基于ARM的嵌入式粘度仪系统设计与研究

论文摘要

随着计算机技术的飞速发展,嵌入式系统已经广泛地应用于网络通信、消费电子、工业控制、国防等各个领域。从某种程度上说,嵌入式系统可应用于人类工作与生活的各个领域,具有极其广阔的应用前景。而ARM公司是业界领先的16/32位嵌入式处理器技术提供商,目前已经占有75%以上的32位RISC嵌入式产品市场。在低功耗、低成本的嵌入式应用领域确立了市场领导地位。基于ARM的嵌入式系统的研究与开发也有着越来越重要的实际意义。粘度仪是测量流体粘度的物理性分析仪器。粘度是一个衡量液体抵抗流动能力的重要的物理参数,它和工业及国防等领域的关系非常密切,是工业过程控制,提高产品质量,节约与开发能源的重要手段。粘度仪在测量粘度时具有准确性,实时性等要求,并有良好的在线测量的功能。将嵌入式技术的智能化,专用化和实时性的优势应用到工业上,开发嵌入式粘度仪,更加适应现代工业的发展。本次设计的目的正是建立一个基于ARM核心处理器的嵌入式旋转粘度仪系统,该粘度仪的测量范围在1-108mPa.s之间,能满足工业上对常用液体粘度的测量要求。选用ATMEL公司的AT91SAM7S64作为系统的控制单元,采用步进电动机作为嵌入式粘度仪的动力。此外,嵌入式粘度仪通过USB连接到PC机上,其应用更加便利。该仪器基本达到了预期的设计目的。综上所述,本文主要研究了ARM内核的嵌入式粘度仪系统设计方法,对于嵌入式技术应用于工业粘度仪有一定的指导意义和参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及其意义
• 1.2 课题研究的现状
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 课题研究的相关知识
• 2.1 粘度与旋转式粘度仪
• 2.1.1 粘度与粘度仪
• 2.1.2 旋转式粘度仪的测量原理
• 2.1.3 旋转式粘度计的结构
• 2.2 嵌入式系统与ARM技术相关概念
• 2.2.1 嵌入式系统的定义
• 2.2.2 嵌入式系统的特点
• 2.2.3 嵌入式系统的现状和发展趋势
• 2.2.4 ARM微处理器简介
• 2.2.5 AT91SAM7S64微处理器
• 2.3 细分驱动技术
• 2.3.1 细分驱动技术现状
• 2.3.2 细分驱动原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统的硬件结构设计
• 3.1 系统结构框图
• 3.2 AT91SAM7S64的封装和引脚
• 3.3 步进电机驱动电路设计
• 3.3.1 细分驱动电路设计
• 3.3.2 步进电机与DAC的选型
• 3.3.3 驱动电路硬件电路设计
• 3.4 部分外围电路设计
• 3.4.1 电源部分设计
• 3.4.2 复位电路设计
• 3.4.3 键盘输入电路设计
• 3.4.4 显示电路设计
• 3.4.5 温度传感器电路设计
• 3.4.6 USB通信接口电路设计
• 3.5 PCB板的制作
• 3.5.1 设计流程
• 3.5.2 电源和时钟的分布
• 3.5.3 元器件的布局布线
• 3.6 本章小结
• 第四章 μC/OS-Ⅱ系统及层次软件设计与实现
• 4.1 系统层次框架
• 4.2 μC/OS-Ⅱ操作系统
• 4.3 μC/OS-Ⅱ操作系统在ARM上的移植
• 4.3.1 μC/OS-Ⅱ操作系统移植条件
• 4.3.2 μC/OS-Ⅱ操作系统的移植
• 4.4 μC/OS-Ⅱ任务创建及管理
• 4.5 USB模块的配置与固件编程
• 4.6 ARM开发工具IAR
• 4.6.1 软件开发平台IAR概述
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间的学术论文
• 致谢