以ARM LPC2103为核心的室内环境控制系统的工作原理毕业设计.doc

以ARM LPC2103为核心的室内环境控制系统的工作原理毕业设计 目 录 1 绪论 1 1.1 选题背景 1 1.1.1 温度控制的提出 1 1.1.2 温度控制技术的发展 1 1.2 课题研究目的和研究意义 4 1.3 课题主要研究内容与论文的组织结构 4 2 系统硬件电路设计 5 2.1 主控器件选型 5 2.2.1 ARM 技术 5 2.2.2 ARM处理器LPC2103 6 2.2.3 ARM最小系统的实现 8 2.3 功能模块选型及电路设计 10 2.3.1 温度检测模块 10 2.3.2 温度控制模块 12 2.3.3 数码管显示模块 12 2.4 本章小结 13 3 软件设计 13 3.1 编写语言的选择 13 3.2 编译软件的介绍 13 3.3 程序流程图 19 3.3.1 主程序流程 20 3.3.2 温度传感器模块流程图 20 4 总结 20 参考文献 22 致 谢 23 1 绪论 1.1 选题背景 1.1.1 温度控制的提出 1.1.2 温度控制技术的发展 1.2 课题研究目的和研究意义 控制方式很多。本课题主要研究内容与论文的组织结构本系统采用为LM3S101（基于ARMCortex-M3结构）芯片作为现场控制单元的核心芯片ARM LPC2103，利用控制芯片、温度传感器、七段数码管、时钟资源、LED等分别实现： （1）实时显示当前室内温度 （2）如果室内的温度不在预先设置的范围内，则通过控制继电器来调节温度 （3）若温度长时间超限报警； 设计采用功能模块化的设计思想，系统主要分为总体方案设计、硬件和软件的设计三大部分。 温度控制的总体方案设计 温度控制系统的组成如图l.1所示。 图1.1温度控制系统的组成 系统初始化后，如果温度超过预先设定的温度值，八个LED灯会闪烁提示温度超限。 2．硬件设计 设计内容包括：ARM LPC2103芯片、传感器等的选择；使用EDA技术完成系统原理图的设计及PCB的设计进行硬件主电路设计、开发与布线，其中包括显示模块、时钟电路、报警电路等功能模块电路设计。 3.软件设计 设计内容包括：主控制程序、温度传感器、数码管显示程序。在CrossWorks开发环境中利用C语言对系统编程实现各个功能,包括测温子程序,控制主程序及液晶显示程序的流程图,程序功能描述以及源程序的编写。 最后，在CrossWorks开发环境中对系统进行功能调试,包括系统硬件调试和系统软件调试以及软硬件之间的联调。 2 系统硬件电路设计 2.1 主控器件选型 2.2.1 ARM 技术 ARM即AdvancedRISCMachines的缩写，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1985年月，第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生，由美国加州SanJoseVLSI技术公司制造。20世纪80年代后期，ARM很快开发成Acorn的台式机产品，形成英国的计算机教育基础。1990年成立了AdvancedRISCMachinesLimited(后来简称为ARMLimited，ARM公司)。20世纪90年代，ARM32位嵌入式RISC(ReducedlnstructionSetComputer)处理器扩展到世界范围，占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。目前，采用ARM技术知识产权（IP ）核的微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。 ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域： （1）工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但 占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领 域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。 （2）无线通讯领域：目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。 （3）网络应用：随着宽带技术的推广，采用AR