基于ARM的热敏电阻温度计的设计

　　1 引言

　　随着半导体技术的不断发展，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。他具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点。

　　传统的热敏电阻温度计硬件上大多采用普通单片机(MCS-51系列)+A/D转换器以及LED显示模块构成，分立元件多、功耗大、设计复杂且难以调试;软件上也多采用冗长繁琐的汇编语言来实现，设计效率低、可移植性差、性能难以保证。

　　目前，嵌入式系统的应用已经进入到一个高、低端并行发展的阶段，其标志就是32位微控制器的发展。ARM(Advanced RISC Machines)是嵌入式系统应用比较广泛的一种32位微处理器核，具有体积小、功耗低、集成度高、硬件调试方便和可移植操作系统等优点。为智能仪器向轻便化、智能化、微机一体化等方向发展提供了必要条件。

　　由于电子技术的飞速发展，电子元器件的性价比不断得到提高。本文采用32位的ARM7 TDMI-S微处理器核MC14489进行温度的实时显示。

　　2 热敏电阻温度的转换原理

　　热敏电阻是温度传感器的一种，他由仿陶瓷半导体组成。热敏电阻(NTC)不同于普通的电阻，他具有负的电阻温度特性，即当温度升高时，其电阻值减小。图1为热敏电阻的特性曲线。 热敏电阻的阻值～温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，因此在使用时要进行线性化处理。线性化处理虽然能够改善热敏电阻的特性曲线，但是比较复杂。为此，在要求不高的一般应用中，常做出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定，以简化计算。使用热敏电阻是为了感知温度，给热敏电阻通以恒定的电流，电阻两端就可测到一个电压，然后通过公式下面的公式可求得温度：

　　T为被测温度;T0为与热敏电阻特性有关的温度参数;K为与热敏电阻特性有关的系数;VT为热敏电阻两端的电压。

　　根据这一公式，如果能测得热敏电阻两端的电压，再知道参数T0和K，则可以计算出热敏电阻的环境温度，也就是被测的温度，这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压随温度变化的关系了。数字式电阻温度计设计的主要工作，就是把热敏电阻两端电压值经过A/D转换成数字量送到单片机中，然后通过软件方法计算出温度值，再进行显示、打印等处理。

　　3硬件电路设计

　　在电子技术迅猛发展的今天，一些功能强大的元器件价格不断下降，使其性价比不断得到提高，应用领域越来越广泛。本文就是采用32位的ARM微处理器核LPC2142代替传统的805l单片机为控制核心，进行A/D转换和温度实时显示。图2为整个系统的结构原理图。