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基于ARM7的糖厂澄清工段pH值嵌入式测控装置

作　者: 王月生
导　师: 林小峰
学　校: 广西大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 嵌入式系统 pH值 IEC61131-3 ARM RS-232通讯
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 25次
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内容摘要


制糖业是我国的传统行业之一，近几年来，由于市场竞争和高效益的需要促使制糖业的生产日益规模化、集约化、大型化、连续化、自动化，制糖过程中高新技术的使用越来越广泛。嵌入式系统是计算机硬件和软件的有机结合。基于MCU、DSP、SOC等技术的嵌入式系统由于其卓越的性能，合理的价格，开放的结构，在自动化生产过程中得到了广泛的应用。本文首先介绍了嵌入式系统的概念、组成和开发方法，接着对糖厂澄清工段的生产工艺和自动化生产现状进行了分析，针对澄清工段pH值控制的需要，设计了基于ARM7微处理器的澄清工段pH值嵌入式测控装置以实现pH值的在线连续监控。该测控装置在硬件上采用开放式、模块化的结构，软件开发平台采用了开放源码的实时嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ，并基于IEC61131-3国际标准进行控制软件的开发，而且设计了以太网络接口和RS-232串行通讯接口，使得系统具有很好的开放性、可裁减性和升级性，可以满足从现场设备层到企业管理层无缝联接的要求。本文最后对ARM启动代码进行了分析和实现，讨论了ARM目标映像的生成步骤及固化问题，并总结了论文的主要研究内容和所做的开发工作，对今后工作进行了展望。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 引言  8-9
  1.2 嵌入式系统概述  9-14
    1.2.1 嵌入式系统的发展历程  9
    1.2.2 嵌入式系统的定义  9-10
    1.2.3 嵌入式系统的现状和发展趋势  10-14
  1.3 课题的来源和研究意义  14-16
    1.3.1 课题的来源  14
    1.3.2 课题的研究背景  14-15
    1.3.3 课题的研究意义  15-16
第二章 澄清工段生产工艺流程和参数的测量  16-26
  2.1 澄清工段生产工艺流程  16-17
  2.2 澄清工段工艺控制流程  17-18
  2.3 工艺过程参数的测量  18-26
    2.3.1 pH值的测量  18-21
    2.3.2 pH值变送器  21
    2.3.3 pH值温度补偿  21-23
    2.3.4 温度的测量  23-26
第三章 测控装置的硬件设计  26-36
  3.1 核心控制板  26-32
    3.1.1 核心板的总体结构  26
    3.1.2 ARM微控制器  26-27
    3.1.3 存储器系统  27-29
    3.1.4 通信接口  29-31
    3.1.5 JTAG调试接口  31-32
    3.1.6 硬件人机界面  32
  3.2 物理I／O驱动板  32-34
    3.2.1 步进电机驱动  33
    3.2.2 酸洗泵和pH电极升降电机驱动  33-34
  3.3 模拟量输入／输出通道  34-36
    3.3.1 片内A／D转换器  34-35
    3.3.2 A／D扩展模块  35
    3.3.3 片内D／A转换器  35-36
第四章 软件开发平台及程序设计  36-59
  4.1 软件开发平台  36-48
    4.1.1 ARM软件开发工具  36-37
    4.1.2 RTOS μC／OS-Ⅱ  37-45
    4.1.3 基于IEC61131-3标准的运行系统  45-48
  4.2 串口通信程序设计  48-52
  4.3 A／D采样程序设计  52-53
  4.4 I／O过程映像的实现  53-56
  4.5 软逻辑控制测试实例  56-59
第五章 启动代码的实现及目标映像的固化  59-66
  5.1 启动代码的实现  59-64
    5.1.1 定义入口点  59
    5.1.2 设置中断／异常向量  59-61
    5.1.3 初始化存储系统  61
    5.1.4 初始化中断中用到的变量  61-63
    5.1.5 初始化堆栈指针寄存器  63
    5.1.6 进入C程序  63-64
  5.2 目标映像的固化  64-66
    5.2.1 生成目标映像  64-65
    5.2.2 固化目标映像  65-66
第六章 结束语  66-68
  6.1 研究与开发工作总结  66-67
  6.2 今后工作展望  67-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
攻读学位期间发表的论文  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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