基于ARM的乳粉成分检测仪的设计

论文摘要

乳汁品是营养最全面的食品之一。在我国,尽管与蛋类和肉类相比,乳乳制品是营养最全面的食品之一。在我国,尽管与蛋类和肉类相比,乳制品的需求量相对较低,但是随着生活水平的提高,人们的饮食结构也在改变,以能量食品为主的时代已经成为历史。乳粉是我国乳制品最主要的品种,占到固态乳制品产量的65%,乳粉产值约占乳制品工业总产值的三分之一。精确地检测乳粉中成分的含量已引起更广泛地关注。目前乳粉成分的检测方法各自有不同的优缺点,本文则采用了一种新的检测方法,利用激光散透比为检测方法,即在光的透射方向上的光强Is和与透射方向垂直方向上的散射光光强It,用它们的比值来表征测试乳粉蛋白质和脂肪含量的光学参量。本文围绕散透比的检测方法做了分析讨论,在此基础上设计了一台检测乳粉中蛋白质和脂肪含量的检测系统,主要完成了以下工作:1.对散透比检测乳粉中蛋白质和脂肪成分方法做了理论分析,探讨了散透比与蛋白质和脂肪存在的关系,并建立了其数学模型。2.硬件部分主要完成了基于LPC2210的核心控制电路、电源电路、数据采集电路、LCD显示电路、外扩A/D转换电路等检测系统的硬件模块设计。3.软件部分主要完成了μC/OS-II在LPC2210上的移植,并在μC/OS-II的平台下实现了应用程序的任务编程,根据系统功能需要与任务分解的基本要求,把系统分成LCD显示任务、A/D转换任务、实时时钟显示任务等8个任务,由μC/OS-II来协调并完成各个任务的实现。在以上的工作的基础上,完成了乳粉成分检测仪的系统设计,验证了激光散透比的检测方法应用在乳粉检测中的可行性。也为乳粉成分的检测提供了一种新的检测手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 国内外乳粉成分检测现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 检测原理的理论研究与数学建模
• 2.1 基本理论研究
• 2.1.1 光透射理论
• 2.1.2 光散射理论
• 2.1.3 乳粉特性分析
• 2.1.4 散透比应用分析
• 2.2 数学建模
• 2.2.1 实验方案设计
• 2.2.2 数学模型的建立
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统的总体设计与分析
• 3.1 系统结构整体设计
• 3.2 嵌入式系统的选型与分析
• 3.3 系统硬件总体设计分析
• 3.3.1 微处理器选型
• 3.3.2 硬件系统总体构架设计
• 3.3.3 硬件设计关键技术
• 3.4 系统软件总体设计
• 3.4.1 嵌入式操作系统选型
• 3.4.2 系统软件设计方案
• 3.4.3 软件设计关键技术
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统硬件设计与调试
• 4.1 系统原理图设计
• 4.1.1 CPU（LPC2210）主控核心电路设计
• 4.1.2 存储系统电路设计
• 4.1.3 系统电源电路设计
• 4.1.4 光强检测电路设计
• 4.1.5 LCD 显示电路的设计
• 4.1.6 进样出样电路设计
• 4.1.7 外扩16 位高性能A/D 接口电路
• 4.2 系统PCB 设计
• 4.2.1 合理设计原理图
• 4.2.2 PCB 布线规则
• 4.3 硬件调试
• 4.3.1 电源、晶振及复位电路的调试
• 4.3.2 JTAG 电路的调试
• 4.3.3 SRAM 接口电路的调试
• 4.3.4 FLASH 接口电路的调试
• 4.4 本章小结
• 第5章 乳粉成分检测系统软件设计
• 5.1 基于U-BOOT 的启动引导程序设计
• 5.2 基于U-BOOT 的启动引导程序设计
• 5.2.1 U-BOOT 概述
• 5.2.2 U-BOOT 的启动流程
• 5.2.3 U-BOOT 的移植
• 5.2.4 本设计系统中U-BOOT 的移植操作
• 5.2.5 U-BOOT 的编译与运行
• 5.3 操作系统ΜC/OS-Ⅱ在本系统中的应用
• 5.3.1 μC/OS-Ⅱ的移植
• 5.3.2 μC/OS-Ⅱ的任务管理和任务通讯
• 5.4 牛乳成分检测仪系统应用软件开发
• 5.4.1 检测系统应用程序总体分析
• 5.4.2 检测系统的任务划分
• 5.4.3 检测系统的任务设计与实现
• 5.5 乳粉成分检测仪 LCD 输出显示
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