平靖宇 河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院

1 課題的來(lái)源及意義

溫度是生命和生產(chǎn)中最基本的物理量。自然界的任何物理或化學(xué)過(guò)程都與溫度密切相關(guān)。如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度控制已成為許多環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不可忽視的環(huán)節(jié)。但傳統(tǒng)溫度采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高?；贏RM內(nèi)核的32位RISC微處理器越來(lái)越多地被使用。基于此背景，本文設(shè)計(jì)了一種基于ARM的嵌入式溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)，旨在平衡成本高和穩(wěn)定性差。

2 課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法

2.1 研究目標(biāo)

（1）學(xué)習(xí)測(cè)控系統(tǒng)的構(gòu)成；

（2）掌握基于S3C2440的溫度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

（3）使用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的采集；使用開(kāi)發(fā)板構(gòu)建溫度控制系統(tǒng)的硬件電路；編寫(xiě)程序以最終設(shè)置，收集，顯示和控制溫度。

2.2 研究?jī)?nèi)容

（1）選擇溫度傳感器和控制器，使用開(kāi)發(fā)板構(gòu)建溫度控制系統(tǒng)的硬件電路。

（2）編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)溫度設(shè)置，采集顯示和控制。

2.3 研究方法及手段

為了實(shí)現(xiàn)溫度的采集和控制，設(shè)計(jì)了基于S3C2440的溫度測(cè)控系統(tǒng)。

2.3.1 整體設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)由ARM主控制板，溫度傳感器，蜂鳴器，風(fēng)扇和按鈕組成。同時(shí)根據(jù)采集到的溫度高低啟動(dòng)風(fēng)扇、蜂鳴器（模擬加熱器）以控制溫度在設(shè)定范圍。系統(tǒng)整體框圖如圖2-1所示。

2.3.2 硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由溫度傳感器，ARM主控制板，蜂鳴器和冷卻模塊組成。

圖1 系

系統(tǒng)總體接線(xiàn)圖如下圖2-2所示。

2.3.3 軟件設(shè)計(jì)

圖2-2 總接線(xiàn)圖

本系統(tǒng)是基于 S3 C2440 A實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，利用 Keil uVision5（MDK）集成開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行程序編寫(xiě)并進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)程序調(diào)試正確時(shí)，通過(guò)串口或USB數(shù)據(jù)線(xiàn)將程序下載到開(kāi)發(fā)板。系統(tǒng)通過(guò)GPB0端口向DS18 B20發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換和溫度讀數(shù)命令，并通過(guò)串口將讀取的溫度發(fā)送到DNW顯示器。同時(shí)通過(guò) LED顯示（實(shí)際溫度減去24℃）。當(dāng)溫度高于溫度上限，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇降溫。當(dāng)溫度低于溫度下限時(shí)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警（模擬加熱器）。程序流程圖如下圖2-3所示。

圖2-3 程序流圖

3 系統(tǒng)項(xiàng)目總結(jié)

本系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的設(shè)定、采集、顯示及控制，解決了以往溫度測(cè)控中穩(wěn)定性差，監(jiān)測(cè)成本高的問(wèn)題對(duì)涉及溫度測(cè)量和控制的生產(chǎn)過(guò)程具有重要意義。