智能注水设备的研究

论文摘要

嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪的,适应于应用系统的对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特征,目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、网络通信、工业控制等各个领域。基于嵌入式芯片的工业自动化设备具有很大的发展空间,目前己经有大量的嵌入式微控制器应用在诸如工业过程控制、数控机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统等领域。本文根据油田二次采油过程中注水的工艺环节,采用嵌入式系统设计了一套自动注水装置。该系统在注水过程中可以实时检测井下压力,将读取的实时压力数据与参考标准压力数据进行比较,并通过控制步进电机实时调整给水阀门,从而动态地实时控制注水的流量,使管道压力始终保持动态恒定。系统采用S3C44b0为核心处理器,充分利用了ARM处理器高性能、低功耗、低成本的优点,完成了系统设计,最后给出仿真实验过程及结论。另外,由于在工业现场总线和以太网之间却没有一套优良的网络设备妥善处理相应数据,不利于数据在不同网络间相互通讯。针对这种情况设计了一种基于ARM处理器的嵌入式以太网接口系统。实验结果表明,该系统的性能稳定,测量精度和实时性都达到了预期要求,具有可靠性高、操作简单、维护容易等特点,具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 系统概述
• 1.1 嵌入式系统的特点
• 1.1.1 嵌入式微处理器的特点
• 1.1.2 嵌入式系统产品的特点
• 1.1.3 嵌入式系统的技术特点
• 1.2 嵌入式系统的发展趋势
• 1.3 嵌入式系统的应用
• 1.4 论文的背景及研究内容
• 第2章 ARM 处理器 S3C44B0 概述
• 2.1 嵌入式处理器简介
• 2.2 ARM 简介
• 2.3 ARM 微处理器的结构及指令系统
• 2.3.1 ARM 的工作模式
• 2.3.2 ARM 的内部寄存器
• 2.3.3 ARM 的异常中断处理
• 2.4 S3C44B0 微处理器
• 第3章 外围电路设计
• 3.1 基本电路模块
• 3.1.1 复位电路模块设计
• 3.1.2 系统时钟模块设计
• 3.1.3 JTAG 接口电路设计
• 3.1.4 A/D 转换模块设计
• 3.1.5 键盘及 LED 显示模块设计
• 3.1.6 步进电机模块设计
• 3.1.7 存储模块 NandFlash
• 3.1.8 FLASH 电路设计
• 3.1.9 实时时钟电路设计
• 3.2 基于 ARM 的嵌入式集成开发环境
• 3.2.1 交叉开发环境
• 3.3 设计使用软件平台
• 3.4 EMBESTIDE FOR ARM 主要特性
• 3.5 设计使用仿真器
• 3.6 FLASH 编程工具
• 第4章 系统设计
• 4.1 存储器设计
• 4.2 A/D 转换电路原理
• 4.2.1 A/D 转换器（ADC）
• 4.2.2 A/D 转换的一般步骤
• 4.2.3 采样保持器
• 4.3 S3C44B0X 处理器的 A/D 转换器
• 4.3.1 S3C44B0X 的主要特性
• 4.3.2 S3C44B0X 的 A/D 功能框图
• 4.3.3 S3C44B0X 处理器 A/D 转换器的使用
• 4.4 A/D 转换电路设计
• 4.4.1 采样保持接口电路设计
• 4.4.2 分压电路
• 4.4.3 驱动程序及软件设计
• 4.5 LED 显示设计
• 4.5.1 8 段数码管显示原理
• 4.5.2 LED 显示方式
• 4.5.3 LED 电路原理
• 4.5.4 驱动程序和软件设计
• 4.6 键盘设计
• 4.6.1 键盘电路设计原理
• 4.6.2 键盘控制电路
• 4.6.3 ZLG7290 的功能和技术参数
• 4.6.4 键盘驱动和中断读写设计
• 4.7 看门狗设计
• 4.7.1 S3C44b0 处理器的看门狗
• 4.7.2 看门狗定时器寄存器组
• 4.7.3 看门狗驱动程序设计
• 第5章 样机仿真和结论
• 5.1 仿真实验设备
• 5.2 仿真试验过程
• 5.3 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文