基于LPC2294的新风机组监控系统设计

论文摘要

新风系统运行的平稳性、精确性是反映新风机组运行品质的重要指标之一。为了对新风机组运行进行方便快捷的监控操作,根据我国人均新风的数字指标,设计开发一套基于ARM的新风机组监控测试平台,在现代楼宇中央空调数字化、信息化改造方面具有非常广泛的应用。首先,论文阐述了对新风机组的控制内容,结合工程的具体情况提出了适合本工程的监控模式。依据典型的新风系统的监测与控制要求,文章主要介绍了如何实现对送风温度的控制及由此对软、硬件的设计要求。针对该论文所依托的监控平台的特点和μC/OS-Ⅱ系统的自身优点,提出了基于ARM LPC2294与μC/OS-Ⅱ的嵌入式监控平台的开发方案。论文首先详细介绍了系统的硬件设计方案及工作原理,包括传感器的选择、单片机的选择、信号调理电路、实时时钟电路、键盘电路等,具体阐述了各个功能单元的硬件电路设计和实现方法。在软件系统的实现部分,重点分析了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的内核,研究了该操作系统的进程管理与调度、中断响应与处理及内核实现机制等。文章介绍了μC/OS-Ⅱ操作系统的移植过程,其中包括移植环境的建立,启动代码（Bootloader）的移植等,并在此基础上完成了对各个功能模块中硬件设备底层驱动程序的编写。在系统的研制开发过程中,软件开发、硬件设计和PCB板设计采取了有效的抗干扰措施,提高了系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力。论文介绍了测控系统核心模块的基本构成和各部分功能及关键技术。通过多次的程序调试与试验,对所设计的状态监测与控制系统功能的可实现性、可靠性、稳定性和实时性进行了检验,证实了此系统的可行性,并提出了进一步的改进方案和措施,对工程中的具体应用具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 新风机组工作原理介绍
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外的研究现状
• 1.3.2 国内的研究现状
• 1.4 论文研究的主要内容及结构安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 新风机组监控系统总体方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 系统总体设计方案
• 2.2.1 新风机组的工作状态分析
• 2.2.2 监控系统的外围部件配置
• 2.2.3 监控系统的软件分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 监控系统硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 ARM微处理器简介
• 3.2.1 ARM典型产品的应用
• 3.2.2 ARM微处理器的选择
• 3.2.3 LPC2294 微处理器简介
• 3.3 基于LPC2294 微处理器的系统外围电路设计
• 3.3.1 电源模块设计
• 3.3.2 系统时钟和复位电路
• 3.3.3 键盘接口电路
• 3.3.4 液晶模块的电路设计
• 3.3.5 模拟量的输入/输出模块设计
• 3.3.6 开关量的接口电路设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 监控系统的软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 操作系统的选择
• 4.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系统介绍
• 4.2.2 μC/OS-Ⅱ的系统服务
• 4.2.3 μC/OS-Ⅱ的内核分析
• 4.2.4 μC/OS-Ⅱ的启动流程
• 4.3 编译器及LPC2294 任务模式的选择
• 4.4 μC/OS-Ⅱ在ARM LPC2294 上的移植
• 4.5 ARM启动代码
• 4.6 键盘模块的软件设计
• 4.7 LCD显示模块的软件设计
• 4.8 实时时钟模块的软件设计
• 4.9 A/D转换模块的软件设计
• 4.10 本章小结
• 第五章 系统整体调试与实验
• 5.1 引言
• 5.2 硬件电路的调试与分析
• 5.3 软件模板的设置及常见错误
• 5.4 软件的调试与分析
• 5.4.1 RTC功能模块的软件调试
• 5.4.2 图形液晶显示模块的软件调试
• 5.4.3 A/D转换模块的软件调试
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 开发总结
• 6.2 研究展望
• 附录A：新风机组控制系统原理图
• 附录B：新风机组控制系统PCB图
• 附录C：新风机组控制系统效果图
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文