微波等離子新材料制備系統(tǒng)智能控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-13 23:33
微波等離子體由于其具有較高的電離度、良好的純凈度、運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定安全等特性,在諸多專業(yè)領(lǐng)域都有深入的發(fā)展和應(yīng)用。但是,微波等離子體在激發(fā)和運(yùn)行的過(guò)程中,往往會(huì)伴隨產(chǎn)生有毒氣體,甚至還有電磁泄露的風(fēng)險(xiǎn),這些因素導(dǎo)致的惡劣環(huán)境影響了科研工作者的身心健康。此外,由于大氣壓微波等離子體材料制備系統(tǒng)的模塊較多,一次材料制備實(shí)驗(yàn)需要工作者進(jìn)行的操作過(guò)于繁瑣,因此需要一套輔助控制設(shè)備來(lái)優(yōu)化材料制備的操作流程。本文所設(shè)計(jì)的材料制備控制系統(tǒng)主要做了以下工作:(1)根據(jù)等離子體材料制備實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)條件的控制需求,將整個(gè)系統(tǒng)劃分為微波源及等離子體發(fā)生模塊、氣體質(zhì)量流量計(jì)模塊、材料制備腔溫度控制模塊,然后分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)完成了基于STM32的主控電路設(shè)計(jì),同時(shí)還包括電源電路、各模塊通訊接口電路、信號(hào)調(diào)理電路。完成了基于TFT-LCD觸摸屏的顯示電路設(shè)計(jì),用來(lái)作為整個(gè)系統(tǒng)的信息顯示端和控制輸入端。(3)完成了基于μC/OS-Ⅲ嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),主要包括界面顯示、數(shù)據(jù)接收和發(fā)送、各模塊的控制等部分,還實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)之間的調(diào)度和同步,最終滿足了整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。(4)完成了基于emWin圖形庫(kù)的顯示界面...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 微波等離子體概述
1.2 微波等離子體裝置控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排
1.4 本章小結(jié)
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 微波等離子材料制備方案設(shè)計(jì)
2.2 微波等離子體材料制備系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.2.1 流量計(jì)模塊
2.2.2 溫度控制模塊
2.2.3 微波源模塊
2.3 軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)
2.3.1 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
2.3.2 EMWIN圖形庫(kù)
2.4 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1 主控電路硬件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)
3.2 主控芯片介紹與外圍電路設(shè)計(jì)
3.3 電源電路設(shè)計(jì)
3.4 觸摸屏及其接口電路設(shè)計(jì)
3.4.1 觸摸屏驅(qū)動(dòng)芯片接口電路設(shè)計(jì)
3.4.2 觸摸屏控制芯片接口電路設(shè)計(jì)
3.5 通訊接口電路設(shè)計(jì)
3.5.1 200W微波源通訊接口電路設(shè)計(jì)
3.5.2 485數(shù)字通訊電路設(shè)計(jì)
3.6 PCB設(shè)計(jì)
3.7 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 材料制備系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
4.2 軟件開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備工作
4.2.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
4.2.2 操作系統(tǒng)移植
4.2.3 EMWIN圖形庫(kù)移植
4.3 操作系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì)
4.3.1 微波源控制任務(wù)
4.3.2 流量計(jì)控制任務(wù)
4.3.3 EMWIN任務(wù)
4.4 材料制備平臺(tái)主要驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.4.1 觸摸屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.4.2 RS485 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.5 EMWIN圖形界面設(shè)計(jì)
4.6 材料制備功能程序設(shè)計(jì)
4.7 材料制備系統(tǒng)預(yù)警與保護(hù)程序設(shè)計(jì)
4.8 數(shù)據(jù)記錄功能程序設(shè)計(jì)
4.9 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試
5.1 硬件電路的制作與測(cè)試
5.2 微波源模塊測(cè)試
5.3 流量計(jì)模塊測(cè)試
5.4 溫控模塊測(cè)試
5.5 材料制備測(cè)試
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于μC/OS-Ⅲ的供電綜合保護(hù)器設(shè)計(jì)[J]. 吳堯輝,劉思,吳昊珍,魏華. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(12)
[2]基于ARM Cortex-M3的圖形用戶界面設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J]. 韓定. 日用電器. 2015(08)
[3]基于STM32和emWin圖形庫(kù)的液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 肖林京,于鵬杰,于志豪,常龍,岳明臣. 電視技術(shù). 2015(01)
[4]基于Cortex-M3的科學(xué)計(jì)算器系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 盧貺. 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(06)
[5]從μC/OS-Ⅱ到μC/OS-Ⅲ的各種改進(jìn)[J]. 宮輝,龔光華,黃土琛. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2012(10)
[6]電弧放電等離子體誘導(dǎo)激波的計(jì)算[J]. 程鈺鋒,聶萬(wàn)勝. 計(jì)算物理. 2012(02)
[7]反應(yīng)濺射鍍膜的等離子體發(fā)射控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 肖勁宇,和軍平. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2011(07)
