基于S5PC100核心的溫度監(jiān)控警報系統(tǒng)的設計

摘要：針對LM75串行可鳊程溫度傳感器在火災報警和倉儲環(huán)境過熱報警中的應用，給出了一種溫度監(jiān)控與溫度異常自動報警系統(tǒng)的設計方法。該方法以S5PC100核心開發(fā)板為研究重點，設計了開發(fā)板端的溫度監(jiān)控自動報警系統(tǒng)程序，并利用I2C總線串行通信協(xié)議實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集，然后通過JTAG仿真器實現(xiàn)宿主機對目標機功能的調試。實驗表明，基于LM75溫度傳感器的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可以滿足以S5PC100為核心的多領域溫度監(jiān)控和溫度異常警報功能的集成需求。
關鍵詞：S5PC100；LM75；溫度監(jiān)控；自動報警

0 引言
隨著當今社會物聯(lián)網技術的發(fā)展和溫度監(jiān)控在物聯(lián)網技術中的應用，特別是在工業(yè)倉儲管理中，許多產品對溫度控制的要求越來越高，以減小產品在儲備過程中由于外部環(huán)境的變化而產生的損耗。本文正是在LM75溫度傳感器基礎上設計的一種溫度監(jiān)控自動報警系統(tǒng)。此系統(tǒng)的設計滿足倉庫管理等多種環(huán)境的管理系統(tǒng)中對溫度監(jiān)控的需求，讓企業(yè)可以在產品儲備中減少因為溫度的變化而帶來的損失，從而降低成本。

1 系統(tǒng)硬件設計
本溫度監(jiān)控報警系統(tǒng)由S5PC100核心處理器、LM75溫度傳感器、蜂鳴器、OpenJTAG仿真器、宿主機等五個部分組成，圖1所示是其系統(tǒng)設計圖。

1．1 S5PC100核心處理器
S5PC100是三星公司生產的一款基于ARMv7架構的Cortex—A8處理器，采用64／32位的內部總線結構和13級流水線運算處理單元，最大833 MHz的運算速度，是一款高性能的多功能民用級別處理器。
1．2 LM75串行可編程溫度傳感器
LM75溫度傳感器由安森美半導體設計，包含一個△-∑模數(shù)轉換器和一個數(shù)字過熱檢測器。工作范圍是-55～125℃，溫度感應精度為0．5℃。主控制器可通過器件的I2C接口讀取溫度數(shù)據(jù)。當超出設置的溫度門限時，漏極開路的過熱輸出(OS)吸收電流。OS輸出具有兩種模式：比較器和中斷模式。本文采用的是比較器模式，主機可讀寫LM75的TOS和THYST寄存器，器件上電時進入比較器模式，默認條件下TOS=+80 ℃且THYST=+75℃。
1．3 I2C串行總線
I2C總線由一條串行數(shù)據(jù)線SDA和一條串行時鐘線SCL組成，通過固定地址部分和可變地址部分來確定器件地址。串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達3．4 Mb／s。系統(tǒng)中I2C總線采用10位尋址方式。
1．4 OpenJTAG調試仿真器
JTAG是檢測PCB和IC芯片的一個標準，采用邊界掃描技術，即在靠近芯片的輸入／輸出引腳上增加一個移位寄存器單元。當芯片處于調試狀態(tài)時，這些邊界掃描寄存器可以將芯片和外圍的輸入／輸出隔離，從而實現(xiàn)對芯片輸入／輸出信號的觀察和控制。使用OpenJTAG仿真器，配合Eclipse、OpenOCD等開源軟件就可以完成目標機的下載、燒寫、調試等任務。

2 系統(tǒng)的程序設計
2．1 I2C總線控制寄存器的初始化
本系統(tǒng)中設計了大量對寄存器的操作，本文僅以GPDCON為例，給出圖2所示的I2C總線控制寄存器初始化。通過圖2可知，本設計把GPDC ON設置為I2C0 SDA和I2C0 SCL模式。

2．2 I2C總線數(shù)據(jù)傳輸寄存器初始化和LM75傳感器模式中斷位設置
通過主控制器對LM75傳感器模式中斷位的設置，實現(xiàn)對環(huán)境溫度的感應。由I2C數(shù)據(jù)寄存器進行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，主控制器端通過比較器模式設置溫度感應范圍，包括溫度上限和下限以及死區(qū)，實現(xiàn)對環(huán)境溫度的監(jiān)控。此階段可通過寄存器的移位操作實現(xiàn)，操作的寄存器包括I2CDS0、I2CCON0、I2CSTAT0等。