基于ARM的温度控制系统的开发-论文

本文介绍了基于ARM微控制器和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统的设计与开发过程，其目的是针对传统PLC和单片机控制系统的不足，提供一种新型控制方案。 文章概述了温度控制技术在工业上的重要性，指出其与生产安全、效率、产品质量、能源节约等密切相关。传统的控制方案主要依赖PLC和单片机，但各有优缺点：单片机在成本、功耗上有优势，但可移植性较差；而PLC虽然可靠性高，易于实现，但灵活性不足，体积大，成本较高。 针对这些问题，作者提出了基于ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系统的温度控制系统设计方案。该系统具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小的特点，提供了新的控制方案。 系统硬件设计部分详细介绍了四个主要模块： 1. CPU核心模块：该模块由CPU及外围电路组成，是整个系统的主控电路。所选CPU是Atmel公司的AT91RM9200微控制器，基于ARM920T ARM Thumb处理器，具备处理、存储、通信等功能。 2. 模拟电路模块：包括信号处理电路和信号输出电路。信号处理电路负责放大和滤波模拟输入信号，使其符合模数转换电路的输入范围；信号输出电路则把算法处理后的数字量转换成模拟信号输出，以控制被控对象。 3. 存储模块：由NorFlash、SDRAM和NandFlash三部分组成。NorFlash用于存储系统启动程序和内核；SDRAM作为操作系统和应用程序的运行空间；NandFlash主要用于存储采集的数据和应用程序。 4. 通信模块：由串行口电路、JTAG电路和以太网接口电路组成。串行口电路和JTAG电路用于程序的下载和调试；以太网接口电路则用于与其他PC机或设备通信，实现数据交换。 文章还提到，该温度控制系统是嵌入式应用，采用的AT91RM9200微控制器具有低功耗、低成本和高性能的特点，而Linux操作系统内核和大部分程序都是开源的，支持大量周边硬件设备，其驱动程序丰富，能够根据具体要求进行功能和大小的定制。 作者在软硬件设计方面分别进行了详细的介绍，其中软件部分设计包括Boot-Loader移植、Linux内核移植、根文件系统定制、驱动程序编写和应用程序编写等关键部分。这样的设计确保了温度控制系统的高性能和可扩展性，能够满足工业控制对温度精度、稳定性、可靠性的高要求。 文章中提及了多个参考文献，涉及了建筑工程设计、遗传算法优化设计、复合材料结构设计等多个领域的研究。这些研究为本论文的研究提供了理论和技术基础。此外，还提到了一项基金项目，即基于遗传算法的复合材料层合板可靠性优化设计，项目编号为***，这可能表明该温度控制系统的研究得到了相关科研项目的资助。 基于ARM的温度控制系统开发项目通过引入先进的微控制器和操作系统，针对传统控制方法的不足，提出了一种创新的解决方案，为工业温度控制领域提供了新的研究方向和实用价值。