基于嵌入式Linux的粘度计控制系统设计

摘要

传统的旋转式粘度计的测量方式有许多弱点，比如使用单片机进行控制，因此主要采用黑白液晶屏，显示效果不佳，其操作采用不便捷的按键式，转速控制简单，可调的转速档位较少等。为了克服传统粘度计的这些弱点，本文对ARM处理器，Linux，Qte进行研究，设计完成了一套以ARM处理器为硬件平台，嵌入式Linux和Qte为软件平台的粘度计控制系统。本粘度计控制系统的特点和创新点如下：
　　设计了粘度计控制系统的整体方案，并根据选择的器件对粘度计控制系统的硬件电路，CPLD时序，软件平台进行了搭建。
　　完成了Linux驱动软件设计，实现了在Linux中的ADC数据读取，电机控制和USB设备端的通信。并且步进电机运转精度，稳定度非常高，保证了测量结果的可靠性。
　　基于Qte开发了触摸屏界面，包括粘度测量，转子校准，自动测量三个模块。具有显示效果好，操作直观简洁的特点。
　　实现了电机转速的随意控制，转子校准，粘度自动测量，扫描测量的功能。在不使用PC的情况下，可以扫描测量出液体的粘度曲线，从而进行简单的流变特性分析。
　　由于本系统采用Linux搭建的平台，因此系统具有极高的可扩展性，比如可以添加网口实现互联网连接下的在线粘度测量，可以通过USB连接打印机，添加粘度结果自动打印的功能。
　　采用设计的平台，搭建了粘度测量实验系统，进行了各个软件功能模块的测试，并对自己的粘度计控制系统的相关参数进行了分析。

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第一章 绪论

1.1课题背景和意义

1.2粘度计的研究现状

1.3本文的研究工作

第二章 系统原理与方案设计

2.1粘度测量中的相关概念

2.2旋转粘度计的测量原理

2.3系统方案设计

2.4系统硬件的选型

2.5嵌入式系统的选择

2.6本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1 CPLD时序设计

3.2步进电机驱动芯片控制

3.3传感器信号处理电路

3.4本章小结

第四章 软件运行平台部署

4.1 U-boot-2014.04移植

4.2 Linux移植

4.3 QTE的移植

4.4本章小结

第五章 系统软件设计

5.1 ADC和步进电机驱动设计

5.2触摸屏界面软件设计

5.3 USB通信模块软件设计

5.4本章小结

第六章 实验数据分析

6.1 ADC采样数据

6.2 PWM控制精度分析

6.3粘度计转子校准界面测试

6.4粘度计自动测量界面测试

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