基于I2C总线的多点温度采集系统

　　随着社会的进步和工业技术的发展，许多产品对温度范围的要求越加严格，尤其在工业发展方面，如冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃等行业。而目前市场上温度检测仪器大多是单点测量，不能适应当今社会生产高效率要求，且温度信息精度不高。因此设计一种能够同时测量多点温度，测量精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统很有必要。这里提出一种能多路采集、显示的温度采集系统设计。

　　1 系统硬件设计

　　1.1 系统整体结构

　　该系统设计采用I2C总线，单主机多从机的工作模式，实现多点温度的采集、读取与显示。主机由主控制器、数码管显示、电源、报警、键盘等模块组成，完成以下功能：1)主机通过按键确定进入温度测量状态以及即将读取温度的节点：2)主机从总线上读取节点温度值并显示;3)空闲时，由按键确定进入时间显示状态。时钟使用单片机内部的实时时钟RTC、外部6 MHz晶振，CPU掉电运行，每0.5 s唤醒一次;而从机由数字温度传感器等组成，实现完成以下功能：1)采集节点实时温度值;2)响应主机的请求，发送温度数据。

　　基于I2C总线的多点温度采集系统选用具有硬件I2C总线功能的P89LPC922单片机作为主控制器，采用具有I2C功能器件的数字温度传感器LM75A和数码管显示驱动及键盘扫描管理器件ZLG7290。LM75A采集节点实时温度值，并通过I2c总线发送温度数据，ZLG7290驱动LED数码管显示温度值和时间。采用SPXll17设计电源模块提供3.3V电压。该系统硬件框图如图l所示。

　　1.2 各模块电路设计

　　1.2.1 控制器模块

　　主控制器采用P89LPC922单片机。该单片机是一款单片封装的微控制器，适合于那些要求高集成度、低成本的场合，满足多方面性能要求。其内部集成了键盘中断、串行接口(UART/I2C)、看门狗定时器，采用先进的2-clock技术，指令执行速度是传统80C51的6倍。支持空闲、掉电、时钟预分频等多种节电模式，另外，其4中断优先级结构，为多个中断源的处理提供极大的灵活性。

　　根据主控器P89LPC922单片机的键盘中断特性，键盘模块可直接由3个I/O口控制实现3个按键，其原理图如图2所示。

　　本设计采用蜂鸣器实现报警过程，使用I/O口的开漏方式对蜂呜器进行控制。指示灯电路是由2个LED组成，使用I/O口的推挽输出方式驱动LED。

　　1.2.2 温度采集模块

　　LM75A是一个使用了内置带隙温度传感器和∑-△模数转换技术的温度-数字转换器。本设计使用2片LM75A采集两点的温度值，其原理图如图3所示。

　　1.2.3 显示模块

　　ZLG7290B是数码管显示驱动及键盘扫描管理器件，能够直接驱动8位共阴式数码管(或64只独立的LED)。这里只使用ZLG7290B的数码管显示驱动功能，而没有用其键盘功能，因此电路大大简化，其原理图如图4所示。