基于arm的温度控制系统设计

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1、期末大作业题目:基于ARM的温度控制系统设计物联网工程学院计算机科学与技术专业学号学生姓名陈志指导教师二O—六年五月摘要本设计是基于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统，利用S3C44B0xARM微处理器作为主控CPU,PT100作为采集模块采集数据，实现了猶能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能，并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。并解决了传统的数据采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，能够完全适应现代化工业的高速发展。通过本次课程设计，锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题和结合开发、设计产品的能力。让我们懂得了怎样将理论应用于实际，又让我们懂得了

2、在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。对设计中岀现的问题能够集体讨论，查阅资料，深刻研究，并通过不断地发现问题，解决问题，提高发现问题和解决问题的能力。目录摘要I目录I第1章设计原理21.1原理概要21.2硬件配置31.21S3C44B0X31.22Pwm31.23PT10031.3实验原理设计图4第二章设计步骤52」功能描述：52.2设计步骤52.21设计思路52.22设计思路流程图5第三章实验结果及分析7第四章参考文献8第1章设计原理1.1原理概要嵌入式系统是以应用为屮心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以

3、下儿部分组成：嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有牛命力、才更具有优势。因此嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成木、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发

4、展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需耍根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。数据采集(DAQ),是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间(称采样周期)对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特

5、征值。准确的数据量测是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。传统的温度采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，已经不能完全适应现代化工业的高速发展。随着嵌入式技术的迅猛发展，设计高速度、高效率、低成本、高可靠性、操作方便的温度采集系统成为当务之急。基于ARM的温度采集系统就成为了解决传统温度采集系统各种弊端的优先选择方案。温度控制系统是一种典型的过程控制，与其它控制系统相比，温度控制系统有其特殊性。例如，对机械系统或机电系统用线性定常集中参数的动力学微分方程来

6、描述，通常不会带来过大的误差。然而用同样的方法来处理温度过程显然不能令人满意，因为热能的传递是以场的方式进行的，所以它具有明显的非线性、时变性、分布性以及I］寸间滞后。若用解析的方法为它建模，其结果不是过于复杂，就是在模型简化过程屮，失去某些最本质的因素，使模型和对象间产生过大的偏差。因此，对温度系统的建模，通常用经验建模，或经验与理论分析相结合的建模。本文介绍的温度控制系统，通过改进的PID控制算法，结合硬件ARM7内核的S3C44B0微处理器，由传感器PT100获取温度信号，通过自整定获取最适合系统的实时控制参数，实现对所需温度的精确控制。系统包括电加热器、控制器和温度传感器及变换器三部

7、分,构成闭环控制回路。这种主动热控制的特点在于可适时调节被控对象的热传递效率,对外部变化反应灵敏，温度调节精度高。1.2硬件配置1.21S3C44B0XS3C44B0X是SAMSUNG公司出品的一款基于ARM7TDMT内核的32位RISC结构的CPU,是一款高性价比微处理器。其丰富的片上资源充分保证了木系统的实现：2.5V供电的ARM7TDMI内核上增加8kB的Cache;外部扩充存储器控制器（FP/EDO/