外文資料翻譯--嵌入式單芯片溫度控制器設(shè)計

1、<p><b>　　濟南大學泉城學院</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯</p><p>　　題 目 嵌入式單芯片溫度控制器 </p><p>　　設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p>

2、;<p>　　班 級 電氣08Q3 </p><p>　　學 生 王小萌 </p><p>　　學 號 20083005105 </p><p>　　指導教師 王新江

3、 </p><p>　　二〇一二年四月二十三日</p><p>　　J. Instrum. Soc. India50 38(1) 50-54</p><p>　　嵌入式單芯片溫度控制器設(shè)計</p><p>　　J. Jayapandian和烏莎拉尼拉維設(shè)計開發(fā)與服務組，材料科學部 英迪拉 甘地原子能研究中心，卡爾帕卡姆-6031

4、02。泰米爾納德邦。印度</p><p>　　摘要：本文介紹了一個單一的可編程芯片系統(tǒng)（PSOC）上的單芯片嵌入式溫度控制器的設(shè)計編程；內(nèi)部由模擬混合陣列，數(shù)字和數(shù)字通訊功能塊有邏輯的排列著。虛擬儀器控制 在LabVIEW中編寫的程序ver.7.1,一種圖形語言，給用戶提供友好的菜單驅(qū)動窗口的控制面板，與用于檢測感應和控制溫度的單芯片系統(tǒng)相互作用。這個劃算的嵌入式設(shè)計在實驗室及工業(yè)中有著巨大的潛力。這種設(shè)計也可作

5、為一個沒有電腦的獨立系統(tǒng)，通過在同樣的可編程芯片系統(tǒng)編程LED/LCD顯示和鍵盤的附件模塊。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　智能可編程嵌入式芯片設(shè)計的問世，為工業(yè)和實驗室設(shè)計自動化提供了執(zhí)行任何硬件所需的編程的能力。實驗室和工業(yè)設(shè)計自動化最近傾

6、向于給硬件最小的支持，給軟件最大的支持?？删幊糖度胧浇M件和應用軟件在市場上的使用，能夠為任何系統(tǒng)自動化提供劃算的解決方案。溫度控制器在工業(yè)和實驗室發(fā)揮著重大的作用。為了準確控制溫度調(diào)節(jié)過程，而不采用大量的調(diào)節(jié)器，溫度控制系統(tǒng)依賴一個內(nèi)部有像熱電偶或熱電阻的溫度傳感器的控制器。它把現(xiàn)實的溫度和預期的溫度或預定值進行對比，并向控制元件提供輸出。這個控制器是整個控制系統(tǒng)的主要組成部分之一，并且整個系統(tǒng)應當被解釋為選擇合適的控制器。本文描述一種

7、新型單芯片溫度控制器的設(shè)計與Cypress Microsystems公司可編程系統(tǒng)芯片（PsoC）。在LabVIEW中編寫的虛擬儀器控制程序ver.7.1嵌入式PsoC的設(shè)計和感官交互和控制溫度爐/負載。</p><p>　　一個嵌入式單芯片溫度控制器的設(shè)計</p><p>　　圖1：可編程系統(tǒng)框圖內(nèi)部塊芯片（PsoC）</p><p>　　2可編程系統(tǒng)芯片（Pso

8、C）</p><p>　　同時選擇一個微控制器，它必須有一種簡單，廉價的接口傳感器和通訊接口等。Cypress的可編程系統(tǒng)芯片（PsoC）架構(gòu)為各種廣泛的應用提供了一個靈活的，經(jīng)濟的解決方案。本文描述了一個單一的CY8C27143芯片溫度控制器的設(shè)計。如圖1所示，它具有四個主要方面：PsoC的核心，數(shù)字系統(tǒng)，模擬系統(tǒng)，包括輸入/輸出端口的系統(tǒng)資源。這個架構(gòu)允許用戶創(chuàng)建定制與每個應用程序的要求相匹配的外設(shè)配置。在U

9、ART接口，再加上可配置模擬和數(shù)字外設(shè)使得CY8C27143Z真正的具有連接到外部世界的普遍性。PsoC核心包括：1的M8C微控制器，32千字節(jié)的閃存程序存儲器；2KB的數(shù)據(jù)RAM；內(nèi)部24MHz的振蕩器，睡眠和看門口狗定時器，通用輸入/輸出引腳（GPIO）允許任何引腳被用來作為數(shù)字輸入或輸出，和大多數(shù)引腳被用作模擬輸入或輸出一樣。每個引腳可被用來作為數(shù)字或模擬中斷。數(shù)字系統(tǒng)是由8個數(shù)字PsoC模塊組成。每塊是一個8位的資源，可以單獨使

10、用或結(jié)合其他形成的外圍設(shè)備?？赡艿耐庠O(shè)包括：PWM通道(8-32位)；PWM死區(qū)(8-24位)；計數(shù)器(8-32位)；可選校驗的UART8位；SPI的主人和奴隸；循環(huán)冗余</p><p>　　52 J. Jayapandian和烏莎拉尼拉維</p><p>　　模擬外設(shè)非常靈活，可制定，以支持特定的應用需求。一些更常見的PsoC模擬功能是：過濾器（2-4-極

