智能仪器课程设计指导书.doc

目 录 一、纠偏控制系统概述 1 二、课程设计的目的和任务 2 2.1 课程设计的目的 2 2.2 课程设计的任务 2 三、课程设计原理 3 3.1 ADS开发环境简介 3 3.1.1 CodeWarrior IDE 简介 3 3.1.2 AXD 调试器简介 3 3.2 PID控制算法简介 4 3.2.1 位置式PID控制算法 5 3.2.2 增量式PID控制算法 6 3.3 μC/OS-II操作系统简介 7 3.4 JTAG调试口简介 8 3.4.1 JTAG调试接口的介绍 8 3.4.2 基于JTAG的调试过程 8 四、课程设计实验装置 9 4.1纠偏控制器系统装置 9 4.1.1 传感器 9 4.1.2 纠偏控制器 10 4.1.3 执行机构 11 4.1.4 CAN总线 11 4.2纠偏控制DEMO及调试装置。 12 4.3其它实验仪器和消耗品 12 五、课程设计实验步骤 13 5.1 擦除ARM芯片程序 13 5.1.1 硬件连接 13 5.1.2 程序擦除 14 5.2 JTAG调试接口连接 15 5.2.1. 硬件接线 15 5.2.2 软件识别 16 5.3 程序编译及JTAG调试 19 5.4 程序烧写 21 5.4.1 hex文件设置及生成 21 5.4.2 程序烧写 21 5.5 电机硬件连接 22 5.6 ARM Developer Suite v1.2的安装 23 5.7 ARM Developer Suite v1.2的卸载 25 5.8 实验注意事项 26 六、课程设计内容 27 6.1实验1：IO口实验 27 6.2实验2：串行口实验(选做) 28 6.3实验3：I2C接口实验 28 6.4实验4：LCD显示实验验 30 6.5实验5：CAN总线实验 34 6.6实验6：PWM电机驱动模块实验 36 6.7实验7：状态法键盘监控程序实验 38 6.8实验8：PID算法实验 38 6.9实验9：uC/OS-II操作系统实验 39 6.10实验10：纠偏控制系统功能调试实验 41 七、课程设计实验数据记录 43 八、实验方法指示及注意事项 44 参考文献 44  一、纠偏控制系统概述 纠偏控制系统，专门用于追踪线条、色差或材料边缘，可用于放卷纠偏或中间导向纠偏的场合，分辨率高，稳定性好，响应速度快，抗干扰能力强，结构简单，广泛应用于印刷，包装，造纸，纺织，机械等行业中 二、课程设计的目的和任务 2.1 课程设计的目的 本课程设计的目的是在组织16学时智能仪器课堂教学（介绍智能仪器仪表的信息输入和转换，信号输出和驱动，数据处理，人机接口和监控程序）的基础上，以纠偏控制系统为对象，进行38学时课程设计实验。为学生从事仪器仪表整机设计打下扎实的基础。智能仪器课程设计是一个主干教学实践环节，通过这个教学实践环节要达到以下目的。 通过本课程设计，把在大学期间所获得的仪器仪表测量与控制知识进行整合设计，使这些知识得到巩固，并使理论知识与实践相结合，培养工程实践及科学研究基本技能。为将来毕业设计和从事科研工作做好实质性的准备。 通过课程设计，要求学生熟练掌握基于嵌入式系统的仪器仿真方法和仿真机使用。 通过课程设计，要求学生熟练掌握基于嵌入式系统的硬件电路图的分析。 通过课程设计，要求学生熟练掌握基于嵌入式系统的测量与控制软件的编写、跟踪、查错。 通过课程设计，要求学生熟练掌握键盘监控程序；优先采用图解法来设计。 通过课程设计，要求学生选择合适的数字滤波模块，满足纠偏系统需要。 2.2 课程设计的任务 本次课程设计，希望同学们能够对嵌入式系统的几大组成部分，如嵌入式处理器（本实验采用ARM7系列）、外围设备（CCD传感器、推动电机、CAN总线、纠偏控制器等）、嵌入式操作系统（uC/OSII）和应用软件（ADS）有基本的掌握和了解。在此基础上，对纠偏控制系统的各个模块进行逐一实验，最后完成基于uC/OSII操作系统的自动纠偏系统软件编写。 要求最后完成的纠偏精度达到80％以上，实验的各个模块功能清晰，核心测量算法能采用合适的滤波算法，核心控制算法能采用PID算法，键盘控制采用状态转移法，这些算法的原理都将在以下简要介绍。 三、课程设计原理 3.1 ADS开发环境简介 ADS 集成开发环境是ARM 公司推出的ARM 核微控制器集成开发工具，英文全称为ARM Developer Suite，成熟版本为ADS1.2。ADS1.2 支持ARM10 之前的所有ARM 系列微控制器，支持软件调试及JTAG 硬件仿真调试，支持汇编、C、C++源程序，具有编译效率高、系统库功能强等特点，可以在Windows98、Windows XP、Windows2000 以及RedHat Linux上运行。