基于A(yíng)RM和CPLD的溫度控制器的設計

1 引言
隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，在日常生活和生產(chǎn)中，人們要求更精確測量和控制溫度等模擬物理量，不僅滿(mǎn)足工業(yè)現場(chǎng)實(shí)時(shí)監控，上位PC機遙觀(guān)、遙測和遙控等，而且要求連-接互聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現遠程監控和訪(fǎng)問(wèn)數字化、智能化的傳感器功能。
這里提出一種以ARM微控制器為核心，結合CPLD技術(shù)的溫度控制系統。該系統將溫度傳感器采集的信息A/D轉換后傳輸至微處理器處理，其處理數據再經(jīng)網(wǎng)絡(luò )接121遠程傳輸?；蛲ㄟ^(guò)RS232串行接口與上位機PC機通信實(shí)現分布式溫度監控系統。

2 系統硬件設計
該系統設計主要是針對工業(yè)控制領(lǐng)域現場(chǎng)儀器儀表開(kāi)發(fā)的，其硬件設計框圖如圖1所示，該框圖包括ARM微處理器、電源、監控復位、存儲器擴展(RAM、Flash和EEPROM)、人機交換接口(LED)、網(wǎng)絡(luò )通信、溫度檢測電路、A／D轉換、 D／A轉換輸出、RS232通信和CPLD控制電路(外圍設備的譯碼、配置，實(shí)現系統的硬件軟件化)等模塊。

溫度傳感器測量外部溫度信息，在CPLD的控制下，把A／D轉換后的數字信號送入ARM微處理器中進(jìn)行處理，同時(shí)通過(guò)LCD顯示處理信息，由網(wǎng)絡(luò )接121 遠程監控。當然，現場(chǎng)也可由鍵盤(pán)實(shí)時(shí)人工干預。經(jīng)ARM微處理器處理的數據通過(guò)RS232串口傳送到上位機進(jìn)行顯示存儲。當然，工作過(guò)程中若出現錯誤，會(huì )產(chǎn)生聲光報警等。同時(shí)，鍵盤(pán)還可現場(chǎng)干預設置，處理故障等。

這里ARM微處理器選用ATMEL公司32位的AT91M40800。AT91M40800除具有ARM7TDMI內核外，其內部還集成有許多外圍設備，大量?jì)炔考拇嫫骺煽焖偻瓿芍袛嗵幚?。由于A(yíng)T91M40800微處理器通過(guò)可編程的EBI與片外存儲器相連，使其具有較快的訪(fǎng)問(wèn)速度；同時(shí)它還具有8個(gè)優(yōu)先級向量中斷控制器與外部數據控制器連接，進(jìn)而提高中斷響應速度。因此，AT91M40800微處理器非常適用于工業(yè)實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域，是嵌入式工業(yè)控制器中處理器的最佳選擇。