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基于ARM的嵌入式淬火机床能量监控器的设计

作　者: 万华山
导　师: 刘衍平
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 机械电子工程
关键词: 淬火机床 嵌入式 能量监控器 ARM uc/os-Ⅱ
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 48次
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内容摘要


表面热处理工艺是提高零件机械性能的主要手段之一,而感应加热时最常用的是表面加热淬火方法。在国内的一些地区由于电网质量较差,导致电压、电流发生波动难以保证零件淬火质量以及整批产品在淬火深度、硬度的一致性,所以必须对这些工艺参数进行实时监控,为此我们设计了感应式淬火机床能量监控器。本文以能量监控器为研究对象,首先介绍了感应式淬火机床的原理和组成以及能量监控器的功能；然后基于嵌入式系统特点、设计方法,介绍了能量监控器的总体设计方案；之后重点介绍了能量监控器的硬件设计原理及方案,包括核心板和外围电路的设计；核心板内设计了A/D转换、LCD显示电路、存储电路等；外围电路设计了LLK-B-2型指针式流量开关、温度监测监测电路、电压电流霍尔式转换电路。本设计中,选用了韩国三星公司基于ARM9的S3C2410A微处理器芯片作为嵌入式系统的硬件核心,采用uc/os-Ⅱ嵌入式实时操作系统作为软件开发平台,采用uC/GUI图形系统进行界面图形部分的开发,然后在这个基础上进行了基于uc/os-Ⅱ平台的应用程序。该监控器可以及时、准确、有效地监控当前的电压、电流、流量、温度四个工艺参数,在工艺参数超过允许范围时可以给出警告。该系统具有速度快、可扩充性强、功耗低、便携性强等特点。在保障较低开发成本的条件下,节省了开发时间,提高了开发的工作效率,对信号采集和检测的嵌入式系统设计具有一定的借鉴意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-12
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 国内外的研究状况  10-11
  1.3 论文的主要内容  11-12
第2章 感应式淬火机床简介  12-17
  2.1 感应淬火的原理  12-14
  2.2 感应淬火装置  14-16
    2.2.1 感应加热电源  14-15
    2.2.2 感应淬火机床  15
    2.2.3 淬火感应器  15-16
    2.2.4 淬火机床能量监控器  16
  2.4 本章小结  16-17
第3章 能量监控器总体设计方案  17-29
  3.1 系统的总体设计  17-18
  3.2 嵌入式系统  18-20
    3.2.1 嵌入式系统的概念  18-19
    3.2.2 嵌入式系统的开发流程  19-20
  3.3 嵌入式微控制器的选型  20-22
  3.4 嵌入式操作系统的选型  22-23
  3.5 界面显示系统的选型  23-24
  3.6 集成开发环境ADS和硬件开发板FS2410  24-26
  3.7 电路的抗干扰问题  26-27
    3.7.1 电磁干扰来源及抑制措施  26-27
    3.7.2 能量监控器的抗干扰设计  27
  3.8 本章小结  27-29
第4章 能量监控器的硬件设计  29-38
  4.1 硬件系统设计概述  29
  4.2 温度检测电路的设计  29-30
  4.3 LLK-B-2型指针式流量开关  30
  4.4 电压电流信号转换电路的设计  30-31
  4.5 A/D转换电路的设计  31-33
    4.5.1 A/D转换的原理  31-32
    4.5.2 A/D接口的设计  32-33
  4.6 LCD显示的设计  33-35
  4.7 系统电源的设计  35
  4.8 存储部分的设计  35-37
  4.9 本章小结  37-38
第5章 能量监控器系统软件平台的建立  38-45
  5.1 μcos/Ⅱ的特点和内部机制  38-41
    5.1.1 μcos/Ⅱ的特点  38-39
    5.1.2 μcos/Ⅱ的任务调度  39-40
    5.1.3 μcos/Ⅱ的中断与时间管理  40-41
  5.2 μcos/Ⅱ在S3C2410A上的移植  41-44
    5.2.1 移植的过程  41-44
  5.3 本章小结  44-45
第6章 能量监控器应用软件的开发  45-59
  6.1 能量监控器应用软件的总体设计  45
  6.2 能量监控器应用软件的设计  45-54
    6.2.1 系统任务的设计  46-47
    6.2.2 主程序的设计  47-48
    6.2.3 主任务函数的设计  48-50
    6.2.4 按键任务、AD采样任务、显示任务的设计  50-54
  6.3 应用程序的界面设计  54-58
    6.3.1 μC/GUI的介绍  54
    6.3.2 μC/GUI在μcos/Ⅱ操作系统上的移植  54-56
    6.3.3 工艺参数的界面设计  56-58
  6.4 任务实现  58
  6.5 本章小结  58-59
第7章 总结与展望  59-61
  7.1 工作总结  59
  7.2 工作展望  59-61
参考文献  61-65
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果  65-66
致谢  66

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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 > 监视、报警、故障诊断系统
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