基于ARM的溫度采集系統(tǒng)

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1、湖南科技大學信息與電氣工程學院湖南科技大學信息與電氣工程學院《基于嵌入式微處理器S3C44B0X的溫度采集系統(tǒng)》設計報告專業(yè)：電子信息工程姓名：陳信維曾有根指導教師：羅朝輝第13頁湖南科技大學信息與電氣工程學院緒論嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術為基礎，且軟硬件皆可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。它一般由以下幾部分組成：嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應用的，它必須與具體應用相結(jié)合才會具有生命力、才更具有優(yōu)勢。因此嵌入式系統(tǒng)是與應用緊密結(jié)合的，它具有很強的專用性，必須結(jié)合實際系統(tǒng)需求

2、進行合理的裁減利用。嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業(yè)的具體應用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應用需求對軟硬件進行裁剪，滿足應用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。所以，如果能建立相對通用的軟硬件基礎，然后在其上開發(fā)出適應各種需要的系統(tǒng)，是一個比較好的發(fā)展模式。目前的嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個只有幾K到幾十K微內(nèi)核，需要根據(jù)實際的使用進行功能擴展或者裁減，但是由于微內(nèi)核的存在，使得這種擴展能夠非常順利的進行。數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數(shù)字被測單

3、元中自動采集非電量或者電量信號，送到上位機中進行分析和處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。被采集數(shù)據(jù)是已被轉(zhuǎn)換為電訊號的各種物理量，如溫度、水位、風速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。采集一般是采樣方式，即隔一定時間（稱采樣周期）對同一點數(shù)據(jù)重復采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時值，也可是某段時間內(nèi)的一個特征值。準確的數(shù)據(jù)量測是數(shù)據(jù)采集的基礎。數(shù)據(jù)量測方法有接觸式和非接觸式，檢測元件多種多樣。不論哪種方法和元件，均以不影響被測對象狀態(tài)和測量環(huán)境為前提，以保證數(shù)據(jù)的正確性。傳統(tǒng)的溫度采集系統(tǒng)由于存在響應慢、精度低、可靠

4、性差、效率低、操作繁瑣等弊端，已經(jīng)不能完全適應現(xiàn)代化工業(yè)的高速發(fā)展。隨著嵌入式技術的迅猛發(fā)展，設計高速度、高效率、低成本、高可靠性、操作方便的溫度第13頁湖南科技大學信息與電氣工程學院采集系統(tǒng)成為當務之急。基于ARM的溫度采集系統(tǒng)就成為了解決傳統(tǒng)溫度采集系統(tǒng)各種弊端的優(yōu)先選擇方案。在本系統(tǒng)的設計過程中，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的基本設計思想，系統(tǒng)采用了模塊化的設計方法，并且根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和技術指標，系統(tǒng)遵循自上而下、由大到小、由粗到細的設計思想，按照系統(tǒng)的功能層次，在設計中把硬件和軟件分成若干功能模塊分別設計和調(diào)試，然后全部連接起來統(tǒng)調(diào)。課程設計內(nèi)容一、設計目的1、注重培養(yǎng)綜合運用所學知識

5、、獨立分析和解決實際問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，并獲得科學研究的基礎訓練。2、了解所選擇的ARM芯片各個引腳功能，工作方式，計數(shù)/定時，I/O口，中斷等的相關原理，并鞏固學習嵌入式的相關內(nèi)容知識。3、通過軟硬件設計實現(xiàn)利用ARM芯片對周圍環(huán)境溫度信號的采集及顯示。二、設計要求1、查閱相關文獻資料，熟悉所選ARM芯片及溫度傳感器。2、總體設計方案規(guī)劃。3、系統(tǒng)硬件設計，熟悉AD轉(zhuǎn)換原理及過程，溫度傳感器與ARM芯片的硬件接口實現(xiàn)及溫度顯示。4、系統(tǒng)軟件設計，包括溫度的AD轉(zhuǎn)換及顯示的軟件實現(xiàn)，用C語言編程。三、設計方案本設計是基于嵌入式技術作為主處理器的溫度采集系統(tǒng)，利用S3C

6、44B0xARM微處理器作為主控CPU，輔以單獨的數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)（溫度采集模塊電路采用AT89S52單片機作為模塊的協(xié)控制器），實現(xiàn)了智能化的溫度數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理與顯示等功能，并討論了如何提高系統(tǒng)的速度、可靠性和可擴展性。并解決了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由于存在響應慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁瑣等弊端，能夠完全適應現(xiàn)代化工業(yè)的高速發(fā)展。1、硬件設計部分第13頁湖南科技大學信息與電氣工程學院1.1S3C44B0xARM微處理器簡介：嵌入式微處理器S3C44B0X中集成了ARM公司的ARM7TDMI核，這個核也稱為CPU單元，此外還集成了邊界掃描控制器等多個功能模塊（也稱模塊

7、、單元）。S3C44B0X中有2條總線，即系統(tǒng)總線和外設總線。通過系統(tǒng)總線，將CPU單元、電源管理模塊（含時鐘發(fā)生器）、存儲器控制器、LCD控制器、中斷控制器和2通道ZDMA連接在一起?？偩€仲裁器對系統(tǒng)總線上的總線請求進行仲裁。通過外設總線，將A／D轉(zhuǎn)換器、看門狗定時器、RTC、通用I／O控制器（GPIO）、IIC總線控制器、IIS總線控制器、UART、SIO、PWM等連接在一起。系統(tǒng)總線與外設總線通過系統(tǒng)總線橋與仲裁／2通道BDMA連接在一起。S3C44