论文摘要
随着市场的国际化和我国油脂生产工业的不断发展，油脂生产已经成为我国国民生活中重要的一环。但传统的硬件设施已经不能满足生产的需求，嵌入式控制技术的发展促进了油脂生产的规模化。ARM处理器以其高处理速度、硬件高度集成、开发资源多等优势成为了现代微控制器的首选。本文以控制工业油脂生料进料环节的压力、温度、料位为控制对象，采用对多个传感器进行测量控制，主要研究内容如下：根据工业油脂生产中生料料位进料环节的控制需求，本文选择以基于ARM内核的LPC2220芯片为硬件控制核心，以μClinux操作系统为软件开发平台的嵌入式控制系统。然后在介绍LPC2220芯片的特色及体系结构的基础上，设计了LPC2220的电源复位电路、存储器的扩展电路、触摸屏接口电路、LCD接口电路、串行通信电路、模拟输入通道的调理电路以及输出通道的驱动放大电路。处理器处理前端传感器采集的信号控制直流电机的转速，从而达到稳定进料料位的控制效果。软件设计时按照实时系统的要求，在系统中移植了μCLinux操作系统，并采用中断的方式来克服μClinux实时性较弱的缺点。阐述了μCLinux的引导加载技术及其内核结构，在此基础上实现μCLinux在LPC2220基于平台的板级移植和裁减，接着分析μCLinux下设备驱动程序工作机制，并设计出数据采集设备的驱动程序；最后在分析控制系统的总体结构上，设计了系统的应用程序及其主要功能模块的分析，同时对控制系统实时性的解决方案进行了初步地探讨。在嵌入式实时系统下，应用软件的结构设计和功能扩展变得相当容易，大大简化了系统的开发过程和周期。针对工业油脂生产现场环境的复杂性，利用算术平均值滤波算法对传感器采集后传送给ARM的信号进行滤波处理，设计出滤波处理流程图及其具体实现代码。本文最大的特点是将嵌入式控制技术应用在油脂生产的进料控制系统中，并将μClinux移植到该控制系统中。该系统的研究对于高端嵌入式系统在工业控制领域的应用具有一定的借鉴和参考作用。