开题报告-嵌入式技术的智能工业仪表设计与实现.doc

南阳理工学院毕业设计（论文）开题报告 电子与电气工程 学院 自动化 专业 课题名称： 嵌入式技术的智能工业仪表设计与实现 学生姓名： 学 号： 指导教师： 报告日期： 2014-1-5 1.本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述 智能仪表的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪表凭借其智能化、网络化、远程化、体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。 （1）课题主要涉及问题：常用工业信号标准模拟量数字量输入输出，通用标准通信协议通信，稳定的多机无线通信和无线IO通信（采用标准协议），典型传感器变送单元以及软件的编写和调试。 （2）国外研究现状： 在技术上向数字化、智能化、网络化，也可分类描述为:科学测试仪器正由单台智能化逐步走向通用模件化，并实现即插即用，灵活方便地组成针对不同对象的自动测试系统；难于实现网络化的大型科学仪器，向更高的测量精度、高可靠性和环境适应性方向发展，其使用的自动化水平不断提高，并普遍具有自补偿、自诊断、故障处理等智能化功能。 （3）国内研究现状：通过科技攻关、联合开发、合资合作和引进技术消化吸收国产化等多种形式，使我国智能仪表行业部分中高档主导产品缩小了与国际先进水平的差距，并形成了生产能力。自主开发的主要产品包括中小型DCS、现场总线智能仪表、总线式测试系统、汽车专用检测试验设备等。一批国有、集体、民营、三资企业和科研院所通过市场竞争显现出良好发展势头和后劲，己形成主导、核心力量。2本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析（1）、任务要求： 1、查找有关STM32的书籍、论文等资料；2、确定硬件参数，购买相关的电子元件，设计系统电路原理图，绘制PCB板，制作实物；3、编写程并逐步调试程序，直到系统各部件均实现预期功能；4、对实验与测试结果进行分析；5、撰写论文。 （2）、可行性分析： 1）研究的必要性： 本课题是面向实际应用的研究课题，智能化仪表凭借其高精度、高稳定性、多功能性，以及便于升级、扩展等优势，逐渐成为仪器仪表发展的趋势。智能仪表实现了软硬件的结合，适应市场需求，满足不同客户应用，发展空间巨大。 2）设计原性理的可行： STM32是32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法；POR、PDR和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振；12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和USART；2个12位的us级的A/D转换器（16通道）：A/D测量范围：0-3.6 V，2通道12位D/A转换器；最多高达112个的快速I/O端口；最多多达13个通信接口：2个IIC接口（SMBus/PMBus）。5个USART接口。3个SPI接口（18 Mbit/s），两个和IIS复用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口；可以配合各种外围芯片完成模数转换、信号采集等功能；集成电压模块如LM317,7812,7805等芯片可以提供系统所需的高精度、稳定的电压，完全可以满足本设计的要求。 3）知识能力的可行性： 大学四年的学习及两年的实验室经验，我已掌握了很多关于C语言、模电、数电等方面扎实的理论知识和较好的实践能力，熟知一些常用芯片的使用方法。在两年的实验室生活中，积累了不少开发经验，我相信在老师的指导，已有的基础和接下来的学习中，我可以出色的完成本次设计。4）实验条件的可行性： 学院具有相应的数字、模拟、源动力实验室及计算机机房，并且学校向毕业生提供资金支持，相信在老师的精心指导下，按照研究课题设计要求经过设计、调试与测试分析，一定能够按计划完成研究任务的系统设计指标的要求。3本课题需要重点研究的关键问题及解决的思路 （1）关键问题（包含系统设计指标）：1、 常用工业信号标准模拟量（15V）、数字量输入输出；2、 通用标准通信协议通信；3、 稳定的多机无线通信和无线IO通信（采用标准协议）；4、 典型传感器变送单元（温度）。 （2）主要功能模块： 1、电源模块：向整个系统供电。 2、信号采集输出模块：常用工业信号标准模拟量、数字量输入输出，具有典型传感器变送单元。 3、设置模块：输入、修改系统运行所必须的参数。 4、控制模块：有自编的PID算法。 5、通信模块：通用标准通信协议通信，稳定的多机无线通信和无线IO通信。 6、显示模块：显示各种所需数据。（3）解决思路： 1、应用所学知识及软硬件设计能力，通过对控制、传感技术、嵌入式技术等多个学科了解和学习，综合解决在研究时所遇到的问题。4完成本课题所必须的工作条件（如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等）及解决的办法： 1）实验室 1南阳理工学院电子学院源动力实验室2）技术支持：源动力电子网 /3）主要参考资料： 1 马忠梅, 徐琰, 叶青林ARM Cortex微控制器教程M北京：北京航空航天大学出版社 2010年； 2 彭刚, 秦志强基于ARM Cortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器应用实践M北京：电子工业出版社 2011年； 3孙宏军;张涛;王超.智能仪器仪表.北京.清华大学出版社2010年.； 4孙荣林，赵景波.嵌入式专家系统闭。计算机与现代化2012年；5完成本课题的工作方案及进度计划 第一阶段：熟悉任务，查找资料，进行开题 第1-2周第二阶段：设计电路部分，完成硬件平台搭建 第3-5周 第三阶段：编写控制程序，完成软件部分 第6-7周第四阶段：软硬件联调，完成调试 第8-11周第五阶段：整理资料，总结方案和经验 第12周第六阶段：撰写论文 第13-15周第七阶段：答辩 第16周6指导教师审阅意见 指导教师（签字）： 年 月 日7学院毕业设计（论文）工作领导小组评审意见 领导小组组长（签字）： 学院（签章） 年 月 日说明：1. 本报告必须由承担毕业设计（论文）课题任务的学生在接到“毕业设计（论文）任务书”、正式开始做毕业设计（论文）的