基于pc104总线的嵌入式温度控制系统

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1、基于PC104总线的嵌入式温度控制系统

2、第1内容加载中...摘　要：介绍了PC104总线标准及他的应用特点，阐述了控制系统的硬件接口电路设计和软件设计的总体方案以及该方案应用于温控系统中的良好控制效果。　　关键词：PC104；总线；温控系统；I/O1引言　　温度在工业控制中是个很重要的参量，一个温控系统可以纯粹是个小型的控制温度的系统，也可以是整个大系统中的一个部分，但都需要用相应的硬件装置、机械设备和控制这些设备运行的软件来实现，而影响温度参量控制的主要因素也是来自这3个方面。但在具体设计时，这3个方面是相互约束又相互补充的，尤其是需要对温度瞬

3、间的变化作出相应控制的系统，比如在某个温度区间里需要有什么样的控制精度、温度斜坡时间和温度均匀性等要求，在机械设备已经限制的情况下，可以通过对硬件电路和软件的设计来弥补。　　很多温度控制系统中，一般选用单片机来实现，由于每种单片机一般都有各自的一套开发工具，需要花费一定时间和精力去学习研究才能掌握，并且相关的硬件接口设计也比较复杂，而采用PC104作为核心中央处理器，则可将主要精力放在软件和接口的设计上,而且PC104的开发、维护和扩展都非常方便。PC104与通用的PC和PC/AT标准(IEEEP996)完全兼容，可以很快掌握其软、硬件的使用，而且他

4、具备嵌入式控制的特殊要求:体积小、成本低、可靠性高、寿命长、编程调试方便，配以不同功能的板卡，为嵌入式应用提供了标准的系统平台。本文主要介绍了当前工控产品中比较广泛的PC104总线的硬件接口电路的设计以及软件设计，并把他作为一个嵌入式平台，运用到温度控制系统中，实现对温度参量的控制。2PC104总线简介　　由于普通PC机在工业现场控制中存在着体积庞大、功耗高、可靠性差等缺点，美国Ampro公司、德国Jeptec公司、瑞士的DigitalLogic公司等在1987年推出了PC104嵌入式模块，而严格意义的规范说明在1992年才公布，IEEE协会将IEE

5、EP996作为PC和PC/AT工业总线规范，而把PC104定义为IEEEP9961，所以实质上PC104就是一种紧凑型的IEEEP996。　　PC104总线是专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线，其信号定义和ISA总线一致，但电气规范和机械规范却完全不同，是一种优化的小型、堆栈式结构的嵌入式总线标准。PC104与ISA相比具有的一些独特的功能主要有：　　(1)小尺寸结构标准PC104模块的机械尺寸是3.6英寸×3.8英寸，即96ｍｍ×90ｍｍ。　　(2)堆栈式连接去掉总线底板和插板滑道，总线以“针”和“孔”形式层叠连接，即PC104总线模块之间总线的

6、连接是通过上层的针和下层的孔相互咬合相连，这种层叠封装有极好的抗震性。　　(3)降低总线驱动电流减少元件数量和电源消耗，4ｍＡ总线驱动即可使模块正常工作，每个模块的功耗大约1～2Ｗ。3系统总体设计　　系统总体结构设计如图1所示。500)this.style.ouseg(this)">3.1硬件电路设计部分　　此部分包括PC104CPU模块，该模块上主要有CPU芯片、DRAM内存、并口、串口、在板支持可读写的固态盘、看门狗和实时时钟等,另外还有I/O模块、A/D模块、液晶显示模块、键盘输入模块和打印输出模块等。系统设计了一块基板,在其上面布上PC104

7、总线,然后把PC104CPU模块、I/O模块、Ａ/Ｄ模块等模块通过堆栈式连接方法构成一个完整的硬件系统。此方法的特点：他是在特定的I/O中插入嵌入式计算机而代替以往将I/O扩展板插入到计算机中的办法，他体现了嵌入式系统的设计方法。　　在进行PC104接口模板设计时,为了实现与系统总线的连接,模块应具备地址译码功能和数据总线缓冲功能。3.1.1地址译码电路设计　　由于在此系统总线上插入了多块功能电路板,因此必须对每一块功能电路板设定不同的地址，为了方便系统的灵活配置，采用拨码开关的方式。如图2所示。其中A0~A9为PC104总线的10b外部端口地址线；

8、IOR，IO］.北京：清华大学出版社，1998.［2］何克忠，李伟.计算机控制系统［M］.北京：清华大学出版社，1998.［3］于英民，孙全，莫玮.计算机接口技术［M］.北京：电子工业出版社，1996.