基于嵌入式技术的高精度恒温系统的设计

发布时间：2020-07-16 11:17

【摘要】：恒温系统的运用在工业领域最为常见,随着电子技术的快速发展,对工业领域的现场温度测控也由以前的指针温度计、刻度温度计向数字式、触摸屏显示的智能温度仪表发展,还有,对恒温系统的精度要求也不断提高。传统的利用单片机设计的恒温系统己经逐渐不能适应日渐复杂的恒温系统的需求,高精度数据处理、友好的人机交互界面、远距离智能化的监控系统将成了现代智能化系统的迫切需求。伴随着嵌入式系统的迅猛发展,以单片机为中心的传统应用正逐步被嵌入式系统的应用所取代,成为未来智能化仪器仪表发展的趋势。本文立足于设计一种基于嵌入式的高精度恒温系统,运用嵌入式Linux操作系统在32位ARM微处理器上进行移植并对其实时性进行了改造,围绕S3C2440处理器芯片,完成了前端温度采集电路、后端PWM波输出驱动电路、存储模块电路、通信模块电路、触摸屏电路、电源模块电路及其它辅助电路的设计,并选用半导体制冷片对恒温系统的温度参数进行调节；搭建了的嵌入式Liunx的软件系统平台,设计温度采集程序、PID算法程序、USB通信设备驱动程序等的编写,并使用Qtopia作为嵌入式恒温系统应用程序的人机交互界面的支撑环境,有效地改善了人机接口操作效率,提高了产品的档次；使用VC++6.0完成了上位机软件界面的编写,实现了硬件目标板与上位机通信；研究了S3C2440处理器的整体的系统构架,并验证和分析了在恒温控制领域的可行性。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1
【图文】：

框图,整体结构,硬件,框图

器53C2440实现温度控制，具有系统扩展性强、可靠性高、测量和控制精度较高、多任务实时调度、响应速度快、体积小等特点，为用户提供了一种新型的高精度温度控制方案。本系统硬件整体结构框图如图2一1所示:‘带麒四蔽塾而刃若飞恻一_~一玉匕一一_一户卜入一四M波输出{/士生些翌扣磕孟轰丽核心处理器一—一J{葺俨溉雳一了一串口等)一，/下，又尸。闪丫入川，叭入一一一、/一一一一一吵画耐图2一1硬件整体结构框图 1)CPU核心模块:主要由53C2440微处理器以及其外围电路组成，是系统的核心控制模块。CPU选用SAMSUNG公司的ARM920T处理器内核开发的一款16/32位咫SC微处理器53C2440，对数据进行存储、处理、通讯、显现等功能。2)模拟电路:主要包括前端温度采集电路和后端PWH波输出控制电路。

电路图,电路,擦除速度,容量

南京信息工程大学硕士论文明。NandFlash具有较高的容量和较低的价格，可靠性较低，而NorFlash靠性高，而且擦除速度很慢，所以通常NorFlash用来保存关键代码和数据，据存储都使用NandFlash，在本设计的应用中NorFlash用于存储BootLoadash用于存储操作系统内核以及文件系统，类似于PC机上的硬盘。ash电路设计计选用的No:Flash采用IIY57v56162oBF，容量为ZMI，4]。No:Flash地址线每次读写的最小单位是两个字节。该存储芯片总共有Al~A22，22条地址线，由于芯片总容量只有ZM，所以，只需连接其中的20条地址线，另外。NorFLASH与53C2440处理器接口如图3一5所示:

接口电路图,接口电路

内存电路设计Flash存储器不同，不具有掉电保持数据的特性，但其存取速度具有读写的属性，SDRAM在系统中的作用主要用于系统内核当系统启动时，CPU处理器首先从复位地址处读取启动代码，完栈、运行数据及程序代码都会调入SDRAM中运行，这样就可以RAM的存储单元可以想象成一个电容，为避免数据丢失，必须定倾向于放电。因此，要在整个系统中使用sDRAM，就要求选用逻辑，若没有可在系统中另外加入刷新控制逻辑电路。本设的芯片内具有独立的SDRAM刷新控制逻辑，可方便地与SDRA两片外接的32Mbytes总共64M的SDRAM(型号为是HytmH)，又称内存，它的工作电压为3.3v，采用54脚TSOP封装，并兼动刷新(Auto一Refresh)和自刷新(Self-Refresh)两种模式，单片的数内存密度大和高带宽的场合[l“]。本设计将两片内存并接在一起形，这样可以大大增加访问的速度。用的64M的SDRAM完全满足嵌入式操作系统以及各种复杂的算

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