PDF《基于 ARM 微处理器的智能控制器》

技改与创新化工自 动化及仪表,

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0 5 ,

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1 ) :

7 7 ~

7 8 Co n t r o l a n d I n s t r u me n t s i n Ch e mi c a l I n d u s t r y 基于ARM微处理器的智能控 制器 赵铁峰 ' , 王凯,王为民' , 金建祥' (

1 .

浙江大学 先进控制研究所 , 浙江 杭州

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2 7 ;

2 . 浙江浙大中控 自动化仪表有限公司, 浙江 杭州

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5 3 ) 摘要 : A R M微处理器是一种 R I S C芯片, 具有

3 2 位总线、 功耗低 、 性价比高, 非常适用于各种嵌入 式智能设 备 .探讨基于 A R M微处理器的智能控制器的设计和开发, 这种控制器具有非常良好的应用前景. 关键 词:ARM;

智 能控 制器中图分类号 : T P

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3 文献标识码 : B 文章编号:

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1 引言自动化仪表的应用领域 日益广泛 , 在过 程 自动 化领域已经取得了良好 的成绩.但是在一些特殊领 域,如热处理 、 加热炉 、 真空炉 、 制陶、 食品、 简单 的锅 炉控制等方面, 由于用户的标准化程度不高, 经常会 针对特定的工业设备 提出特殊 的需求 , 希望对配套 的自动化仪表可以进行画面和算法的简单组态和设 置. 目前的高档温度控制器和多功能复杂控制器往 往不能满足这些需求 , 我们希望能够设计一种通用 、 高可靠性 、 高性价 比的智能控制器来适应市场的要 求 .所以我们在设计当中探讨应用 A R M微处理器 , 以确保系统具有较高的实时运算和实时控制能力.

2 AR M 微处理器 A R M微处理器的

3 2位嵌入式 R I S C微处理器 , 以低功耗 、 高性能、 低成本等诸多优点在嵌入式应用 领域占据着 领先地位.A R M微处理器 提供扩充 的16/32位双指令集 , 处理器本身是

3 2位设计 , 但也配 备16位指令集.因此存储器 比等价

3 2位代码节省

3 5 % , 同时保 留了

3 2位系统 的所有优 势.增加 了DSP指令集 , 提高了芯片性能和灵活性.A R M 当前 有 5个 产品 系列 : A R M

7 、 A R M

9 、 A R M9 E、 AR M1 0系列和SecurCore.本设计采用ARM7 T D MI 内核的芯片AT91M40800,它具有三个

1 6位定时器 、

3 2个可编程 I / O口、

8 K内存和中断控制器等.

3 应用AR M 技术 设计 的 控制 器 该控制器具有强 大的信号处理功能 , 实 现包 括 比值 、 串级 、 前馈 、 程序控制等多种复杂控制功能 ;

具 有温压补偿 、 上下 限报警 、 速率报警 和报警延 时功 能;

显示形式多样 , 数据能 以曲线、 工程量、 百分量和 棒图等多种形式显示 , 能同时将多种形式综合显示 ;

实现真正的远程监控功能 , 使用配套 的上位机数据 管理软件 , 可方便地使用上位机进行监控和管理.

3 .

1 工作 原理 硬件设计采用模块化结构 , 由A/D模块 、 主机、 D / A模块 、 电源模块和显示模块组成. 该智能控制器采用 万能输入模块 采集现场信 号,并将其转换 成数字信号 , 通 过异步通讯传输 到AT91M4

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0 0 , 在微处理器内进行线性化、 温度补偿 、 数字滤波 、 小信号切除、 温压补偿 、 流量 累计和各种 控制运算 , 控制的输出通过隔离的 D / A模块输 出到 现场的各种执行机构.该控制器还具有简单 的逻辑 运算功能 , 并支持使用 C F卡转存数据.控制器的显 示采用 T F T真彩液晶屏显示.所有 的数据都可记录 在大容量的 F L A S H中, 用于历史追忆和事故分析.