文档介绍：基于ARM2103的智能温控系统
邱洋何奇冀
( 江西理工大学, 江西赣州)
摘要:以ARM2103系统为核心的智能温控系统,把无线电技术与ARM2103相结合,采用A/D数据采样,运用适当的算法温度的控制和调节。介绍了整体电路的设计和ARM系统的硬件及软件流程。
关键词: ARM PWM 稳压电源 PT2262 PT2272 继电器运放器;
目录
第1章概述 2
第2章总体设计 2
第3章系统硬件设计 3
设计方案 3
硬件设计原理 4
器件分析 6
实际电路及分析 6
元器件汇总 7
第4章系统软件设计 8
A/D模块 8
SPI模块 9
按键模块 10
温控模块 13
第5章调试与总结 8
附录 13
第1章绪论
在当今的社会生活中,电子科学技术的运用越来越深入到各行各业之中,并得到了长足的发展和进步,自动化控制系统更是得到了广泛的应用,其汇总一项重要的应用就是——自动控制系统。
在耳闻目睹了许多次因热得快而引发的事故后,对温度(水温)控制的想法便应运而生了!经过比较系统的学****了嵌入式系统知识和对ARM2103有了一定的了解,便萌发了设计一个智能水温控制系统。
在嵌入式系统不断发展和智能化程度越来越高的当今社会,给系统嵌入一点智能因素也是理所当然的!无线电技术在其中发挥这重要的桥梁角色,一些简单的无线发送接受工具价格也比较便宜,通过无线电技术实现对系统的智能控制再合适不过了.
采用PWM技术来对温度进行调控,使控制过程更简单方便,减少了对人力资源的使用,又因为线路的简单化、功率器件需用的减少,使系统的维护、维修变得更加简单,也提高了系统的动静态性能。PWM表现出了较大的优越性:主电路线路容易,需用的功率器件少;开关频率高,电流容易连接。
LPC2131微控制器是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU,并带有32kB 的嵌入的高速Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16 位Thumb®模式将代码规模降低超过30%,而性能的损失却很小。LPC2131含有32kB 的FLASH 存储器,该存储器可用作代码和数据的存储,且该微控制器支持ISP在系统和IAP在应用编程,除此外还支持JTAG接口进行仿真调试。多个32 位定时器、2 个10 位8 路ADC、10 位DAC、PWM 通道和47 个GPIO 以及多达9 个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制和医疗系统。也很适合我们的温度调控。
系统硬件设计
以ARM为控制器,采用二极管电压变化进行测温,温度范围10~100度。将给定温度与实时温度显示在键盘板上(各四位)。输入给定温度通过无线传送给ARM板在数码管上显示。通过A/D采样得到检测温度,当检测温度<给定温度时,电热块加热。检测温度等于给定温度时,流水灯报警。
其设计方框图如下图所示:
硬件将温度转化
为放大的温度信号
接收数据数
码管显示
用A/D转换采集
时实电压信号
设定温度与所测温度
比较控制PWM
ARM板通过无线
发送设定温度
利用PWM通过三极来控制
继电器来处理电热丝控制加热
数据处理将所测
电压转为温度
加到给定温度就
报警
设计方框图 1
采用三极管检测当前的温度变化,利用放大器去掉y=ax+b的常量。再用放大器放大电压达到提高精度的目的。。
原理图
LM324
LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比,它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3。0伏或者高到32伏的电源下,静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源,因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。其管脚连接如Error! Reference source not 。
在上面的电路中有两处用到了运放,左边U1将NPN两端电压拉到零点;而U2则作为一个放大功能将输出电压放大15倍。
三极管
三极管起控制继电器的作用,通过PWM波控制基极,集电极与继电器线圈相连,这样就可以开关继电器了。
继电器JZC-23F
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
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