基于ARM的多路溫度監控系統的設計

引言

溫度是工業生產過程中的重要測控參數， 溫度監控系統被廣泛應用于冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫藥等行業，對溫度的有效測量和控制具有重要的現實意義。目前市場上的溫度測控系統有以單片機或工控機為控制平臺的，以單片機為控制平臺，硬件方面資源和性能有限， 需要擴展的外圍電路較多， 設計復雜;以工控機為控制平臺，體積較大。若用ARM9 作為溫度測控系統的控制平臺則不僅速度快、性能高、功耗低、芯片集成度高，而且外圍接口豐富，還可移植嵌入式實時操作系統，簡化了LCD顯示、存儲、網絡通信等的設計開發。鑒于此種情況，本文設計了一種基于ARM9 和MAX6675 的多路溫度測控系統。該系統能實現24 回路的自動測溫和控溫。既可以四個回路為一頁，顯示每一回路的設定溫度值和實際溫度值， 又可由數字顯示切換為柱狀圖顯示。既可接入Internet 又能將歷史數據存入U 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 系統硬件設計

本文設計的溫度測控系統要求處理器具有很高的運行速度。ATMEL 公司的處理器AT91RM9200 是基于ARM920T 內核的高性價比、低功耗、32 位的ARM 芯片。在時鐘頻率為180MHz 時，其運算速度可以達到200MIPS，是一款工業級芯片，可在工業環境下長期穩定運行。

1.1 系統總體設計

系統總體設計框圖如下圖1 所示：

系統以AT91RM9200 作為控制系統的核心， 擴展了兩個32M 的SDRAM 和一個2M 的Flash.SDRAM 芯片選的是16 位數據寬度的HY57V281620， 用于設置程序堆棧和存放各種變量。Flash 芯片采用的是AT49BV1614，其數據寬度為16 位，用于存放啟動代碼。RS232 串口用于與PC 機通訊連接， 支持IEEE802.3 標準的DM9161 用于接入Internet.USB 接口可接U盤或USB 鼠標等。液晶顯示器可用來顯示系統運行的各種狀態， 由于AT91RM9200 處理器內部沒有集成的LCD 控制器，因而需要配備專用的顯示控制器S1D13806，才能實現LCD 顯示。

鍵盤可以對系統進行各項參數設置和控制系統的運行。系統通過中斷方式實現四個功能按鍵，它們分別是：移位鍵、加一鍵、減一鍵和確定鍵。溫度采集單元實時采集24 個回路的溫度數據，送入CPU 進行運算處理后，控制執行單元采用可控硅調功方式改變加熱器輸出功率。下面主要針對溫度采集單元和控制執行單元及控制算法方面進行設計與分析。

詳細方案下載：

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