基于ARM9电加热炉温度的采集和控制

【摘要】：电加热炉是电子陶瓷材料在制备过程中的主要设备,而电加热炉温度控制系统对电子陶瓷材料的烧结工艺起着重要的作用。通常的温度控制系统主要由单片机和PC机来实现的,但其在温度控制方面的扩展性和实时性较差,很难满足电子陶瓷烧结的特殊要求。随着嵌入式系统的发展,ARM因其具有体积小、功耗低、性能强等特点和优势,而被加热炉的控制系统所重视。 本文以ARM920T内核的三星S3C2440A嵌入式平台为核心,设计了冷端动态补偿电路、采样电路、放大电路、A/D转化电路、输出控制电路、按键电路、LCD显示电路、串口通信等外围硬件电路。完成了系统软件的模块化设计,主要包括温度采样、声光报警模块、人机交互模块、输出控制模块、模糊算法模块和串行通信模块等应用程序模块,在此基础上选择了开源的但性能比较稳定的μC/OS-II作为操作系统。在硬件平台上嵌入μC/OS-II实时操作系统,构建了整个系统的多任务管理和调度。为了校正热电偶采样过程中的非线性,软件算法采用了查表法。 针对电加热炉温度的时变性、大惯性和滞后性等特性,本文结合模糊控制自身特性和其它控制方式的优势,设计了双输入单输出的模糊温度控制器,其包括三个步骤:精确量的模糊化、建立模糊控制规则库和建立模糊查询表。该过程的核心是建立模糊查询表,应用于加热炉温度控制系统,来保证温度控制的精度和稳定性。