基于嵌入式技术烟气检测监控系统的设计(陈鹏20140606)

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1、课程役计掖告课程名称：按入式糸统课程设计专业班级：自动化1101(X丿学生姓名:XXXX指导教师：XXXXXX完成肘间：2014年6月6目报告成绩：评阅意见:湖南文理学院制1.引言12.课程设计目的23.课程设计题目描述和要求24•课程设计报告内容24.1实验原理24.2S3c2410的介绍44.3硬件系统的总体设计方案54.4核心板设计64.5电源管理模块94.6扩展板的设计104.7数据采集模块的设计方案125.外围硬件电路145.1电源电路145.2复位电路145.3系统吋钟电路145.4串口电路156.嵌入式1inux操作系统的移植167.驱动程序及应用程序的设计1

2、97.1LED显示器驱动程序设计20&调试过程及总结219.参考文献21附录一22附录二23基于嵌入式技术烟气检测监控系统的设计1.引言目前，工业现代化飞速发展，同吋也给人类健康、生态环境带来了重大威胁，煤矿、电站、水泥厂等，每天都排放大量烟气。现在首要解决的问题就是分析烟气的危害程度和对不同烟气采取不同的处理手段。传统单片机总线宽度一般为4位、8位或16位，处理速度有限，一般在几个MTPS,进行一些复杂的应用很困难，运行操作系统就更难。而ARM微处理器不但价格便宜而且性能和集成度较传统的单片机高得多，为单芯片解决方案提供了非常'方便的平台，在很多场合用一个芯片就包容了你所

3、需要的全部资源，这些优势都是本次研发选择的理由所在。该烟气检测监控系统主要用到两款SUMSANG嵌入式芯片，一款是基于ARM7系列的S3C44B0x处理器，主要任务是数据采集；另一款选用的是基于ARM9系列的S3C2410处理器，用于检测、监控烟气的采样，并对采集到的数据进行分析。系统利用了当今高速发展的嵌入式技术，移植了广泛使用的嵌入式Linux操作系统，来解决目前大家广泛关注的烟气污染问题。2.课程设计目的熟悉S3C2410为硬件核心，嵌入式Linux作为操作系统的控制转换系统。掌握EEPROM器件的读/写方法。掌握数据采集模块的使用方法。熟悉远程服务器对传输数据的分析

4、方法。3.课程设计题目描述和要求本次开发的基于SUMSANG2410的烟气监控系统正是应实际工程需要，用于监测、控制水泥厂烟气采样器，并对采集到的数据进行分析。通过详细的调研工作，分析了当前烟气监测系统的利弊，利用发展快速的32位微处理器以及嵌入式Linux操作系统，结合气体霜冻除水方法，自主开发设计性能较高、适用范围较广的烟气监控系统。利用当今发展快速的嵌入式技术，移植广泛使用的嵌入式Linux操作系统。设计的要求如下：以嵌入式技术为核心的烟气监测监控系统；完成系统的硬件组成设计，监测监控烟气排放是否符合烟气污染排放标准，实现在工业级以太网中的互联。实现系统软件的总体功能

5、和功能划分设计总体方案。1.课程设计报告内容4.1实验原理•ARM处理器ARM(AdvancedRISCMachines)作为一家芯片设计公司，是近年来在嵌入式系统中非常有影响的微处理器设计商，它主要是将芯片设计技术的授权出售给世界上众多著名的半导体、软件和OEM厂商，并且为他们提供ARM相关技术及服务。ARMCPU是RISC架构的CPU,其设计主要适合于要求体积小、功耗低和功能较强的处理能力等要求的嵌入式系统。它的主要特点有：•采用固定长的指令格式；•使用单周期指令，便于流水线操作执行•大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器操作，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指

6、令的执行效率;所有的指令都可以跟前面的执行效果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率；•可用加甸存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率；•可在一条数据处理指令中同吋完成逻辑处理和移位处理；•在循环处理中使用地址的增减来提高运行效率。ARM内核中有四个功能模块可供生产厂商根据不同的用户的不同要求来配置生产。这四个模块分别用T.D.M和I来表示。T:表示Thumb,该内核可从16位指令集扩充到32位ARM指令集:D:表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构，可以使CPU进入调试模式，从而可方便地通过JTAG进行断点设置、单步调试；M:表示Multiplier,该内核内部

7、带有8位乘法器；I:表示EmbeddedICELogic,该内核可用于实现断点观测及变量观测。ARM920T支持7种操作模式，可以由软件配置，分别如下：•Usermode(usr):7E程序执行模式；•FTQmode(fiq):支持快速数据传送和通道处理;•IRQmode(irq):用于通用中断处理；•Supervisormode(svc):操作系统保护模式。•Systemmode(sys):运行特权模式操作系统任务；•Abortmode(abt)数据或指令预取失效后进入的状态；•Undefinedmode(und