基于ARM的嵌入式流动电流测控仪的研究

论文摘要

嵌入式系统以其小型、专用、可靠性高的特点，已经在各个领域得到了广泛的应用。随着微电子技术的快速发展，旧有的流动电流测控系统已逐渐不能适应广大用户的需求，迫切要求新一代流动电流测控系统向数字化、智能化、集成化方面迈进。本课题研究的主要任务是在分析和总结现有流动电流测控系统的基础上，开发一套新型的基于ARM微处理器的流动电流测控仪。论文围绕这个任务，主要进行了如下几个方面的研究工作：1、研究了流动电流的产生和流动电流传感器，分析了目前流动电流测控系统的结构及不足之处，提出了运用ARM嵌入式系统开发新型测控仪表的研究思路。2、根据流动电流测控仪的工作原理及功能需求，选择飞利浦公司的LPC2210为主控制器，设计了流动电流测控仪的软硬件总体方案。3、介绍了嵌入式系统的概念、组成，分析了嵌入式系统的特点，依照总体方案，设计了基于ARM7内核的LPC2210处理器的流动电流测控仪的硬件和软件开发平台。4、设计和实现了基于ARM7 LPC2210的流动电流测控仪的硬件和软件各功能模块，针对系统的干扰问题，完成了FIR滤波器的设计，选用了增量PID控制算法。总之，本文从研究嵌入式系统的软、硬件设计及其在流动电流测控仪中的应用着手，掌握了嵌入式系统开发的模式、流程、开发环境的搭建和软、硬件调试方法，并完成了部分试验，在结构和功能上对现有流动电流测控系统进行了改进，使其性能更加稳定，功能扩展更加容易，为真正实现智能化仪表奠定了坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 流动电流和流动电流传感器
• 1.1.1 流动电流的产生
• 1.1.2 流动电流传感器
• 1.2 流动电流检测技术的发展及国内外研究现状
• 1.3 目前流动电流测控系统的结构及其存在的不足之处
• 1.4 基于ARM的嵌入式测控仪表研究的目的和意义
• 1.5 课题的背景和研究意义
• 1.6 本课题的研究内容
• 第二章 流动电流测控仪总体方案设计
• 2.1 流动电流测控仪功能、指标
• 2.1.1 功能
• 2.1.2 技术指标
• 2.2 功能需求分析
• 2.3 总体设计
• 2.3.1 硬件设计
• 2.3.2 软件设计
• 第三章 基于ARM的流动电流测控仪的嵌入式系统设计
• 3.1 嵌入式系统概述
• 3.1.1 嵌入式系统的定义
• 3.1.2 嵌入式系统的的特点
• 3.1.3 嵌入式微处理器ARM
• 3.2 开发环境的建立
• 3.3 基于LPC2210的系统主控制器的硬件设计
• 3.3.1 LPC2210概述
• 3.3.2 电源、晶振及复位电路
• 3.3.3 JTAG接口电路
• 3.3.4 SRAM接口电路
• 3.3.5 FLASH接口电路
• 3.3.6 LED及键盘接口电路
• 2C接口电路'>3.3.7 I²C接口电路
• 3.4 系统程序设计
• 第四章 流动电流测控仪的设计与实现
• 4.1 流动电流测控仪的硬件设计
• 4.1.1 模拟信号采集
• 4.1.2 输出控制模块
• 4.2 流动电流测控仪的软件设计
• 4.2.1 系统的初始化
• 4.2.2 目标系统的实现
• 4.2.3 采集数据读取程序
• 4.2.4 采集数据处理程序
• 4.2.5 数据显示
• 4.2.6 系统模型及PID控制算法的选择
• 4.2.7 键盘处理程序
• 第五章 系统调试及应用
• 5.1 硬件调试及分析
• 5.2 软件调试
• 5.3 软、硬件联合调试
• 5.4 流动电流测控仪的应用
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 后期研究解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书