组2通道组3通道组4校验位帧尾OxAAOx15Ox05Ox02自定义自定义自定义自定义自定义Ox55230备，C8051F350 为主设备。
I 2C 总线通过数据线(SDA)和时钟线(SCK)两根线实现双向传输数据，该传感器的 I 2C通信地址是七位为 1000000。
HDC1080 为低功耗的温湿度传感器，上电后不能主动进行测量，在设计驱动程序时需发送相关指令来触发测量[8]。
触发测量后，转换的数据存放在相应寄存器中，通过主设备发送读指令来读取相应寄存器中的转换值。
系统在上电后，先进行一个自检过程，确保该部分功能工作正常。
通过读取设备 ID 来检查 I 2C 通信是否正常，若通信错误，则串口发送特定格式的数据帧表示 I2C 通讯错误。
若通信正常，则配置 HDC1080 的工作模式。
本课题选用的工作模式为按照温度在前湿度在后的原则依次采集，选择最高分辨率14 位。
在配置结束后，系统进入工作状态。
在通过串口接收到温度测量命令后，发送相关指令触发 HDC1080 进入测量温湿度工作状态。
HDC1080 在 14 位分辨率下温度转换时间为 6.5ms，湿度转换时间为 6.35ms，测量一次所需要的转换时间为 12.85ms，本设计在触发测量后延时 15ms 再读取相关数值。
读取的数据为十六进制的数，需要通过对数据处理转为温度值。
转换公式如下：(4)其中T hcx 为温度寄存器中读取到的十六进制的值。
4数据采集模块调试与验证4.1功能模块调试4.1.1电源模块调试对数据采集模块进行调试时，先调试电源模块。
电源是模块能正常工作的首要条件，电源的正常稳定工作在一定程度上决定了整个数据采集模块性能的稳定性。
本文的电源是通过外部接入±9V 电压值，经过电源转换模块之后得到其他所需的电压值，转换之后的电压值测试结果如表2 所示。
表2 电源测试表设计电压值实际测量值误差值相对误差+5V +4.997V -2.7mV 0.054%+3.3V +3.3313V +31.3mV 0.948%+2.5V +2.5145V +14.5mV 0.58%+1.2V+1.1965V-4.5mV0.375%在本设计中，C8051F350的供电范围为 3.0V±0.6V，STM32 的供电范围为 2.0V~3.6V，参考电压 ADR4540的供电要求大于4.396V。
对比上表电源电压测量结果分析，供电电压误差在芯片的供电电压范围之内，电源电路能正常工作。
(1)温度采集驱动程序调试通过逻辑分析仪抓取控制时序，将抓取到的 I2C 时序和给出的标准时序要求进行对比，检查是否满足时序要求。
通过计算可知，该传感器在进行温湿度转换时间最少为 12.5ms，在触发测量后，最少要延时 13ms 再进行数据读取。
4.2温度采集系统测试将标准温度计和本文设计的温度采集系统放置在温箱内，通过调节温箱温度，进行对比实验，实验数据表3：由表3可知，本文设计的温度采集系统误差在+/-0.2℃以内。
5总结本文基于ARM 设计了高精度的温度数据采集模块，制定了可实现的总体方案，完成了硬件电路设计，软件模块设计，并通过对相关性能的指标进行详细研究，以及对相关参考电压值的选取与模数转换精度之间的关系进行了分析，给出了各部分功能电路的实现方案。
最后对采集到的数据与测试指标进行对标分析，测试结果表明本文设计的温度采集系统误差在+/-0.2℃以内，可以满足工业生产的需要。
参考文献：[1]李波.基于ARM11的一体化无线数据采集仪设计[J].世界电子元器件，2012 (3)：57-59[2]王旭东.基于PCI 总线的数据采集系统的设计与实现[D].哈尔滨工程大学，2009[3]Su S J ，Zhang H L.The Study and Achieving of High-precision Data-acquisition Based onΣ-ΔADC[J].Telkomnika Indonesian Journal of Electrical Engineering ，2013，11 (8)[4]徐飞.基于32位ADC 的高精度数据采集系统设计[D].吉林大学，2017[5]胡银肖.适用于 sigma_delta ADC 的分辨率可配置数字抽取滤波器设计[D].华中科技大学，2015[6]宋晓波.基ARM 的通用高精度数据采集装置的研究[D].哈尔滨理工大学，2011[7]郑伟.基于FPGA 数据采集及控制系统的研究[D].武汉理工大学，2010[8]李强，梁莉，刘桢，等.具有温度补偿功能的智能压力传感器系统[J].仪器仪表学报，2008表3 温度采集系统测试序号标准温度℃测试温度℃相差℃ 序号标准温度℃测试温度℃相差℃12524.82-0.18 117574.89-0.11 23030.010.01 128080.120.12 33535.110.11 138585.040.04 44039.83-0.17 149089.89-0.11 54545.120.12 159595.020.02 65050.090.09 16100100.030.03 75555.130.13 17105105.160.16 86059.98-0.02 18110109.86-0.14 96565.140.14 19115114.98-0.02 107069.84-0.1620120120.010.01。