基于ARM單片機的恒溫水箱控制系統(tǒng)設(shè)計

陳杰

摘 要：溫度是目前我國工業(yè)生產(chǎn)當中較為常見的一種數(shù)據(jù)參數(shù)，恒溫控制系統(tǒng)在我國得到了較為廣泛的運用。文章基于ARM單片機的恒溫水箱控制系統(tǒng)設(shè)計展開論述。

關(guān)鍵詞：ARM單片機;恒溫水箱;控制系統(tǒng)

1 ? ?我國恒溫水箱控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著我國計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化進程穩(wěn)步加快。目前，我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)銣乜刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用較為廣泛，為我國帶來了較為可觀的經(jīng)濟收益以及相關(guān)社會效益。隨著社會的發(fā)展，新時代對恒溫水箱控制系統(tǒng)的控制環(huán)境、成本等因素提出了更高層次的要求。對工業(yè)、企業(yè)而言，需要在保持原有控制效果不變的同時進行改革創(chuàng)新，以降低成本。恒溫環(huán)境下自動化控制技術(shù)的發(fā)展前景十分可觀，并且滿足工業(yè)、企業(yè)運行過程中的各項需求，是我國商業(yè)運營中的重要組成部位。

恒溫控制系統(tǒng)主要依靠微電子技術(shù)與計算機技術(shù)發(fā)展，我國目前相關(guān)的技術(shù)較為成熟，且有一些技術(shù)已經(jīng)走在世界前列。因此，在自動控制理論的發(fā)展以及不斷創(chuàng)新的設(shè)計方案的推動下，我國恒溫水箱控制系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展。相較于日本、德國等國家，我國恒溫水箱控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)仍處于相對落后的狀態(tài)，國外溫度控制系統(tǒng)在不斷革新，而國內(nèi)的大環(huán)境不太友好。我國目前恒溫水箱控制系統(tǒng)的設(shè)計趨向于解決控制滯后、復(fù)雜、時變的溫度系統(tǒng)控制，智能化、自適應(yīng)的控制儀表等方面與國外相比存在較大的差距。

2 ? ?ARM單片機

我國始終秉承“工欲善其事，必先利其器”的原則。在經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程中，技術(shù)在國家和各行業(yè)中始終占據(jù)較為重要的地位，對國內(nèi)電子產(chǎn)品而言，開發(fā)始終離不開開發(fā)工具。國內(nèi)市場上基于ARM Cortex-M內(nèi)核的產(chǎn)品越來越多，不少單片機廠商也開始轉(zhuǎn)向ARM內(nèi)核的產(chǎn)品，基于ARM內(nèi)核開發(fā)工具將是一個非常大的市場。單片機集成完整的馮諾依曼體系所規(guī)定的結(jié)構(gòu)是一個完整的計算機體系，可實現(xiàn)特定的運算功能，其應(yīng)用集中在工業(yè)自動化控制等專門化需求的運算領(lǐng)域，大多都是滿足工業(yè)應(yīng)用上的需求，如基于單片機設(shè)計的LED驅(qū)動電源綜合測試儀、單片機撥號程序等。ARM芯片精髓在“R”，是RISC精簡指令集的意思。RISC指令集在根據(jù)80%時只用到20%的處理器指令，使用了經(jīng)過精簡設(shè)計的指令系統(tǒng)，使整個處理器的設(shè)計更加簡潔，功耗、體積極大地縮小，所以，ARM在手機、平板等智能移動設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用，如ARM的Linux內(nèi)核下的手持機開發(fā)、ARM的Linux內(nèi)核LVDS顯示開發(fā)等均是基于ARM芯片的智能產(chǎn)品。

將ARM單片機融入恒溫水箱控制系統(tǒng)中，會極大地推動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于恒溫水箱控制系統(tǒng)的設(shè)計而言是一個巨大的飛躍。作為高新科技的代表之一，單片機因其體積較小、成本較低、可靠性較強等優(yōu)勢，廣泛運用于各個行業(yè)。ARM單片機恒溫水箱的設(shè)計將會突破現(xiàn)有的技術(shù)條件，為人們帶來全新的控制系統(tǒng)。

ARM單片機之所以會受到行業(yè)的廣泛歡迎，主要是因為較為先進的ARM處理器充當了重要角色。隨著社會的發(fā)展和現(xiàn)代科技水平的不斷提高，我國電子設(shè)備智能化水平越來越高，并且隨著網(wǎng)絡(luò)化程度的加深，市場上出現(xiàn)大量新興產(chǎn)物，對于恒溫水箱控制系統(tǒng)提出了更高層次的要求。智能化、網(wǎng)絡(luò)的變遷是時代發(fā)展進程中最為重要的變革之一。ARM單片機以低功耗和高性價比的優(yōu)勢逐漸步入高端市場，成為時下的主流產(chǎn)品，同時，也為ARM單片機的恒溫水箱控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

3 ? ?系統(tǒng)設(shè)計

恒溫水箱系統(tǒng)設(shè)計涵蓋的內(nèi)容較多，在整個系統(tǒng)設(shè)計中，各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，并且都充當著較為重要的角色，主要包括主電路和控制電路兩大方面。

在設(shè)計ARM單片機恒溫水箱控制系統(tǒng)的過程中，需要注意的是，首先，依據(jù)ARM單片機本身所具有的特性進行相對應(yīng)的恒溫水箱控制系統(tǒng)設(shè)計。在保留市場上，充分發(fā)揮恒溫水箱控制系統(tǒng)優(yōu)勢的前提下，將ARM單片機融入其中，達到提升整體性能的目的。設(shè)計時需要充分利用新型32位ARM核心處理器進行智能化以及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)突破，合理利用ARM系統(tǒng)本身所具有的在指令系統(tǒng)、總線結(jié)構(gòu)、調(diào)試技術(shù)、功耗和性價比等方面的優(yōu)勢。同時，ARM單片機在芯片內(nèi)部集成了大量的片內(nèi)外設(shè)，極大地提高了其功能和可靠性。

在設(shè)計時，需要依據(jù)一定的設(shè)計指標，例如提前設(shè)定一個溫度，當溫度達到設(shè)定的數(shù)值時顯示實時的溫度變化情況，并且精確到1 ℃。對于恒溫箱溫度的設(shè)定，誤差需控制在1 ℃以內(nèi)，并且需要具備一定的保護功能。

該系統(tǒng)的設(shè)計主要是對溫度以及加熱方式等進行改良創(chuàng)新。滿足了現(xiàn)代人對技術(shù)的要求，對溫度的控制在ARM單片機的核心控制范圍內(nèi)，同時，利用數(shù)碼顯示等先進技術(shù)對電爐加熱，實現(xiàn)控制，并且達到恒溫效果，再從單片機本身所具有的靈活性及自由度較大優(yōu)點進行突破性的改革。

4 ? ?結(jié)語

時代的發(fā)展始終需要依靠科技作為推動力向前推動人類文明，目前，ARM單片機所具有的先進技術(shù)，可以極大滿足國內(nèi)市場上恒溫水箱控制系統(tǒng)對于智能化、網(wǎng)絡(luò)化的要求。因此，該項設(shè)計具有較大的市場空間，在我國恒溫水箱控制系統(tǒng)的設(shè)計中起到了巨大的推動作用。

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