基于S3C2410的恒溫式自動量熱儀設計

0 引言
量熱儀是能測定固、液態物質，如煤炭、火藥、粘度油、食品、飼料等可燃物質熱值的儀器。傳統的量熱儀受客觀因素影響較大，本文設計自動量熱儀可減少客觀因素的影響，實現數據的實時傳輸與實時處理，并使量熱儀具有網絡通信功能，能夠實現數據的網絡傳輸，并實現對量熱儀的遠程控制。
近年來隨著嵌入式技術的不斷成熟，其成本也不斷下降，本身所具有的規模可變、擴展靈活、有較高的實時性和穩定性、系統內核小的優點逐漸凸現出來。

1 基本原理
恒溫式量熱儀通過氧彈法測量熱值。通過放在氧彈中的物質燃燒并使燃燒放出的熱量通過彈筒傳遞給水及儀器系統，再根據水溫的變化計算出物質的發熱量。其測量的基本框圖如圖1所示。根據氧彈法測量的基本原理，發熱量計算公式如下：

式中：E為熱容量，單位：J／K；q1為點火熱，單位：J；q2為添加物如包紙等產生的總熱量，單位：J；m為試樣質量，單位：g；Tc為主期結束時溫度，單位：℃；Tb為主期開始時溫度，單位：℃，C為冷卻校正值，單位：℃。

由上式可知，只要測量出水的溫度以及相關參數，就可以計算出煤樣的發熱量。

2 系統設計
2．1 硬件設計
S3C2410與量熱儀各個部分的連接框圖如圖2所示，在硬件連接之后，需要對各個部分與S3C2410的端口進行軟件驅動。

2．1．1 ARM板選擇
本次設計選擇市場上使用較多，同時在結構和資源上較為典型的S3C2410處理器，主要是基于以下原因：
(1)性價比高，使用的最廣泛。作為一款經典的ARM9系列處理器，S3C2410的資料最完整，各種驅動程序的開發包最多，利于開發者開發。
(2)采用核心板和底板分離的設計思想，用戶可以方便地使用Core-Board進行二次開發。