基于arm的溫度采集系統(tǒng)設計課程論文

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1、HUBEINORMALUNIVERSITY《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》課程設計論文Course’sThesis課程名稱嵌入式系統(tǒng)開發(fā)論文題目基于ARM的溫度采集系統(tǒng)學生姓名學號指導教師所在院系計算機科學與技術(shù)學院專業(yè)名稱通信工程完成時間基于ARM的溫度采集系統(tǒng)ARM概述ARM(AdvancedRISCMachines)，既可認為是一個公司的名字，也可認為是對一類微處理器的通稱，還可認為是一種技術(shù)的名字。1990年ARM公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設計技術(shù)的授權(quán)。目前，采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)IP核的微處理器，即通常所說的ARM微處理器，己遍及工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、

2、無線系統(tǒng)、軍用系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場，基于ARM技術(shù)的微處理器應用占據(jù)了32位RISC微處理器70%以上的市場份額，ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各個方面。ARM公司是專門從事基于RISC技術(shù)芯片設計開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權(quán)供應商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設計許可，由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片。世界各大半導體生產(chǎn)商從ARM公司購買其ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應用領域，加入適當?shù)耐鈬娐罚瑥亩纬勺约旱腁RM微處理器芯片進入市場。一、設計內(nèi)容1.1設計目的1、注重培養(yǎng)綜合運用所學知識、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

3、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。1.2設計意義嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎，且軟硬件可裁剪，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)需求進行合理的裁減

4、利用。嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導體技術(shù)和電子技術(shù)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(shù)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)字被測單元中自動采

5、集非電量或者電量信號，送到上位機中進行分析，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、可靠性差、

6、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(shù)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。溫度控采集是無論是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用，現(xiàn)代冶金、石油、化工及電力生產(chǎn)過程中，溫度是極為重要而又普遍的熱工參數(shù)之一。在環(huán)境惡劣或溫度較高等場合下，為了保證生產(chǎn)過程正常安全地進行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，以及減輕工人的勞動強度、節(jié)約能源。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，

7、并且根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和技術(shù)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)。二、設計方案2.1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。本設計是基于嵌入式技術(shù)作為主處理器的溫度采集系統(tǒng)，利