嵌入式系统课程论文：基于arm的温度测控系统设计

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1、嵌入式系统课程论文基于ARM的温度测控系统的设计专业：电气工程及其自动化姓名：左立刚学号：031040522指导老师：刘三军日期：2013年11月3日21目录第一节引言………………………………………………………31.1温度控制系统概述……………………………………31.2本设计的主要任务和目标………………………………4第二节系统设计原理及方案选择………………………………42.1系统框图…………………………………………………42.2方案论证…………………………………………………42.3各部分电路方案…………………………………………5第三节硬件电路设计与计算…

2、…………………………………73.1温度采样和转换电路……………………………………73.2温度控制电路……………………………………………83.3ARM控制部分……………………………………………93.4键盘显示设定部分………………………………………10第四节实验测试…………………………………………………114.1整个系统的软件流程图………………………………114.2温度设定…………………………………………………134.3PWM输出…………………………………………………13第五节课程设计总结…………………………………………135.1设计中遇到的问题及解决………

3、……………………135.2设计还存在的问题……………………………………14第六节附录………………………………………………………1421第一节引言温度测量与控制在现代化工业企业及日常生活中应用广泛，分类较多，不同场合不同环境的温度控制系统也不尽相同，因而要根据不同的控制目标与要求设计出较好的温度测控系统，其中比较简单应用也十分广泛的就是采用PID调节控制，从而达到较理想的控制指标。本课题的控制内核采用PHILIPS的ARM2131控制整个系统。采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热时间来实现温度控制。然而,单纯的PID算法无

4、法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变PID调节参数值以取得佳性能。本文首先用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热时间来实现温度控制。当实际温度偏离控制温度系统会通过软件自动修改重新稳定在控制目标附近，从而不至于使控制要求产生不理想的偏差。当系统环境变化时可以通过软件修改参数达到较好的控制要求。1.1温度控制系统概述温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工

5、参数之一。在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准。经过近年来的发展，ARM控制技术的发展越来越进步，ARM技术的应用也已经日趋成熟。可以预见在不远的将来以ARM控制为核心嵌入式的发展会越来越广泛。以ARM为核心设计的温度控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至数码管进行显示和控制。那么无论是哪种控制，我们都希望温度控制系统能够有很高的精确度（起码是在满足我们要求的范围内），帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的

6、问题。在计算机没有发明之前，这些控制都是我们难以想象的。而当今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现温度控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。用高新技术来解决工业生产问题，排除生活中对温度的控制问题已成为我们电子行业的任务，以此来加强工业化建设，提高人民的生活水平。1.2本系统的主要任务和目标211、基本要求整个系统可以自由修改要达到的控制温度，即修改给定量，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。2、性能指标@控制精度温度控制

7、误差<=1摄氏度度@用数码管显示设定温度后转化城的控制电压、实际电压、设定温度。第二节系统设计原理及方案选择2.1系统框图传感器加热电阻信号处理电路控制反馈调节A/D键盘显示ARM2131最小系统电源模块2.2方案论证本课题并没有要求我们做出的具体控制系统的应用工作环境，因而我们选择的余地比较宽裕，对具体的性能指标也可不必做太过严格的要求。根据我们手中现有的资源，有下面两种方案可供选择：方案一：选择的温度传感器为外形比较短小的热敏电阻（图1），它的特点是常温下电阻值特别大，而且为负温度系数电阻，即随着温度的升高，其电阻值在不断地减小。而比较麻烦的它是一个

8、随温度非线性变化的电阻，这就增加了整个系统的控制难度，它实际上要求我们在这个温度