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基于ARM9的高精度生化分析儀溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者： 時(shí)間：2016-11-29 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
　　嵌入式 Linux是以Linux為基礎(chǔ)的嵌入式作業(yè)系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、媒體播放器、消費(fèi)性電子產(chǎn)品以及航空航天等領(lǐng)域中。Linux做嵌入式的優(yōu)勢(shì)，首先，Linux是開放源代碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持；其次，Linux的內(nèi)核小、效率高，內(nèi)核的更速度很快，linux是可以定制的，其系統(tǒng)內(nèi)核最小只有約134KB。第三，Linux是免費(fèi)的OS，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)力。 Linux還有著嵌入式操作系統(tǒng)所需要的很多特色，突出的就是Linux適應(yīng)于多種CPU和多種硬件平臺(tái)，是一個(gè)跨平臺(tái)的系統(tǒng)。到目前為止，它可以支持二三十種CPU。移植的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Java的開發(fā)環(huán)境。同時(shí)，Linux內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，Linux對(duì)網(wǎng)絡(luò)中最常用的TCP/IP協(xié)議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網(wǎng)絡(luò)，以及無線網(wǎng)絡(luò)，Toker ring（令牌環(huán)網(wǎng)）、光纖甚至衛(wèi)星的支持。

　　1 引言

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/323510.htm

　　ARM9越來越廣泛的應(yīng)用于各種生物電子儀器中，全自動(dòng)生化分析儀是一個(gè)典型的應(yīng)用。生化分析儀檢測(cè)分析過程中溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果具有很大的影響，被檢樣品和試劑只有在指定的溫度下檢測(cè)才能保證生化檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。本系統(tǒng)以ARM9處理器作為控制系統(tǒng)核心，實(shí)現(xiàn)模糊自整定PID控制算法。經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)精度高，穩(wěn)定性好，響應(yīng)快，反應(yīng)盤控溫于現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)溫度37℃，控溫精度為土0.1℃，顯示精度為±0.01℃，完全滿足臨床使用要求。

　　TI公司的OMAP730是最新的無線通信基帶信號(hào)處理器。該處理器是TI的GPRS Class 12通信模塊與專用于應(yīng)用處理的ARM926通用處理器（GPP）的集成。由于GPP的速度可達(dá)200MHz，因此OMAP730具有兩倍于上一代OMAP710處理器的應(yīng)用處理性能。如同所有的OMAP處理器一樣，OMAP730可支持領(lǐng)先的移動(dòng)操作系統(tǒng)，其中包括Microsoft的智能電話與Pocket PC PhoneEdition、Svmbian OS與Series 60、Palm OS以及Linux。

　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及主要硬件實(shí)現(xiàn)

　　2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由測(cè)溫器件、ARM控制器及顯示變送單元三部分組成。ARM控制器采用三星公司的S3C2410A。測(cè)溫器件負(fù)責(zé)溫度的采集，在本系統(tǒng)由DS1 8B20溫度傳感器構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)工作過程是先由鍵盤設(shè)定溫度值，ARM 控制器控制溫度傳感器采集溫度信號(hào)，經(jīng)過模糊PID 控制模塊運(yùn)算，輸出PwM 波控制功率驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的加熱和制冷控制，同時(shí)通過LCD顯示溫度。

　　2.2 控制器S3C2410

　　S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用0.18um制造工藝的32位微控制器。該處理器擁有：獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3路UART，4路DMA，4路帶PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2個(gè)USB主機(jī)，1個(gè)USB設(shè)備，SD主機(jī)和MMC接口，2路SPI。S3C2410處理器最高可運(yùn)行在203MHz。

　　S3C2410A是由Samsung Electronics Co.，Ltd為手持設(shè)備設(shè)計(jì)的低功耗、高度集成的，基于ARM920T內(nèi)核16／32RISC嵌入式處理器，運(yùn)行頻率可達(dá)203MHz， 獨(dú)立的16k指令和16kB數(shù)據(jù)的緩存（Cache），虛擬內(nèi)存管理的MMU單元，LCD控制器（STN&TFT），非線性（NAND）FLASH的引導(dǎo)單元系統(tǒng)管理器，3通道的異步串口（UART），輸入輸出端口，實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元（RTC），帶有觸摸屏接口的8個(gè)通道10bitADC，IIC總線接口，IIS總線接口，USB的主機(jī)（host）元，USB的設(shè)備（Device）接口，2個(gè)通道的SPI接口和鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘發(fā)生單元。

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用32位RISC嵌入式處理器工作模式，采用NAND FLASH啟動(dòng)方式。NAND FLASH存儲(chǔ)器擴(kuò)展選擇三星電子公司生產(chǎn)的K9F1208，單片容量為64MX 8bit（64M字節(jié)），工作電壓2.7～3.6V，8位數(shù)據(jù)寬度，帶有硬件數(shù)據(jù)保護(hù)功能，支持上電自動(dòng)引導(dǎo)功能。根據(jù)系統(tǒng)需要和充分發(fā)揮32位CPU的數(shù)據(jù)處理能力，本系統(tǒng)選用兩片HY57V561620T并聯(lián)構(gòu)建32位SDRAM存儲(chǔ)器系統(tǒng)，共64MB的SDRAM空間，可滿足嵌入式操作系統(tǒng)及各種相對(duì)復(fù)雜的功能運(yùn)行要求。


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