基于ARM9的高精度生化分析儀溫度控制系統(tǒng)設(shè)計
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1 引言
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201611/323510.htmARM9越來越廣泛的應(yīng)用于各種生物電子儀器中，全自動生化分析儀是一個典型的應(yīng)用。生化分析儀檢測分析過程中溫度對檢測結(jié)果具有很大的影響，被檢樣品和試劑只有在指定的溫度下檢測才能保證生化檢驗結(jié)果的可靠性。本系統(tǒng)以ARM9處理器作為控制系統(tǒng)核心，實(shí)現(xiàn)模糊自整定PID控制算法。經(jīng)測試，該系統(tǒng)精度高，穩(wěn)定性好，響應(yīng)快，反應(yīng)盤控溫于現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)檢測溫度37℃，控溫精度為土0.1℃，顯示精度為±0.01℃，完全滿足臨床使用要求。
TI公司的OMAP730是最新的無線通信基帶信號處理器。該處理器是TI的GPRS Class 12通信模塊與專用于應(yīng)用處理的ARM926通用處理器（GPP）的集成。由于GPP的速度可達(dá)200MHz，因此OMAP730具有兩倍于上一代OMAP710處理器的應(yīng)用處理性能。如同所有的OMAP處理器一樣，OMAP730可支持領(lǐng)先的移動操作系統(tǒng)，其中包括Microsoft的智能電話與Pocket PC PhoneEdition、Svmbian OS與Series 60、Palm OS以及Linux。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計及主要硬件實(shí)現(xiàn)
2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由測溫器件、ARM控制器及顯示變送單元三部分組成。ARM控制器采用三星公司的S3C2410A。測溫器件負(fù)責(zé)溫度的采集，在本系統(tǒng)由DS1 8B20溫度傳感器構(gòu)成。整個系統(tǒng)工作過程是先由鍵盤設(shè)定溫度值，ARM 控制器控制溫度傳感器采集溫度信號，經(jīng)過模糊PID 控制模塊運(yùn)算，輸出PwM 波控制功率驅(qū)動模塊，實(shí)現(xiàn)對溫度的加熱和制冷控制，同時通過LCD顯示溫度。
2.2 控制器S3C2410
S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用0.18um制造工藝的32位微控制器。該處理器擁有：獨(dú)立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3路UART，4路DMA，4路帶PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2個USB主機(jī)，1個USB設(shè)備，SD主機(jī)和MMC接口，2路SPI。S3C2410處理器最高可運(yùn)行在203MHz。
S3C2410A是由Samsung Electronics Co.，Ltd為手持設(shè)備設(shè)計的低功耗、高度集成的，基于ARM920T內(nèi)核16／32RISC嵌入式處理器，運(yùn)行頻率可達(dá)203MHz， 獨(dú)立的16k指令和16kB數(shù)據(jù)的緩存（Cache），虛擬內(nèi)存管理的MMU單元，LCD控制器（STN&TFT），非線性（NAND）FLASH的引導(dǎo)單元系統(tǒng)管理器，3通道的異步串口（UART），輸入輸出端口，實(shí)時時鐘單元（RTC），帶有觸摸屏接口的8個通道10bitADC，IIC總線接口，IIS總線接口，USB的主機(jī)（host）元，USB的設(shè)備（Device）接口，2個通道的SPI接口和鎖相環(huán)（PLL）時鐘發(fā)生單元。
本系統(tǒng)設(shè)計采用32位RISC嵌入式處理器工作模式，采用NAND FLASH啟動方式。NAND FLASH存儲器擴(kuò)展選擇三星電子公司生產(chǎn)的K9F1208，單片容量為64MX 8bit（64M字節(jié)），工作電壓2.7～3.6V，8位數(shù)據(jù)寬度，帶有硬件數(shù)據(jù)保護(hù)功能，支持上電自動引導(dǎo)功能。根據(jù)系統(tǒng)需要和充分發(fā)揮32位CPU的數(shù)據(jù)處理能力，本系統(tǒng)選用兩片HY57V561620T并聯(lián)構(gòu)建32位SDRAM存儲器系統(tǒng)，共64MB的SDRAM空間，可滿足嵌入式操作系統(tǒng)及各種相對復(fù)雜的功能運(yùn)行要求。
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