基于ARM平台的智能温控系统设计.doc

硕士研究生读书报告 课程名称： 嵌入式系统 题 目： 基于ARM平台的智能温控系统设计 题目类型： 读书报告 学 院： 计算机科学与工程学院 专业名称： 计算机科学与技术 姓 名： 祝 敏 学 号： 2013200546 任课教师： 詹 林 授课时间：2014年4月 24 日～2014年6月 28 日 提交时间： 2014年6月 30 日 基于ARM平台的智能温控系统设计 这次我采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM920T和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统，温度控制系统的硬件系统，主要括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分；在对温度控制系统的软件部分的设计中，主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。 1 温度控制系统总体方案设计 1.1 系统概述 该温度控制系统主要由模拟电路，主控制电路，数据存储模块，输入输出模块，通讯模块等组成。主控制电路由ARM及其外围电路组成，是温度控制系统的核心部分，完成整个系统的控制，数据传输与存储和信号的处理等工作处理器对模拟电路采集进来的模拟量进行A/D转换得到实时温度数据，由控制算法对数据进行处理，得到的数字控制量经过D/A转换后通过输出电路对温度进行控制。处理器在数据处理过程中会将历史数据存入NandFlash中，并可通过网络介质与其他PC机通讯进行数据的传输。 1.2 系统的总体架构 1.2.1 硬件系统的设计原则 硬件系统设计必须遵循一下原则： (1)稳定性和可靠性：工业现场环境比较恶劣，模拟量参数处理的性能直接影响系统的技术指标，必须从一开始就充分考虑应用现场的各种环境状况，采取抗干扰措施，选择适当的元器件类型和参数，防止串扰和误差积累。设计要充分考虑硬件电路的简化，使用集成度较高的元器件，提高系统抗干扰性能，提高稳定性和可靠性。 (2)速度与精度：根据允许误差限值，按一定规则分配各个部件模块锁允许的误差，系统设计过程中根据分配的允许误差选择位数较高的转换芯片，提高转换精度，选定电路结构。 (3)功耗以及数据存储：Arm9lRM9200自身具有低功耗的特点，VDDCORE电流为30.4mA，待机模式电流为3.1mA，并具有低速的时钟操作模式和软件功耗优化能力，非常适合于能耗敏感的场合。采用低功耗器件和贴片封装元器件，可有效降低功耗，减小PCB面积，提高电路本身的抗干扰性能。为保证数据的存储空间和安全保证，系统采用了一片32M的NandFlash作为数据和程序存储区，保证了大容量数据存储的需要。 1.2.2 系统硬件的整体结构 根据系统设计的要求，系统的整体框图如图1.1所示： 信号处理电路信号输出电路 信号处理电路 信号输出电路 AT91RM9200 存储模块 通讯模块 图1.1 系统整体框图 系统主要分为以下四个模块： (1)CPU核心模块：主要由CPU以及外围电路组成，是系统的主控制电路。CPU选用Atme公司的基于删920TARM Thumb处理器AT9lItM9200，对数据进行处理，存储，通讯等功能。 (2)模拟电路：主要包括信号处理电路和信号输出电路。其中信号处理电路主要完成模拟输入信号的放大和滤波，得到满足模数转换电路输入范围的数值。信号输出电路将算法处理后的数字量转换成相应