[8]μC/OS-Ⅱ在stm32上的移植[J]. 肖磊,張娜. 可編程控制器與工廠自動(dòng)化. 2011(06)
[9]觸摸屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理[J]. 陳勇,蔣康康,呂霞付. 數(shù)字通信. 2011(01)
[10]基于Cortex-M3內(nèi)核的32位MCU具有低功耗和多接口[J]. 姚琳. 電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2009(01)
碩士論文
[1]基于CAN總線的汽車組合儀表的設(shè)計(jì)[D]. 王曉.聊城大學(xué) 2015
[2]基于ARM嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D]. 劉靜.電子科技大學(xué) 2014
[3]射頻感性耦合等離子體中調(diào)諧基片自偏壓的振蕩現(xiàn)象[D]. 劉濟(jì)玉.大連理工大學(xué) 2003
[4]射頻輝光放電等離子體空間特性的探針研究[D]. 楊坤進(jìn).汕頭大學(xué) 2001
本文編號(hào):3184900
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 微波等離子體概述
1.2 微波等離子體裝置控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排
1.4 本章小結(jié)
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 微波等離子材料制備方案設(shè)計(jì)
2.2 微波等離子體材料制備系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.2.1 流量計(jì)模塊
2.2.2 溫度控制模塊
2.2.3 微波源模塊
2.3 軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)
2.3.1 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
2.3.2 EMWIN圖形庫(kù)
2.4 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1 主控電路硬件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)
3.2 主控芯片介紹與外圍電路設(shè)計(jì)
3.3 電源電路設(shè)計(jì)
3.4 觸摸屏及其接口電路設(shè)計(jì)
3.4.1 觸摸屏驅(qū)動(dòng)芯片接口電路設(shè)計(jì)
3.4.2 觸摸屏控制芯片接口電路設(shè)計(jì)
3.5 通訊接口電路設(shè)計(jì)
3.5.1 200W微波源通訊接口電路設(shè)計(jì)
3.5.2 485數(shù)字通訊電路設(shè)計(jì)
3.6 PCB設(shè)計(jì)
3.7 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 材料制備系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
4.2 軟件開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備工作
4.2.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
4.2.2 操作系統(tǒng)移植
4.2.3 EMWIN圖形庫(kù)移植
4.3 操作系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì)
4.3.1 微波源控制任務(wù)
4.3.2 流量計(jì)控制任務(wù)
4.3.3 EMWIN任務(wù)
4.4 材料制備平臺(tái)主要驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.4.1 觸摸屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.4.2 RS485 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.5 EMWIN圖形界面設(shè)計(jì)
4.6 材料制備功能程序設(shè)計(jì)
4.7 材料制備系統(tǒng)預(yù)警與保護(hù)程序設(shè)計(jì)
4.8 數(shù)據(jù)記錄功能程序設(shè)計(jì)
4.9 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試
5.1 硬件電路的制作與測(cè)試
5.2 微波源模塊測(cè)試
5.3 流量計(jì)模塊測(cè)試
5.4 溫控模塊測(cè)試
5.5 材料制備測(cè)試
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于μC/OS-Ⅲ的供電綜合保護(hù)器設(shè)計(jì)[J]. 吳堯輝,劉思,吳昊珍,魏華. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(12)
[2]基于ARM Cortex-M3的圖形用戶界面設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J]. 韓定. 日用電器. 2015(08)
[3]基于STM32和emWin圖形庫(kù)的液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 肖林京,于鵬杰,于志豪,常龍,岳明臣. 電視技術(shù). 2015(01)
[4]基于Cortex-M3的科學(xué)計(jì)算器系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 盧貺. 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(06)
[5]從μC/OS-Ⅱ到μC/OS-Ⅲ的各種改進(jìn)[J]. 宮輝,龔光華,黃土琛. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2012(10)
[6]電弧放電等離子體誘導(dǎo)激波的計(jì)算[J]. 程鈺鋒,聶萬(wàn)勝. 計(jì)算物理. 2012(02)
[7]反應(yīng)濺射鍍膜的等離子體發(fā)射控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 肖勁宇,和軍平. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2011(07)
[8]μC/OS-Ⅱ在stm32上的移植[J]. 肖磊,張娜. 可編程控制器與工廠自動(dòng)化. 2011(06)
[9]觸摸屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理[J]. 陳勇,蔣康康,呂霞付. 數(shù)字通信. 2011(01)
[10]基于Cortex-M3內(nèi)核的32位MCU具有低功耗和多接口[J]. 姚琳. 電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2009(01)
碩士論文
[1]基于CAN總線的汽車組合儀表的設(shè)計(jì)[D]. 王曉.聊城大學(xué) 2015
[2]基于ARM嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D]. 劉靜.電子科技大學(xué) 2014
[3]射頻感性耦合等離子體中調(diào)諧基片自偏壓的振蕩現(xiàn)象[D]. 劉濟(jì)玉.大連理工大學(xué) 2003
[4]射頻輝光放電等離子體空間特性的探針研究[D]. 楊坤進(jìn).汕頭大學(xué) 2001
本文編號(hào):3184900
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