嵌入式称重配料系统记录仪的研制

摘要

称重配料系统在工业生产中应用非常广泛，其中精确的称重配料仪表是配料系统最重要的组成部分，因此研究与设计基于嵌入式技术的称重配料仪表有十分重要的意义。本课题研究可适用于移动式配料车使用的嵌入式称重配料记录仪，为耐火材料等工业生产的精确配料和数据记录、管理提供了有效的解决方案。 论文在分析了称重配料记录仪工作原理和功能需求的基础上，提出了一种以MiniARM工控板M2005—NU11为核心控制器，以嵌入式操作系统μC/OS-II为软件平台的称重配料记录仪。对硬件设计进行了详细的描述，并给出了底层驱动软件和应用程序实现的具体方法。 论文在ZLG/GUI软件包的基础上，设计了友好的人机交互图形用户界面(GUI)。记录仪的各个功能如设置、运行、数据查询、U盘存储、时间、关于、帮助等均以图标菜单的方式显示，便于用户结合键盘进行相应的操作。 论文针对记录仪的功能特点，设计了数据存储系统，将每一次的配料时间、配料料仓号、配料值、累计配料值按规定格式存入DataFlash中。同时设计了U盘读写功能模块，在U盘中创建文本文件，可将DataFlash中的历史数据写入文本文件中。将U盘插入电脑，可以打开该文件进行数据观察。 论文针对称重配料记录仪的工业应用特点，进行抗干扰设计。对硬件电路板采取各种抗电磁干扰的措施，用软件抗干扰如平均值数字滤波的方法有效弥补硬件抗干扰的不足。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2本课题国内外研究的历史、现状和发展趋势

1.2.1称重配料仪表

1.2.2嵌入式GUI

1.2.3 USB技术

1.3本文的主要研究工作

第二章 嵌入式称重配料记录仪整体方案设计

2.1嵌入式称重配料记录仪系统功能要求

2.2嵌入式称重配料记录仪总体方案设计

2.2.1 嵌入式记录仪硬件设计总体解决方案

2.2.2嵌入式记录仪总体实现方案

第三章嵌入式记录仪的硬件设计与实现

3.1工控板M2005-NU11的特点及板上资源

3.2嵌入式称重配料记录仪硬件总体结构图

3.3数据采集与处理模块设计

3.3.1 称重数据采集电路

3.3.2称重数据A／D转换电路

3.4人机交互电路设计与实现

3.4.1键盘电路

3.4.2显示电路设计与实现

3.5存储电路设计

3.5.1 MiniARM板上存储结构

3.5.2外扩数据存储器的选择

3.5.3 DataFlash的设计

3.6数据通信电路设计

3.6.1 串行通信电路设计

3.6.2 485总线接口电路设计

3.6.3 USB主机通信接口电路设计

3.7 I／O控制电路

3.8电源电路设计

3.9其他电路

3.9.1运行指示电路

3.9.2 JTAG调试电路

3.9.3 ISP电路

第四章嵌入式称重配料记录仪的软件设计

4.1嵌入式记录仪软件开发平台

4.1.1 嵌入式记录仪的软件开发平台结构

4.1.2 μC／OS-Ⅱ操作系统

4.1.3工控板板级支持包

4.1.4 MiniARM工控板软件工程模板介绍

4.2自编写的底板软件驱动包

4.2.1 A／D驱动程序设计

4.2.2键盘驱动程序设计

4.2.3 LCD驱动程序设计

4.2.4 GUI的人机交互界面程序设计

4.2.5 Data Flash程序设计

4.2.6 USB功能程序设计

第五章用户应用程序的实现

5.1嵌入式记录仪人机交互界面实现过程

5.2嵌入式记录仪称重配料功能实现过程

5.3嵌入式记录仪数据存储及U盘读取功能实现

5.4嵌入式记录仪抗干扰措施

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文

附录