基于LM3S101處理器的溫度測量模塊設計
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2．2 測溫數據的濾波處理
測溫模塊工作過(guò)程中不可避免會(huì )受到噪聲干擾。為減少測溫過(guò)程中噪聲干擾信號，特別是突發(fā)噪聲的影響，提高測溫模塊的工作穩定性，需要結合濾波算法對測溫數據進(jìn)行濾波處理。這里采用簡(jiǎn)單的加窗平滑低通濾波的方法，即連續測量N個(gè)值，取平均后作為測量的有效值，即：
在具體的應用中，N越大對數據的平滑越好，但N過(guò)大會(huì )降低測溫的速度和靈敏度。經(jīng)實(shí)際試驗，選擇N=5～10之間較為合適，可在計算速度和平滑濾波效果之間取得較好平衡，實(shí)際應用中，可根據具體的測溫要求進(jìn)行合理設置。
2．3 測溫模塊的軟件設計
以上述的數據處理思路為基礎，結合串口通信編程及必要的初始化處理工作，即可進(jìn)行測溫模塊的軟件設計。完成一次溫度測量及測溫結果傳輸的主流程如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/195195.htm
整個(gè)模塊的軟件設計編程基于Cmssworksl．7開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行，將整個(gè)程序的核心部分劃分為4個(gè)函數進(jìn)行設計，即：1)主函數，完成系統參數配置、端 口初始化及濾波處理等功能；2)測溫函數，完成熱敏電阻的阻值獲取，并將其轉換為實(shí)際的溫度值；3)測溫結果傳輸函數，完成測溫結果通過(guò)串口的發(fā)送傳輸功 能；4)串口接收函數，通過(guò)串口接收控制指令，完成測溫間隔時(shí)間、串口通信速率、平滑濾波加窗寬度、及測溫結果顯示格式等工作參數的設置。
3 測溫效果分析
所設計的測溫模塊結合精密恒溫槽進(jìn)行了實(shí)際測溫效果的實(shí)驗測試。利用精密恒溫槽在-10～+80℃的測溫范圍內，設置3個(gè)溫度檢測點(diǎn)，把熱敏電阻放在精密恒溫槽內，利用該模塊進(jìn)行溫度的測量。各個(gè)溫度點(diǎn)的溫度測量值通過(guò)串口調試工具進(jìn)行觀(guān)測，實(shí)驗測試數據如表l所示。
表l所示的測量數據表明，所設計的測溫模塊測溫穩定，在整個(gè)測量溫度范圍內測溫精度基本上能夠達到O．2℃，優(yōu)于傳統熱敏電阻測溫采用單片機結合A／D器件的方式，同時(shí)也證明了測溫曲線(xiàn)分段線(xiàn)性化處理的有效性。
4 結論
本文提出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用、性?xún)r(jià)比高、測溫效果好的熱敏電阻溫度測量模塊的設計，所設計的測溫模塊由于對熱敏電阻阻值的獲取引入RC充放電方式，簡(jiǎn)化了硬件 設計和模塊成本；而選用32位ARM處理器LM3S101以及數據處理所采用的分段線(xiàn)性化處理方式則有效保證了測溫精度與數據處理的速度。通過(guò)測溫實(shí)驗及 在具體溫度測控系統中的使用，該測溫模塊在-lO～80℃范圍內有良好的測溫效果。在具體的模塊設計與應用過(guò)程中，還有其他一些因素會(huì )對測溫的精度產(chǎn)生影 響，若要進(jìn)一步提高該方案的測溫精度，可在以下幾個(gè)方面做進(jìn)一步的改進(jìn)處理：1)電源的穩定性，由于采用RC充放電方式獲取熱敏電阻的阻值，系統電源的穩 定性對充放電時(shí)間有較顯著(zhù)的影響，實(shí)際設計與應用中，采用低噪聲、高穩定的電源有利于測量精度的提高。2)熱敏電阻形狀，熱敏電阻的體積非常小，可以制造 成各種形狀，應根據具體使用場(chǎng)合的不同，選擇合適形狀的熱敏電阻，使測量值能準確反映測量溫度。3)傳感器的一致性，傳感器的一致性差，會(huì )引起很大的測量 誤差，熱敏電阻在作為精密的溫度傳感器使用時(shí)，應選擇產(chǎn)品的互換性在0．1％以上。4)計算精度，測溫數據的處理運算較為復雜，在進(jìn)行處理程序編寫(xiě)時(shí)，應 注意保持較高的計算精度，防止計算過(guò)程帶來(lái)較大的誤差。
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