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《嵌入式系統(tǒng)課程論文：基于arm的溫度測控系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、嵌入式系統(tǒng)課程論文基于ARM的溫度測控系統(tǒng)的設計專業(yè)：電氣工程及其自動化姓名：左立剛學號：指導老師：劉三軍日期：2013年11月3日25目錄第一節(jié)引言………………………………………………………31.1溫度控制系統(tǒng)概述……………………………………31.2本設計的主要任務和目標………………………………4第二節(jié)系統(tǒng)設計原理及方案選擇………………………………42.1系統(tǒng)框圖…………………………………………………42.2方案論證…………………………………………………42.3各部分電路方案…………………………………………5第三節(jié)硬件電路設計與計算…
2、…………………………………73.1溫度采樣和轉換電路……………………………………73.2溫度控制電路……………………………………………83.3ARM控制部分……………………………………………93.4鍵盤顯示設定部分………………………………………10第四節(jié)實驗測試…………………………………………………114.1整個系統(tǒng)的軟件流程圖………………………………114.2溫度設定…………………………………………………134.3PWM輸出…………………………………………………13第五節(jié)課程設計總結…………………………………………135.1設計中遇到
3、的問題及解決……………………………135.2設計還存在的問題……………………………………14第六節(jié)附錄………………………………………………………1425第一節(jié)引言溫度測量與控制在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)及日常生活中應用廣泛，分類較多，不同場合不同環(huán)境的溫度控制系統(tǒng)也不盡相同，因而要根據(jù)不同的控制目標與要求設計出較好的溫度測控系統(tǒng)，其中比較簡單應用也十分廣泛的就是采用PID調節(jié)控制，從而達到較理想的控制指標。本課題的控制內核采用PHILIPS的ARM2131控制整個系統(tǒng)。采用軟件編程，實現(xiàn)用PID算法來控制PWM波的產(chǎn)生，進而控制電爐的加熱時間來實
4、現(xiàn)溫度控制。然而,單純的PID算法無法適應不同的溫度環(huán)境,在某個特定場合運行性能非常良好的溫度控制器,到了新環(huán)境往往無法很好勝任,甚至使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定,需要重新改變PID調節(jié)參數(shù)值以取得佳性能。本文首先用PID算法來控制PWM波的產(chǎn)生，進而控制電爐的加熱時間來實現(xiàn)溫度控制。當實際溫度偏離控制溫度系統(tǒng)會通過軟件自動修改重新穩(wěn)定在控制目標附近，從而不至于使控制要求產(chǎn)生不理想的偏差。當系統(tǒng)環(huán)境變化時可以通過軟件修改參數(shù)達到較好的控制要求。1.1溫度控制系統(tǒng)概述溫度控制是無論是在工業(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
5、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)品的質量和數(shù)量，以及減輕工人的勞動強度、節(jié)約能源，要求對加熱爐爐溫進行測、顯示、控制，使之達到工藝標準。經(jīng)過近年來的發(fā)展，ARM控制技術的發(fā)展越來越進步，ARM技術的應用也已經(jīng)日趨成熟?？梢灶A見在不遠的將來以ARM控制為核心嵌入式的發(fā)展會越來越廣泛。以ARM為核心設計的溫度控制系統(tǒng)，可以同時采集多個數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過通訊口送至數(shù)碼管進行顯示和控制。那么無論是哪種控制，我們都希望溫度控制系統(tǒng)能夠有很高的精確度
6、（起碼是在滿足我們要求的范圍內），幫助我們實現(xiàn)我們想要的控制，解決身邊的問題。在計算機沒有發(fā)明之前，這些控制都是我們難以想象的。而當今，隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，計算機技術和傳感器技術的不斷改進，而且計算機和傳感器的價格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技術來實現(xiàn)溫度控制并提高控制的精確度不僅是可以達到的而且是容易實現(xiàn)的。用高新技術來解決工業(yè)生產(chǎn)問題，排除生活中對溫度的控制問題已成為我們電子行業(yè)的任務，以此來加強工業(yè)化建設，提高人民的生活水平。1.2本系統(tǒng)的主要任務和目標251、基本要求整個系統(tǒng)可以自由修改要達到的控制溫度，即修改給定量，
7、并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動調整，以保持設定的溫度基本不變。2、性能指標@控制精度溫度控制誤差<=1攝氏度度@用數(shù)碼管顯示設定溫度后轉化城的控制電壓、實際電壓、設定溫度。第二節(jié)系統(tǒng)設計原理及方案選擇2.1系統(tǒng)框圖傳感器加熱電阻信號處理電路控制反饋調節(jié)A/D鍵盤顯示ARM2131最小系統(tǒng)電源模塊2.2方案論證本課題并沒有要求我們做出的具體控制系統(tǒng)的應用工作環(huán)境，因而我們選擇的余地比較寬裕，對具體的性能指標也可不必做太過嚴格的要求。根據(jù)我們手中現(xiàn)有的資源，有下面兩種方案可供選擇：方案一：選擇的溫度傳感器為外形比較短小的熱敏電阻（圖1），它的
8、特點是常溫下電阻值特別大，而且為負溫度系數(shù)電阻，即隨著溫度的升高，其電阻值在不斷地減小。而比較麻煩的它是一個隨溫度非線性變化的電阻，這就增加了整個系統(tǒng)的控制難度，它實際上要求我們在這個溫度傳感器上要做大量的
