基于arm9的通用控制器设计

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1、淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第31页共31页目录1绪论11.1控制器的种类和特点11.2嵌入式系统简介21.3ARM简介42系统需求分析与可行性研究42.1系统需求分析42.2系统可行性研究53嵌入式开发平台介绍63.1硬件开发平台介绍63.2软件开发平台介绍83.3软件结构与开发流程134软件设计与实现144.1Socket编程144.2LCD显示编程234.3图形用户界面设计254.4程序的运行与调试27结论29致谢30参考文献31淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第31页共31页1绪论随着现代科学

2、技术的迅速发展，自动化控制技术呈现日新月异的变化。现代日常生活和工业生产中，自动化控制技术给人们的日常生活和工作带来了便利，为工业生产提供了重要的保障。其中控制自动化主要包含3个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化，而基础自动化和过程自动化的核心是各式各样的控制器和与之配套的软件系统。1.1控制器的种类和特点运动控制器：早期的运动控制器一般采用运算放大器等分立元件，以模拟电路硬接线方式构成。这种控制方式具有以下优点：①对输入信号进行实时处理，没有附加延时，

3、响应速度快；②控制器的精度较高且具有较大的带宽。但是，模拟控制系统与数字控制系统相比，也有明显的缺点：①老化和环境温度的变化对构成系统的元器件的参数影响很大；②构成模拟系统需要的元器件较多。可编程逻辑控制器：可编程逻辑控制器(PLC)是以微处理器为基础，在硬件接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。它是将计算机技术与自动控制技术综合为一体的工业控制产品，由中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出单元(I／O)、电源、编程器等组成，是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机。DDC（直接数字控

4、制）控制器的内部也是由微处理器、工作存储器、程序存储器、时钟模拟量输入输出和数字量输入输出等部分组成，和PLC有些类似。通用计算机和工控机，利用高级语言编制相关的控制软件，配合与计算机进行信号交换的通信接口板，构成了一个控制系统。基于专用控制芯片的控制器是将实现控制所需的各种逻辑功能做在一块专用集成电路内，并提供一些专用的控制指令，同时具有一些特定用途必须的辅助功能，使用户的软件设计工作减少到最小程度。例如伺服电机。可编程逻辑器件：由于现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)具有用户可

5、编程的特性，使得用户可以利用系统开发软件或VHDL等开发语言，通过软件编程实现控制算法，并将这些算法下载到相应的可编程逻辑器件中，从而最终以硬件的方式实现控制。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第31页共31页近几年来，随着ARM技术的不断成熟，使用ARM处理器作为核心的控制器不断涌现，其原因主要是ARM的特有优势：ØARM嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力

6、大大增强。ØARM片上资源丰富，集成了多种控制器，便于通讯和外围扩展。Ø支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，很好的兼容8位/16位器件。Ø处理速度快，寻址空间可达4G，便于移植操作系统，由此可以实现系统资源调度、进程管理、进程通信等诸多功能。Ø操作系统的引入带来了通讯协议支持，也为复杂应用程序的开发带来了便利。Ø可靠性高，尤其对于工业级ARM芯片，可适应高过载、高冲击及其他恶劣环境。Ø价格低，一般几到几十元。ØARM嵌入式工业控制系统的硬件和软件都经过高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，在同

7、样的硅片面积上实现更高的性能，在具体应用中更具竞争力，产品生命周期长。Ø第三方工具和支持较多，为系统开发带来了便利。当然，ARM也有自身的限制，比如ARM在速度和数据处理能力方面不及DSP。但由于上述诸多优点，基于ARM的控制器还是如雨后春笋般涌现出来，并且随着对控制性能要求的提高，基于高性能ARM处理器的控制器也逐渐多了起来，应用前景十分光明。1.2嵌入式系统简介嵌入式系统（EmbeddedSystem）是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等

8、指标的严格要求的专用计算机系统。它可以实现对设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统的概念是相对于通用计算机系统而提出的。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第31页共31页在对可靠性和成本控制要求较高的场合，传统PC和工控机都有其不足之处，而嵌入式系统正好满足了这些要求，成为了这些场合的不二之选。从本质上来说，嵌入式系统是微型计算机系统，由于它们要用在具体的场合与环境，并且有一定的专用性（软硬件的裁减和定制），所以称之为“嵌入式