基于嵌入式操作系统的热工检定装置的研制

摘要

本课题是以泰安磐然测控科技有限公司ZRJ-03C智能化热工仪表检定装置的升级改造项目为背景，在分析优化检定装置硬件和软件的基础上，根据相关检定规程的要求设计并实现了以Windows CE嵌入式操作系统为核心的热工仪表检定装置。充分利用嵌入式操作系统的可靠性高、功能强、灵活方便等特点，将嵌入式技术应用与计量行业这一传统领域。同时，设计了针对热工检定领域专用的信号源，并得到了良好的使用效果。 硬件方面，在分析了检定装置性能指标的基础上，设计了以S3C2410处理器为核心的工控板，该工控板中包括了多种存储器及通信接口。另外，对检定装置中信号源的硬件设计做了较为详细的分析，包括信号源的工作原理、印制板的设计、D/A转换器的设计、低通滤波器的选择、温度系数的控制等。 软件方面，使用Platform Builder5.0生成了Windows CE5.0的映像，并对其进行了必要的优化。通过EVC软件编写了基于WindowsCE5.0操作系统的热工仪表检定程序，实现了硬件的配置和整个检定装置的所有控制功能。包括启动信息相关窗口、上位机程序主界面及菜单栏的设计。并最终实现了使用S3C2410工控板代替通用计算机的设计目标。此外，还对信号源的程序设计做了较为详细的分析。 通过对热工仪表检定装置进行现场调试，表明该装置的设计实现了预期的全部功能，并取得了较好的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2热学计量简介

1.3热工仪表检定装置概述

1.3.1热工仪表检定装置的基本原理

1.3.2热工仪表检定领域的行业特色及国内外发展现状

1.4主要研究内容

2热工仪表检定装置要求分析及总体方案设计

2.1检定装置的基本设计要求

2.1.1功能要求

2.1.2技术指标要求

2.2检定装置整体方案设计

2.2.1检定装置的硬件设计

2.2.2检定装置的软件设计

2.3 小结

3热工仪表检定装置的硬件设计

3.1主控制器部分硬件设计

3.1.1工控板的硬件资源

3.1.2 S3C2410工控板原理图设计

3.2信号源硬件设计

3.2.1信号源原理图设计

3.2.2 D／A转换器的设计

3.2.3信号源印制板的绘制

3.2.4低通滤波器的选择

3.2.5温度系数的控制

3.3其它硬件设计及指标

3.4 小结

4热工仪表检定装置的软件设计

4.1 Windows CE5.0操作系统的嵌入与实现

4.1.1 WINCE5.0操作系统简介

4.1.2 WINCE5.0硬件驱动(BSP)的配置

4.2.2 WINCE映像基于HIVE注册表的实现

4.1.3 WINCE映像自动保存系统时间的实现

4.2基于WinCE操作系统的检定装置应用软件设计

4.2.1 EVC软件的特色

4.2.2上位机软件总体结构设计

4.2.3启动信息相关窗口设计

4.2.4上位机程序主界面设计

4.2.5菜单栏设计

4.3信号源控制器MSP430的软件设计

4.3.1软件流程图

4.3.2部分任务的设计及其分析

4.4低电势扫描器的软件设计

4.5 小结

5信号源非线性校准算法

5.1最小二乘法的概念

5.2最小二乘问题的一次完成算法

5.3非线性补偿公式的计算

5.4 小结

6调试结果及应用效果分析

6.1信号源部分调试

6.2热工仪表检定装置现场调试

6.3 小结

7结束

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

附 录：攻读学位期间发表的论文及专利