基于ARM的多路溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

引言

溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要測控參數(shù)， 溫度監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等行業(yè)，對(duì)溫度的有效測量和控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前市場上的溫度測控系統(tǒng)有以單片機(jī)或工控機(jī)為控制平臺(tái)的，以單片機(jī)為控制平臺(tái)，硬件方面資源和性能有限， 需要擴(kuò)展的外圍電路較多， 設(shè)計(jì)復(fù)雜;以工控機(jī)為控制平臺(tái)，體積較大。若用ARM9 作為溫度測控系統(tǒng)的控制平臺(tái)則不僅速度快、性能高、功耗低、芯片集成度高，而且外圍接口豐富，還可移植嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，簡化了LCD顯示、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信等的設(shè)計(jì)開發(fā)。鑒于此種情況，本文設(shè)計(jì)了一種基于ARM9 和MAX6675 的多路溫度測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)24 回路的自動(dòng)測溫和控溫。既可以四個(gè)回路為一頁，顯示每一回路的設(shè)定溫度值和實(shí)際溫度值， 又可由數(shù)字顯示切換為柱狀圖顯示。既可接入Internet 又能將歷史數(shù)據(jù)存入U(xiǎn) 盤。并可利用Qt/Embedded 做GUI 圖形用戶界面，在液晶顯示器LCD 上顯示友好的圖形界面。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的溫度測控系統(tǒng)要求處理器具有很高的運(yùn)行速度。ATMEL 公司的處理器AT91RM9200 是基于ARM920T 內(nèi)核的高性價(jià)比、低功耗、32 位的ARM 芯片。在時(shí)鐘頻率為180MHz 時(shí)，其運(yùn)算速度可以達(dá)到200MIPS，是一款工業(yè)級(jí)芯片，可在工業(yè)環(huán)境下長期穩(wěn)定運(yùn)行。

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如下圖1 所示：

系統(tǒng)以AT91RM9200 作為控制系統(tǒng)的核心， 擴(kuò)展了兩個(gè)32M 的SDRAM 和一個(gè)2M 的Flash.SDRAM 芯片選的是16 位數(shù)據(jù)寬度的HY57V281620， 用于設(shè)置程序堆棧和存放各種變量。Flash 芯片采用的是AT49BV1614，其數(shù)據(jù)寬度為16 位，用于存放啟動(dòng)代碼。RS232 串口用于與PC 機(jī)通訊連接， 支持IEEE802.3 標(biāo)準(zhǔn)的DM9161 用于接入Internet.USB 接口可接U盤或USB 鼠標(biāo)等。液晶顯示器可用來顯示系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)， 由于AT91RM9200 處理器內(nèi)部沒有集成的LCD 控制器，因而需要配備專用的顯示控制器S1D13806，才能實(shí)現(xiàn)LCD 顯示。

鍵盤可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置和控制系統(tǒng)的運(yùn)行。系統(tǒng)通過中斷方式實(shí)現(xiàn)四個(gè)功能按鍵，它們分別是：移位鍵、加一鍵、減一鍵和確定鍵。溫度采集單元實(shí)時(shí)采集24 個(gè)回路的溫度數(shù)據(jù)，送入CPU 進(jìn)行運(yùn)算處理后，控制執(zhí)行單元采用可控硅調(diào)功方式改變加熱器輸出功率。下面主要針對(duì)溫度采集單元和控制執(zhí)行單元及控制算法方面進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。

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