實時溫控報警器設計

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1、3.《嵌入式系統(tǒng)原理與應用》綜合設計實時溫控報警器設計系部：電子與信息工程系專業(yè)班級：電子信息工程姓名：學號：小組成員：指導教師：3目錄1緒論11.1嵌入式系統(tǒng)簡介11.2課程設計目的21.3課程設計題目及設計要求21.3.1設計題目21.3.2設計要求21.3.3工作流程21.3.4實驗設備與器材32設計方案42.1總體方案43硬件設計53.1隔熱器模塊53.1.1繼電器PCM-8032AR簡介53.1.2PCM-8032AR硬件結構63.1.3PCM-8032AR功能結構73.2ARM開發(fā)板73.2.1LM3S2110簡介74軟件設計94.1系統(tǒng)控制軟件概述94.1.1系

2、統(tǒng)軟件主要實現(xiàn)以下幾大功能：94.1.2程序的總體結構104.2系統(tǒng)軟件的設計104.2.1主程序設計1034.2.2鍵盤讀取與LCD1602液晶屏顯示子程序設計104.3設計過程及結果114.3.1對于鍵盤操作的描述114.3.2對于LCD1602液晶屏顯示器的描述114.3.3程序執(zhí)行基本流程125系統(tǒng)程序設計與調(diào)試135.1方案的程序調(diào)試136結束語146.1設計調(diào)試過程中遇到的問題以及解決方法146.2課程設計體會146.3致謝147參考文獻158附件材料168.1實物圖168.2程序清單及說明161緒論1.1嵌入式系統(tǒng)簡介嵌入式系統(tǒng)是指以應用為中心、以計算機技術為基

3、礎、軟硬件可裁剪的專用計算機系統(tǒng)，是繼IT網(wǎng)絡技術之后的又一新技術發(fā)展方向。由于具有體積小、功耗低、可靠性高以及面向多行業(yè)應用的特征，嵌入式系統(tǒng)目前已被廣泛用于國防軍事、電子消費、網(wǎng)絡通信、工業(yè)控制等領域，具有極為廣闊的發(fā)展前景。結合Internet技術，嵌入式系統(tǒng)目前已普遍應用于智能公路（車輛導航、信息監(jiān)測等）、植物工廠（無土栽培、智能種子工程等）、虛擬現(xiàn)實（VR）（交通警察、家用機器人等）、信息家電（冰箱、空調(diào)網(wǎng)絡化、自動抄表、防火/防盜系統(tǒng)等）、先進工業(yè)自動化（電網(wǎng)安全等）、POS網(wǎng)絡及電子商務（交通卡、電話卡、自動售貨機等）。嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設備，

4、如掌上PDA、移動計算設備、電視機頂盒、手機上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機、家庭自動化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業(yè)自動化儀表與醫(yī)療儀器等。圖1常見的嵌入式系統(tǒng)應用實例1.2課程設計目的通過本次課程設計，運用已學的課程知識，根據(jù)題目要求進行軟硬件系統(tǒng)的設計和調(diào)試，對《ARM嵌入式系統(tǒng)原理》課程中涉及的芯片結構、控制原理、硬件和編程等方面有一定的感性認識和實踐操作能力，從而加深對本課程知識點的理解，使應用知識能力、設計能力、調(diào)試能力以及報告撰寫能力等方面有顯著提高。1.3課程設計題目及設計要求1.3.1設計題目實時溫控報警

5、器設計1.3.2設計要求利用實驗系統(tǒng)的資源來設計一個“帶LCD1602液晶屏顯示的實時溫控報警器”?？刂泼姘灏ǎ篖CD1602液晶屏顯示、四個數(shù)字按鍵鍵盤、電源按鍵、電源指示燈、運行鍵。1.3.3工作流程工作流程如下：（1）按下電源鍵，電源指示燈亮，通過數(shù)字鍵設定需控制的溫度，并在LCD1602液晶屏上顯示。（2）溫度設定完后，啟動系統(tǒng)運行，啟動加熱器，對水進行加熱。（3）LCD1602液晶屏實時顯示當前的溫度，超過設定溫度值時，關閉加熱器，并使報警指示燈亮。（4）運行過程中，若再按下電源鍵，則系統(tǒng)停止，電源指示燈滅。1.3.4實驗設備與器材實驗設備：LM3S2110、PC

6、機一臺。實驗器材：LCD1602液晶屏、4個獨立按鍵、蜂鳴器、LM75A數(shù)字溫度傳感器、加熱器、繼電器PCM-8032AR。2設計方案2.1總體方案利用鍵盤來控制溫度的設計，為了使按鍵更有目的性，利用四個按鍵來控制溫度的設置，當按下一個按鍵后，首先判斷按下的按鍵時哪個鍵，假設按鍵是“KEY4”，則LCD1602液晶屏上顯示攝氏溫度，隨即再按"KEY3"鍵，則此鍵設置報警溫度顯示在LCD1602液晶屏上；若按鍵為“KEY2”，則華氏溫度顯示在LCD1602液晶屏上，隨即再按“KEY1”鍵，則此鍵顯示在LCD1602液晶屏上為復位。為了使顯示更能體現(xiàn)是攝氏溫度和華氏溫度，在LCD

7、1602液晶屏上顯示“°C”、“°F”。初始溫度設置完畢后，然后與LM75A數(shù)字溫度傳感器送進來的實際溫度進行比較，若實際溫度大于所設置的溫度，則蜂鳴器蜂鳴；反之，蜂鳴器不蜂鳴。3硬件設計系統(tǒng)結構框圖如圖2所示。1.溫度測量：采用LM75A數(shù)字溫度傳感器；2.按鍵、顯示：4個獨立按鍵及LCD1602液晶屏；3.ARM開發(fā)板：LM3S2110；4.加熱器和ARM開發(fā)板之間：繼電器或光電隔離，實現(xiàn)高壓電與低壓電的隔離。圖2系統(tǒng)結構框圖3.1隔熱器模塊加熱器和ARM開發(fā)板之間須加隔離，實現(xiàn)高壓電與低壓電的隔離