11、帶通，低通和缺口）;放大器（最多2個，可選擇增益可達48倍）；儀表放大器(1可選擇增益最多達93倍)；比較器（高達216個可選閾值）；數(shù)模轉(zhuǎn)換器（最多26-10位分辨率）；SAR ADC(最多兩個，與6位分辨率)。在與數(shù)字塊，附加功能相結(jié)合，可以創(chuàng)建，包括：增量模數(shù)轉(zhuǎn)換器（最多2個，6-14位分辨率）；Δ-ΣADC（18位分辨率，62.5ksps）。額外的系統(tǒng)資源，提供完整的額外能力有用系統(tǒng)的設(shè)計。</p><p&g

12、t;<b>　　3虛擬儀器程序</b></p><p>　　虛擬儀器(VI)是一種在數(shù)字電腦中通用的，用來測量和控制各種變化的物理變量。該Viprogram模擬控制流程，在偏遠地區(qū)，在電腦屏幕上。持續(xù)的過程控制自動化可以通過電腦屏幕上的實驗者顯現(xiàn)出來。虛擬儀器系統(tǒng)提供一個低廉但強大的變量控制和數(shù)據(jù)采集平臺。這些方案很容易實現(xiàn)圖形語言(G語言)。在“G”語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)流技術(shù)。根據(jù)電腦提供的“G”

13、語言的VI用法簡單的接口Windows環(huán)境[2]?！癎”語言提供了多種內(nèi)置函數(shù)庫作為圖形調(diào)色板的應用需求，這反過來又支持所需的DLLWindows環(huán)境下運行的功能。一般的“G”語言第六方案包括即兩幀，面板圖和功 能圖。在面板圖，程序員可以指定不同的控制和指標(即，輸入和輸出變量)，實現(xiàn)像 </p><p>　　圖2：單芯片溫度控制器的PSoC Designer屏幕</p><p>　　嵌入

14、式單芯片溫度控制器的設(shè)計 53</p><p>　　在LabVIEW的函數(shù)庫提供的同樣的功能。NI的LabVIEW版本7.1在其包裝中集成了所有必要的功能圖標，。</p><p>　　4單一的PsoC芯片的溫度控制器的設(shè)計</p><p>　　圖2顯示的PSoC Designer嵌入式單芯片屏幕（8針PSoC芯片CY827

15、143）溫度控制器的設(shè)計項目[1]。在屏幕左側(cè)顯示的設(shè)置隨著引腳連接配置全球資源和用戶模塊參數(shù)。屏幕中間顯示模擬和數(shù)字模塊，用戶模塊的位置。屏幕頂端顯示這個項目的選定用戶模塊。在屏幕右側(cè)介紹了在設(shè)計引腳連接配置。在這種新型的單芯片設(shè)計中，熱電偶(TC)信號已擴增aprogrammable增益放大器（PGA）,放置PSoC的模擬塊。已擴增TC信號在PSoC芯片編程的用戶模塊中送入一個12位的模擬-模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其中既包括模擬和數(shù)字

16、模塊，其功能的PSoC Designer編程。數(shù)字數(shù)據(jù)交換擴增的TC信號已送入串行通訊UART用戶模塊有個人電腦。UART用戶模塊放置在PSoC芯片，自動獲取PSoC芯片，發(fā)射器(TXD)和接受(RXD)在兩個數(shù)字模塊放置PC機串行溝通。脈沖寬度調(diào)制（PWM）,放置在PsoC數(shù)字模塊，設(shè)置一個串行脈沖寬度調(diào)制TTL脈沖響應的PID控制功能在設(shè)置和測量溫度的偏差。這將反過來控制光耦合固態(tài)繼電器(SSR)駕駛的交流電源連接到負載/爐[3,4

17、]。基于菜單驅(qū)動的窗口溫度，通過虛儀器控</p><p>　　圖3：單個PsoC芯片的溫度控制器的設(shè)計</p><p>　　J. Jayapandian和烏莎拉尼拉維</p><p>　　圖3 顯示連接一個單一的PSoC芯片設(shè)計與固態(tài)繼電器（SSR）和USB端口，通過與PC機通信的串行到USB轉(zhuǎn)換電纜。SSR的行為爐功率控制的交流電源控制器，已被激活的PWM從PSo

18、C芯片的脈沖。菜單驅(qū)動的虛擬儀器控制程序，在窗口工作環(huán)境相互作用的遙感嵌入式設(shè)計，控制和收購溫度數(shù)據(jù)。上線密謀收購的溫度數(shù)據(jù)也進行了由VI方案。</p><p><b>　　5結(jié)論</b></p><p>　　一個簡單和成本效益的嵌入溫度控制器的設(shè)計，捏造測試成功，它的功能。這種緊湊設(shè)計允許用戶選擇任何類型的控制功能，通過其虛擬儀器方案，寫在LabVIEW7.1，窗口

19、環(huán)境下的作品。這種設(shè)計可以直接連接到PC‘COM’端口或USB端口通過USB到串口的轉(zhuǎn)換線，SSR的電源控制器模塊可以連接爐上的立場。光隔離的電源控制器提供安全不損壞接口的智能控制器的操作。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1. J. Jayapandian. Current Science, Vol 90. No.6. 25 M

20、arch 2006. p.765-770. </p><p>　　2. National Instrument’s LabVIEW user manual. </p><p>　　3. J. Jayapandian. Design Briefs. Electronic Design Magazine. A Penton Publication.New