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摘  要: 本文介绍了一个基于温度传感芯片LM92的温度巡检系统的设计，分别论述了它的总体框架，系统功能，以及LM92特色电路的设计，并给出了C语言编写的LM92的读写程序。
关键词: 温度巡检；数据采集；I2C总线

　　温度是表征物体冷热程度的物理量，它是工农业生产中最常见、最基本的参量之一。常用的测温方法有热电偶、热电阻以及IC感温芯片。由于IC技术的发展，许多芯片厂商都推出了测温专用的IC。这些IC温度传感器既有模拟输出，也有数字输出，同时也可能会整合其它的许多功能。美国国家半导体公司(NS)推出了模拟传感器(如LM45)，数字传感器(如LM92)，远程二极管温度传感器(如LM83)，系统监控传感器(如LM78)四个温度产品系列。本文主要论述一个基于NS温度传感芯片LM92的温度巡检系统的设计。

LM92的特性
　　LM92是单片高精度数字温度传感器，内含12位温度A/D转换器，可以将被感知的温度量化到0.0625℃的数字量，其基本特性如下：工作电压：＋2.7V～+5.5V； 测温范围：-55℃～＋150℃；精度：±0.33℃(30℃时)； 线形度：±0.50℃；温度刷新间隔：500ms； IIC串行接口等。

NS温度巡检系统的总体框架图
　　该系统采用LM92温度传感器，充分利用其精度高、采用IIC总线接口、宽范围电压供电等特点进行设计，总体的系统框架如图1所示。
此系统实际上是一个温度显示设定记录报警巡检系统，简称温度巡检系统。主要特点如下：
● 液晶实时显示温度，在交流供电时，液晶每1s刷新一次温度显示。在电池供电时，液晶显示有休眠功能；
● 报警上下限可以随时设定；
● 每路可以记4000条数据，更换更大容量的EEPROM，可以记录更多数据。可以巡检监控16路以上的温度输入；
● 传感器单元可以和主控单元脱离，单独作为一个火警报警和温度过热报警器；
● 通过RS232和电脑相连，用上位机软件实现数据管理、计算、图表显示、打印以及系统设定等多项功能。

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LM92相关硬件电路
　　为了使这种电路具有通用性，传感头部分的电路和MCU的连接只要是两个I/O引脚就可以了，并不一定要求主控单元有IIC接口。LM92的测温和报警单元电路图如图2所示。

　　图中最左边的音频插座，用于和系统的主控单元相连。实际就是采用三线连接，插座第2线接SDA，第3线接SCL，MCU亦是如此连接。82B715是IIC总线上的驱动芯片，在实际工程中可以使IIC总线信号传得很远。

　　贴片跳线开关SW和上拉电阻RT1、RT2配合使用，用来确定LM92的地址，一组IIC总线上可以挂4路LM92传感器。大多数MCU均有不少I/O引脚，2个作为一组，即可扩展4路LM92传感器。例如，如果一个MCU能留出8个I/O引脚用于测温，就可做到16路的巡检。C2为22mF的电解电容，可以作为传感器LM92的备用电源；当SCL和SDA均为低电平，且传感器处未加外接电源时可以给芯片供电。

　　以LM92芯片为界，右边的元器件都去掉，此时就可以作为一个温度传感的变送单元，和系统主机相连就可以实现温度巡检的功能。加上LM92芯片右边的元件，可以在温度传感点做一个报警装置，类似于建筑物中安装的烟雾报警，不过此处是用于温度报警。该报警器可以连接到主机上组成一个测温网络，如给一个粮库、车间测温，也可以拔掉音频线，单独使用，既可分，也可以合。

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关于LM92的软件设计

　　此软件用C语言编写，略作修改可以移植到各种单片机(MCU)上。其中的延时程序，调整延时时间，可以让IIC总线传得更远。
bit ackbit;      /*用于IIC的应答信号，正确ackbit=0，错误ackbit=1*/
unsigned char lm92_addr;      /*LM92内部寄存器的地址*/
unsigned char lm92_config;    /*配置寄存器中的值*/
unsigned char lm92_data_h;    /*当地址指向双字节时，代表高字节数据*/
unsigned char lm92_data_l;    /*当地址指向双字节时，代表低字节数据*/
/*================================*/
/*读取和写入LM92的控制程序*/
/*================================*/
/*控制IIC的延时程序*/
void lm92_delay_us()    /*延时可以保证远传*/
{
      NOP();
      NOP(); 
      NOP(); 
      NOP();      /*延时的时间根据需要可以调整*/
}
/*主器件输出的开始条件*/
void start_lm92_condition()                         
{
      SDA2=1;
      SCL2=1;
      lm92_delay_us();                     
      SDA2=0;
        lm92_delay_us();
      SCL2=0;
      lm92_delay_us();
}

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关于LM92的软件设计

　　此软件用C语言编写，略作修改可以移植到各种单片机(MCU)上。其中的延时程序，调整延时时间，可以让IIC总线传得更远。
bit ackbit;      /*用于IIC的应答信号，正确ackbit=0，错误ackbit=1*/
unsigned char lm92_addr;      /*LM92内部寄存器的地址*/
unsigned char lm92_config;    /*配置寄存器中的值*/
unsigned char lm92_data_h;    /*当地址指向双字节时，代表高字节数据*/
unsigned char lm92_data_l;    /*当地址指向双字节时，代表低字节数据*/
/*================================*/
/*读取和写入LM92的控制程序*/
/*================================*/
/*控制IIC的延时程序*/
void lm92_delay_us()    /*延时可以保证远传*/
{
      NOP();
      NOP(); 
      NOP(); 
      NOP();      /*延时的时间根据需要可以调整*/
}
/*主器件输出的开始条件*/
void start_lm92_condition()                         
{
      SDA2=1;
      SCL2=1;
      lm92_delay_us();                     
      SDA2=0;
        lm92_delay_us();
      SCL2=0;
      lm92_delay_us();
}

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/*主器件输出的停止条件*/
void stop_lm92_condition()
{
      SDA2=0;
      SCL2=1;
lm92_delay_us();
        SDA2=1;
        lm92_delay_us();
        SCL2=0;
        lm92_delay_us();
}
程序以下部分从略，有兴趣读者请与编辑部(articleb@edw.com.cn)联系索取。

结　语
　　此温度巡检系统的设计尽可能地利用了LM92传感器的功能，充分发挥了LM92的特性，也大大提高了本系统的性能。它适用于需要温度显示、报警设定、记录、巡检等各项功能的场合，如食品车间、铁路保温货车、医院、档案馆等应用，具有非常广泛的应用前景。