实时温控报警器设计

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1、3.《嵌入式系统原理与应用》综合设计实时温控报警器设计系部：电子与信息工程系专业班级：电子信息工程姓名：学号：小组成员：指导教师：3目录1绪论11.1嵌入式系统简介11.2课程设计目的21.3课程设计题目及设计要求21.3.1设计题目21.3.2设计要求21.3.3工作流程21.3.4实验设备与器材32设计方案42.1总体方案43硬件设计53.1隔热器模块53.1.1继电器PCM-8032AR简介53.1.2PCM-8032AR硬件结构63.1.3PCM-8032AR功能结构73.2ARM开发板73.2.1LM3S2110简介74软件设计94.1系统控制软件概述94.1.1系

2、统软件主要实现以下几大功能：94.1.2程序的总体结构104.2系统软件的设计104.2.1主程序设计1034.2.2键盘读取与LCD1602液晶屏显示子程序设计104.3设计过程及结果114.3.1对于键盘操作的描述114.3.2对于LCD1602液晶屏显示器的描述114.3.3程序执行基本流程125系统程序设计与调试135.1方案的程序调试136结束语146.1设计调试过程中遇到的问题以及解决方法146.2课程设计体会146.3致谢147参考文献158附件材料168.1实物图168.2程序清单及说明161绪论1.1嵌入式系统简介嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基

3、础、软硬件可裁剪的专用计算机系统，是继IT网络技术之后的又一新技术发展方向。由于具有体积小、功耗低、可靠性高以及面向多行业应用的特征，嵌入式系统目前已被广泛用于国防军事、电子消费、网络通信、工业控制等领域，具有极为广阔的发展前景。结合Internet技术，嵌入式系统目前已普遍应用于智能公路（车辆导航、信息监测等）、植物工厂（无土栽培、智能种子工程等）、虚拟现实（VR）（交通警察、家用机器人等）、信息家电（冰箱、空调网络化、自动抄表、防火/防盗系统等）、先进工业自动化（电网安全等）、POS网络及电子商务（交通卡、电话卡、自动售货机等）。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，

4、如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。图1常见的嵌入式系统应用实例1.2课程设计目的通过本次课程设计，运用已学的课程知识，根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试，对《ARM嵌入式系统原理》课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件和编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，从而加深对本课程知识点的理解，使应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等方面有显著提高。1.3课程设计题目及设计要求1.3.1设计题目实时温控报警

5、器设计1.3.2设计要求利用实验系统的资源来设计一个“带LCD1602液晶屏显示的实时温控报警器”。控制面板包括：LCD1602液晶屏显示、四个数字按键键盘、电源按键、电源指示灯、运行键。1.3.3工作流程工作流程如下：（1）按下电源键，电源指示灯亮，通过数字键设定需控制的温度，并在LCD1602液晶屏上显示。（2）温度设定完后，启动系统运行，启动加热器，对水进行加热。（3）LCD1602液晶屏实时显示当前的温度，超过设定温度值时，关闭加热器，并使报警指示灯亮。（4）运行过程中，若再按下电源键，则系统停止，电源指示灯灭。1.3.4实验设备与器材实验设备：LM3S2110、PC

6、机一台。实验器材：LCD1602液晶屏、4个独立按键、蜂鸣器、LM75A数字温度传感器、加热器、继电器PCM-8032AR。2设计方案2.1总体方案利用键盘来控制温度的设计，为了使按键更有目的性，利用四个按键来控制温度的设置，当按下一个按键后，首先判断按下的按键时哪个键，假设按键是“KEY4”，则LCD1602液晶屏上显示摄氏温度，随即再按"KEY3"键，则此键设置报警温度显示在LCD1602液晶屏上；若按键为“KEY2”，则华氏温度显示在LCD1602液晶屏上，随即再按“KEY1”键，则此键显示在LCD1602液晶屏上为复位。为了使显示更能体现是摄氏温度和华氏温度，在LCD

7、1602液晶屏上显示“°C”、“°F”。初始温度设置完毕后，然后与LM75A数字温度传感器送进来的实际温度进行比较，若实际温度大于所设置的温度，则蜂鸣器蜂鸣；反之，蜂鸣器不蜂鸣。3硬件设计系统结构框图如图2所示。1.温度测量：采用LM75A数字温度传感器；2.按键、显示：4个独立按键及LCD1602液晶屏；3.ARM开发板：LM3S2110；4.加热器和ARM开发板之间：继电器或光电隔离，实现高压电与低压电的隔离。图2系统结构框图3.1隔热器模块加热器和ARM开发板之间须加隔离，实现高压电与低压电的隔离