基于ARM的温度控制系统设计.docVIP

编号 题目： 物联网工程 学院 专业 学 号 学生姓名 指导教师 二〇一二年月 摘 要 基于嵌入式技术作为主处理器的采集系统利用S3C44B0x ARM微处理器作为主控CPU，采集模块采集数据，实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。传统的数据采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，完全适应现代化工业的高速发展。 通过本次设计，锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。让我们懂得了怎样理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。。 目 录 I 目 录 i 第1章 设计原理 2 1.1 原理概要 2 1.2硬件配置 3 1.21 S3C44B0X 3 1.22 Pwm 3 1.23 PT100 3 1.3 实验原理设计图 4 第二章 设计步骤 5 2.1功能描述： 5 2. 2设计步骤 5 2.21设计思路 5 2.22设计思路流程图 5 第三章 实验结果及分析 7 第四章 参考文献 8 第1章嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以下几部分组成：嵌入式微处理器外围硬件设备嵌入式操作系统嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据量测是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。传统的采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，已经不能完全适应现代化工业的高速发展。随着嵌入式技术的迅猛发展，设计高速度、高效率、低成本、高可靠性、操作方便的采集系统成为当务之急。Pwm 脉冲宽度调制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0时它的阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀增长的。 图1-2-1 PT100与温度变化关系 1.3 实验原理设计图 图1-3-1 温度控制系统原理图 图1-3-2 .控制系统原理图 第二章 设计步骤 2.1功能描述： 1．某设备需对一个水罐的水温进行控制，要求水温恒定在60℃±0.5℃。假设罐内水温通过PT100铂热电阻进行采集，经信号变换后输出电压是0~2.5V；加热系统可以通过PWM输出方式进行调节：占空比为0时加热系统关闭，占空比为1时满功率加热； 2．用S3C44B0X的A/D转换器和PWM输出功能设计相关电路； 3．编写温度采集程序和加热系统的PWM输出程序； 4．编写一个简单的温度调节程序，使罐内水温稳定在60℃； 5．给出合理的程序注释。 2.