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嵌入式温度测量和控制系统的设计与实现

作　者: 常志强
导　师: 段翰聪；赵福祥
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 微控制器定时器传感器嵌入式系统实时多任务操作系统
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来随着我国计算机技术的广泛应用和信息化进程的加快,计算机测量控制系统在越来越多的场合得到了广泛的应用。而温度是许多监控系统中的一个重要参数。在某些要求严格的温度监测的场合,需要进行多点实时高精度温度测量。传统的温度测量方法是依赖于对温敏电子元器件的模拟物理量进行测量,进而转换为直观的测量结果。从硬件电路设计方面来说,开发起来很麻烦,费工费时;抗干扰的问题也较突出。现代的温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化的方向飞速发展,使本课题能很方便的高精度的进行各应用领域的温度测量。本文基于嵌入式系统的开发与设计技术,结合温度监测的实际应用,结合RTOS(实时多任务操作系统Real Time Operating System)的选取原则,选用了源码公开的嵌入式实时操作系统μC/OS-II;在硬件设计方面,微控制器选用了台湾新茂(Syncmos)公司生产的8位微控制器SM5964。温度测量器件选用了美国DALLAS公司生产的DS18B20单线数字温度传感器。并采用RS232总线进行信息传输。设计了一个实现对多点温度进行测量控制的嵌入式系统。该系统具有以下设计特点:1、结合了嵌入式系统软件的开发特点和数字式温度传感器的使用方法,较传统的单片机结合模拟温敏传感器的方法更方便,更直观。并且在RTOS上开发软件,有助于建立功能强大、结构复杂的大系统。2、采用了多任务编程技术,使各功能任务并发运行和协调,有助于提高系统总体效率和缩短系统相应延迟时间;在软件实现时,采用分层体系思想。系统按硬件层、与硬件无关层、应用层组织,具有更好的逻辑性,系统从而具有更好的可移植性;3、在软件实现时,利用系统的ISP功能,实现程序加载和动态更新。使本系统具有较好的通用性。4、系统精确度高,热响应时间短,精确度为0.5度。并且开发了良好的人机交互界面,方便操作管理。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-16
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状概述  11-13
  1.3 本文的主要研究工作  13-14
  1.4 本文研究的内容  14-16
第二章相关技术基础  16-29
  2.1 嵌入式系统简述  16-25
    2.1.1 嵌入式系统的发展  16-17
    2.1.2 嵌入式系统的组成  17-20
    2.1.3 嵌入式系统开发技术  20-22
    2.1.4 系统开发环境选取  22-25
  2.2 温度传感器简述  25-28
    2.2.1 温度传感器的发展  25-26
    2.2.2 DS18B20 温度传感器的选取  26-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章需求分析  29-34
  3.1 系统设计思想  29
  3.2 系统功能需求  29-32
  3.3 其他需求  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章系统设计与实现  34-60
  4.1 系统硬件设计  34-40
  4.2 系统软件设计  40-59
    4.2.1 任务的划分  41-46
    4.2.2 人机交互任务的实现  46-47
    4.2.3 串行通信模块的设计  47-52
    4.2.4 远程加载程序的设计  52-55
    4.2.5 温控监控软件的实现  55-59
  4.3 本章小结  59-60
第五章系统测试  60-65
  5.1 简介  60-62
  5.2 系统的具体测试  62-64
    5.2.1 测试环境  62-63
    5.2.2 测试过程  63
    5.2.3 测试用例测试过程及测试结果  63
    5.2.4 测试分析  63-64
  5.3 本章小结  64-65
第六章结论  65-67
  6.1 本文工作总结  65-66
  6.2 进一步的展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70

嵌入式温度测量和控制系统的设计与实现

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