嵌入式称重配料系统记录仪的研制

论文摘要

称重配料系统在工业生产中应用非常广泛,其中精确的称重配料仪表是配料系统最重要的组成部分,因此研究与设计基于嵌入式技术的称重配料仪表有十分重要的意义。本课题研究可适用于移动式配料车使用的嵌入式称重配料记录仪,为耐火材料等工业生产的精确配料和数据记录、管理提供了有效的解决方案。论文在分析了称重配料记录仪工作原理和功能需求的基础上,提出了一种以MiniARM工控板M2005-NU11为核心控制器,以嵌入式操作系统μC/OS-II为软件平台的称重配料记录仪。对硬件设计进行了详细的描述,并给出了底层驱动软件和应用程序实现的具体方法。论文在ZLG/GUI软件包的基础上,设计了友好的人机交互图形用户界面（GUI）。记录仪的各个功能如设置、运行、数据查询、U盘存储、时间、关于、帮助等均以图标菜单的方式显示,便于用户结合键盘进行相应的操作。论文针对记录仪的功能特点,设计了数据存储系统,将每一次的配料时间、配料料仓号、配料值、累计配料值按规定格式存入DataFlash中。同时设计了U盘读写功能模块,在U盘中创建文本文件,可将DataFlash中的历史数据写入文本文件中。将U盘插入电脑,可以打开该文件进行数据观察。论文针对称重配料记录仪的工业应用特点,进行抗干扰设计。对硬件电路板采取各种抗电磁干扰的措施,用软件抗干扰如平均值数字滤波的方法有效弥补硬件抗干扰的不足。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本课题国内外研究的历史、现状和发展趋势
• 1.2.1 称重配料仪表
• 1.2.2 嵌入式GUI
• 1.2.3 USB 技术
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第二章 嵌入式称重配料记录仪整体方案设计
• 2.1 嵌入式称重配料记录仪系统功能要求
• 2.2 嵌入式称重配料记录仪总体方案设计
• 2.2.1 嵌入式记录仪硬件设计总体解决方案
• 2.2.2 嵌入式记录仪总体实现方案
• 第三章 嵌入式记录仪的硬件设计与实现
• 3.1 工控板M2005-NU11 的特点及板上资源
• 3.2 嵌入式称重配料记录仪硬件总体结构图
• 3.3 数据采集与处理模块设计
• 3.3.1 称重数据采集电路
• 3.3.2 称重数据A/D 转换电路
• 3.4 人机交互电路设计与实现
• 3.4.1 键盘电路
• 3.4.2 显示电路设计与实现
• 3.5 存储电路设计
• 3.5.1 MiniARM 板上存储结构
• 3.5.2 外扩数据存储器的选择
• 3.5.3 DataFlash 的设计
• 3.6 数据通信电路设计
• 3.6.1 串行通信电路设计
• 3.6.2 485 总线接口电路设计
• 3.6.3 USB 主机通信接口电路设计
• 3.7 I/O 控制电路
• 3.8 电源电路设计
• 3.9 其他电路
• 3.9.1 运行指示电路
• 3.9.2 JTAG 调试电路
• 3.9.3 ISP 电路
• 第四章 嵌入式称重配料记录仪的软件设计
• 4.1 嵌入式记录仪软件开发平台
• 4.1.1 嵌入式记录仪的软件开发平台结构
• 4.1.2 μC/OS-II 操作系统
• 4.1.3 工控板板级支持包
• 4.1.4 MiniARM 工控板软件工程模板介绍
• 4.2 自编写的底板软件驱动包
• 4.2.1 A/D 驱动程序设计
• 4.2.2 键盘驱动程序设计
• 4.2.3 LCD 驱动程序设计
• 4.2.4 GUI 的人机交互界面程序设计
• 4.2.5 Data Flash 程序设计
• 4.2.6 USB 功能程序设计
• 第五章 用户应用程序的实现
• 5.1 嵌入式记录仪人机交互界面实现过程
• 5.2 嵌入式记录仪称重配料功能实现过程
• 5.3 嵌入式记录仪数据存储及U 盘读取功能实现
• 5.4 嵌入式记录仪抗干扰措施
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录