設(shè)計(jì)了基于ARM的閉環(huán)PID恒溫控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以S5PV210微處理器為核心構(gòu)建嵌入式硬件平臺(tái),并在軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)溫度采集、數(shù)據(jù)處理、PID恒溫控制、數(shù)據(jù)顯示與傳輸?shù)裙δ�。�?shí)驗(yàn)涉及多種通信協(xié)議（SPI、串口、TCP/IP等）、脈寬調(diào)制PID控制算法、基于Linux API的網(wǎng)絡(luò)編程等。該實(shí)驗(yàn)屬于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā),旨在讓學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程有深刻的認(rèn)識(shí),熟悉嵌入式項(xiàng)目的開發(fā)及調(diào)試過程,理解閉環(huán)PID控制的原理及實(shí)現(xiàn)方法。該實(shí)驗(yàn)包含嵌入式設(shè)計(jì)的硬件驅(qū)動(dòng)、軟件開發(fā)、通信協(xié)議等多方面內(nèi)容,綜合性強(qiáng),可作為研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2020,37(10)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

PID控制系統(tǒng)原理框圖

在S5PV210芯片上移植完操作系統(tǒng)后，用戶編寫的應(yīng)用程序就可以通過調(diào)用Linux系統(tǒng)提供的API對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)程序?qū)τ布O(shè)備的控制。如編寫SPI通信程序[11]，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)AD7794芯片寄存器讀寫，獲取溫度信息。整個(gè)系統(tǒng)軟件框架如圖4所示。整個(gè)恒溫控制實(shí)驗(yàn)分為兩步，第一步，利用AD7794采集溫度傳感器PT1000的溫度信息，通過串口通信在PC端實(shí)時(shí)顯示；第二步，設(shè)定目標(biāo)溫度，觀察輸出的溫度變化情況，調(diào)節(jié)PID控制參數(shù)，使加熱片可以快速升溫至設(shè)定溫度且保持穩(wěn)定。

實(shí)驗(yàn)中，嵌入式端利用Linux平臺(tái)提供的Socket網(wǎng)絡(luò)通信API，實(shí)現(xiàn)與PC端的網(wǎng)絡(luò)通信[13]。PC端作為客戶端，嵌入式端作為服務(wù)器�？蛻舳耸紫刃枰c服務(wù)器建立主連接，并發(fā)送用戶登錄信息（包括用戶名和密碼）；服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后校驗(yàn)用戶登錄信息，如果一致則表示登錄成功，服務(wù)器就可以將實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和PWM占空比等信息以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給客戶端；同時(shí)，客戶端可通過向服務(wù)器發(fā)送命令控制和配置服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)通信框架及流程圖如圖6所示。4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ARM9平臺(tái)上的嵌入式Linux系統(tǒng)移植[J]. 劉迪,周強(qiáng).  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2018(11)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自整定PID恒溫控制系統(tǒng)研究[J]. 劉冰艷,朱武,張佳民.  儀表技術(shù)與傳感器. 2018(08)
[3]基于增量式PID控制的直流電機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J]. 全瑞坤,楊浩.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2018(06)
[4]基于ARM平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王歡,張玉清,陳雙剛,魏子超.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2018(05)
[5]一種典型閉環(huán)PID控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J]. 劉恒,吳朝陽,劉建成,孫冬嬌.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(09)
[6]直流電機(jī)組開/閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 呂淑平,許紅,胡健軍.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(01)
[7]四旋翼飛行器不完全微分PID控制算法研究[J]. 田紅鵬,范振可.  計(jì)算機(jī)仿真. 2016(12)
[8]基于Linux平臺(tái)的通信軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 雷文禮,任新成,高瑛.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2015(17)
[9]基于數(shù)字PID的開關(guān)電源并聯(lián)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 蘆守平,國(guó)強(qiáng),刁鳴.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2015(07)
[10]嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的挑戰(zhàn)問題[J]. 汪湛清,彭熙偉,郭玉潔,鄭戍華.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2013(11)



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