基于ATmega64的嵌入式系统研究与应用

论文摘要

随着以计算机技术、通讯技术为主的信息技术的发展,嵌入式系统的应用越来越广泛。在众多的应用中,智能坐便器嵌入式系统的应用就是其中的一种。目前国外的智能坐便器的技术已经具有较高的水平,而国内的发展则相对滞后。在这种情况下,研究开发一个性能可靠,功能完善,具有较高智能度的智能坐便器嵌入式系统有较高的实用性。本文采用ATMEL公司的AVR系列单片机ATmega64作为控制芯片,兼顾成本与性能要求,做了以下方面的工作:1、首先,根据嵌入式系统的特点和智能坐便器的具体要求对智能坐便器嵌入式系统进行了需求分析和总体设计。然后,根据具体的系统需求分析了控制芯片的特点以及智能坐便器关键器件和相关部件的结构和性能特点。其中重点分析了智能坐便器中用到的电机的选型,对无刷直流电机和步进电机的结构和控制原理进行了详细分析和比较。2、结合控制芯片的特点和各种外围设备的结构和控制原理,进行了智能坐便器嵌入式系统的硬件设计和软件设计。硬件设计部分采用模块化设计,以增强硬件系统的可维护性。其中重点叙述了步进电机驱动电路模块的设计。软件设计部分也是采用模块化设计思想,其中对步进电机控制模块、红外接收模块、温度控制模块等的程序设计思想进行了重点介绍。3、对设计的硬件软件系统进行了调试运行和结果分析,实验结果良好,系统能完全按照需求运行。本课题设计的基于AVR单片机的智能坐便器嵌入式系统具有运行性能良好,可靠性高的特点,具有较高的实用性,也为后续的研究工作提供了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 嵌入式系统
• 1.2.1 嵌入式系统概述
• 1.2.2 嵌入式系统的体系结构
• 1.2.3 嵌入式系统特点
• 1.3 智能坐便器
• 1.3.1 智能坐便器概述
• 1.3.2 智能坐便器结构
• 1.3.3 智能坐便器的应用现状
• 1.4 论文的内容和结构
• 第二章 嵌入式系统需求分析和总体设计
• 2.1 嵌入式系统功能需求分析
• 2.2 嵌入式系统总体设计
• 第三章 智能坐便器关键器件选型和相关部件介绍
• 3.1 嵌入式系统控制芯片
• 3.1.1 AVR单片机
• 3.1.2 ATmega64特性介绍
• 3.1.3 遥控器芯片HT49R30介绍
• 3.2 步进电机的选取
• 3.2.1 无刷直流电机控制原理
• 3.2.2 步进电机机构及控制原理
• 3.2.3 两种电机的比较及步进电机的选用
• 3.3 传感器
• 3.3.1 传感器概述
• 3.3.2 传感器的分类
• 3.3.3 传感器的一般特性
• 3.4 其它部件及其功能简介
• 第四章 嵌入式系统的硬件设计与实现
• 4.1 嵌入式硬件系统概述
• 4.2 翻盖和圈步进电机驱动电路设计
• 4.2.1 设计概述
• 4.2.2 L297/L298功能结构分析
• 4.2.3 电路设计
• 4.3 阀门分配器等的步进电机驱动电路
• 4.4 开关量输出电路
• 4.5 开关量输入电路
• 4.6 红外接收电路
• 4.7 遥控器红外发射电路
• 4.8 遥控器键盘电路
• 第五章 嵌入式系统软件设计与实现
• 5.1 嵌入式系统软件设计概述
• 5.2 主机系统的程序设计
• 5.2.1 主程序
• 5.2.2 步进电机控制
• 5.2.3 风温、坐温、水温的温度控制
• 5.2.4 喷头清洗
• 5.2.5 红外接收
• 5.3 遥控器系统的程序设计
• 5.3.1 红外发射
• 5.3.2 LCD显示
• 第六章 系统调试与运行分析
• 6.1 系统软、硬件调试
• 6.2 系统运行分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录