基于S3C2410的恒溫式自動(dòng)量熱儀設計

0 引言
量熱儀是能測定固、液態(tài)物質(zhì)，如煤炭、火藥、粘度油、食品、飼料等可燃物質(zhì)熱值的儀器。傳統的量熱儀受客觀(guān)因素影響較大，本文設計自動(dòng)量熱儀可減少客觀(guān)因素的影響，實(shí)現數據的實(shí)時(shí)傳輸與實(shí)時(shí)處理，并使量熱儀具有網(wǎng)絡(luò )通信功能，能夠實(shí)現數據的網(wǎng)絡(luò )傳輸，并實(shí)現對量熱儀的遠程控制。
近年來(lái)隨著(zhù)嵌入式技術(shù)的不斷成熟，其成本也不斷下降，本身所具有的規?？勺?、擴展靈活、有較高的實(shí)時(shí)性和穩定性、系統內核小的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸現出來(lái)。

1 基本原理
恒溫式量熱儀通過(guò)氧彈法測量熱值。通過(guò)放在氧彈中的物質(zhì)燃燒并使燃燒放出的熱量通過(guò)彈筒傳遞給水及儀器系統，再根據水溫的變化計算出物質(zhì)的發(fā)熱量。其測量的基本框圖如圖1所示。根據氧彈法測量的基本原理，發(fā)熱量計算公式如下：

式中：E為熱容量，單位：J／K；q1為點(diǎn)火熱，單位：J；q2為添加物如包紙等產(chǎn)生的總熱量，單位：J；m為試樣質(zhì)量，單位：g；Tc為主期結束時(shí)溫度，單位：℃；Tb為主期開(kāi)始時(shí)溫度，單位：℃，C為冷卻校正值，單位：℃。

由上式可知，只要測量出水的溫度以及相關(guān)參數，就可以計算出煤樣的發(fā)熱量。

2 系統設計
2．1 硬件設計
S3C2410與量熱儀各個(gè)部分的連接框圖如圖2所示，在硬件連接之后，需要對各個(gè)部分與S3C2410的端口進(jìn)行軟件驅動(dòng)。

2．1．1 ARM板選擇
本次設計選擇市場(chǎng)上使用較多，同時(shí)在結構和資源上較為典型的S3C2410處理器，主要是基于以下原因：
(1)性?xún)r(jià)比高，使用的最廣泛。作為一款經(jīng)典的ARM9系列處理器，S3C2410的資料最完整，各種驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)包最多，利于開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)。
(2)采用核心板和底板分離的設計思想，用戶(hù)可以方便地使用Core-Board進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。