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基于的温度采集专业系统设计范文.doc
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1、 成绩ARM嵌入式系统课程论文 题 目: 基于STM32温度采集系统设计 学生姓名: 刘笑 学生学号: 131400 年 级: 13级 专 业: 电子信息工程 班 级: (1)班 任课教师: 王宜结 电子工程学院制目录1、设计任务与规定21.1设计目21.2设计意义22、温度系统设计方案制定32.1设计规定32.2方案论证33、硬件设计方案实行43.1单元模块功能及电路设计43.2 电路参数计算及元器件选取53.2.1 电源电路设计53.2.2温度采集电路设计64、设计仿真实现64.1设计思路64.2程序清单74.3 STM32温度系统设计仿真实现105、心得体会和总结10参照文献12基于ST
2、M32温度采集系统设计学生:刘笑 指引教师:王宜结 电子工程学院 电子信息工程专业 摘要:本设计是基于嵌入式技术作为主解决器温度采集系统,运用S3C44B0x ARM微解决器作为主控CPU,辅以单独数据采集模块采集数据,实现了智能化温度数据采集、传播、解决与显示等功能,并讨论了如何提高系统速度、可靠性和可扩展性。并解决了老式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,可以完全适应当代化工业高速发展。核心词:嵌入式系统 、ARM、S3C44B0、STM32、温度采集、数据解决。1、设计内容1.1设计目:1、注重培养综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题能力,培养创新意
3、识和创新能力,并获得科学研究基本训练。2、理解所选取STM32芯片各个引脚功能,工作方式,计数/定期,I/O口,中断等有关原理,并巩固学习嵌入式有关内容知识。3、通过软硬件设计实现运用STM32芯片对周边环境温度信号采集及显示。1.2设计意义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基本,且软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格规定专用计算机系统。它普通由如下几某些构成:嵌入式微解决器、外围硬件设备、嵌入式操作系统。嵌入式系统是面向顾客、面向产品、面向应用,它必要与详细应用相结合才会具备生命力、才更具备优势。因而嵌入式系统是与应用紧密结合,它具备很强专用性,必要结合实
4、际系统需求进行合理裁减运用。嵌入式系统是将先进计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业详细应用相结合后产物,这一点就决定了它必然是一种技术密集、资金密集、高度分散、不断创新知识集成系统。嵌入式系统必要依照应用需求对软硬件进行裁剪,满足应用系统功能、可靠性、成本、体积等规定。因此,如果能建立相对通用软硬件基本,然后在其上开发出适应各种需要系统,是一种比较好发展模式。当前嵌入式系统核心往往是一种只有几K到几十K微内核,需要依照实际使用进行功能扩展或者裁减,但是由于微内核存在,使得这种扩展可以非常顺利进行。数据采集(DAQ),是指从传感器和其他待测设备等模仿和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信
5、号,送到上位机中进行分析,解决。数据采集系统是结合基于计算机或者其她专用测试平台测量软硬件产品来实现灵活、顾客自定义测量系统。被采集数据是已被转换为电讯号各种物理量,如温度、水位、风速、压力等,可以是模仿量,也可以是数字量。采集普通是采样方式,即隔一定期间(称采样周期)对同一点数据重复采集。采集数据大多是瞬时值,也可是某段时间内一种特性值。精确数据量测是数据采集基本。数据量测办法有接触式和非接触式,检测元件各种各样。无论哪种办法和元件,均以不影响被测对象状态和测量环境为前提,以保证数据对的性。老式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,已经不能完全适应当代化工业高
6、速发展。随着嵌入式技术迅猛发展,设计高速度、高效率、低成本、高可靠性、操作以便温度采集系统成为当务之急。基于STM32温度采集系统就成为理解决老式温度采集系统各种弊端优先选取方案。2、设计方案2.1设计规定:1、查阅有关文献资料,熟悉所选STM32芯片及温度传感器2、总体设计方案规划3、系统硬件设计,熟悉AD转换原理及过程,温度传感器与STM32芯片硬件接口实现及温度显示。4、系统软件设计,涉及温度AD转换及显示软件实现,用C语言编程5、设计心得体会及总结2.2方案论证:有许多客观需求增进了STM32解决器设计改进。一方面,便携式嵌入式系统往往需要电池供电。为减少功耗,STM32解决器已被特殊
7、设计成较小核,从而延长了电池使用时间。 高代码密度是嵌入式系统又一种重要需求。由于成本问题和物理尺寸限制,嵌入式系统存储器是很有限。因此,高代码密度对于那些只限于在板存储器应用是非常有协助。此外,嵌入式系统普通都是价格敏感,因而普通都使用速度不高、成本较低存储器。 STM32 内核不是一种纯粹RISC体系构造,这是为了使它可以更好适应其重要应用领域嵌入式系统。在某种意义上,甚至可以以为STM32 内核成功,正是由于它没有在RISC概念上沉入太深。当前系统核心并不在于单纯解决器速度,而在于有效系统性能和功耗。在本系统设计过程中,依照嵌入式系统基本设计思想,系统采用了模块化设计办法,并且依照系统功
8、能规定和技术指标,系统遵循自上而下、由大到小、由粗到细设计思想,按照系统功能层次,在设计中把硬件和软件提成若干功能模块分别设计和调试,然后所有连接起来统调。3、硬件设计3.1设计思路:本设计基于STM32 嵌入式数据采集和显示装置原理框图如图3-1 所示。由图可见,本系统采用“电源某些STM32 核心控制模块温度采集模块”实现所需功能。并考虑到系统可扩展性和延伸性,本系统采用主从CPU协同工作,实现了数据实时采集、传播与显示,具备解决速度快、精度高、人机交互界面和谐、稳定性高、扩展性好等长处。SD RAM存储器ARM解决器Flash ROM存储器LCD显示屏键 盘RS-232协控制器多路温度传
9、感器ARM核心控制模块温度采集模块电源电路电源某些图3-1 系统原理框图本设计基于ARM 嵌入式数据采集和显示装置原理框图如图3-1 所示。由图可见,本系统采用“电源某些ARM 核心控制模块温度采集模块”实现所需功能。3.2.1 电源电路设计:本系统电源电路由两某些构成:系统总电源电路和STM32核心模块电源电路。如图3-2:+12V恒定直流电源经电容滤波,分别进入7809和7805稳压,得到+9V和+5V稳定电压输出后分别供应STM32核心控制模块和别的电路某些使用。图中IN4148是为了防止输出端并接高于本稳压模块输出电压而烧坏7809和7805而特别设计,达到了可靠性电源设计目。此外,由
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