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基于ARM液氮冷冻温度控制系统的研究
资料介绍
随着计算机技术和集成电路技术的发展，32位ARM微处理器的嵌入式系统在工业控制和医疗制冷等诸多行业得到了广泛的应用，并且产生了越来越重大的影响。ARM微处理器的应用，使工业控制更加智能化、网络化，操作更加人性化、简单化。液氮冷冻箱是一种利用液氮冷冻而制成的新型冷冻箱，具有结构简单、无污染、自动化程度高等特点。与传统的冷冻箱相比还具有基本投资少、占地面积小、操作方便、能量转化率高等优点。所以研究一种液氮冷冻箱温度控制系统具有重要的现实意义和应用价值。
本文设计的是一种新型的冷冻箱的嵌入式温度控制系统，以高精度，低功耗、快速的采集和响应速度为目标，对控制精度、速度都有所提高，和传统的单片机控制相比很大的改进。本文主要工作有：
(1)首先查阅了大量的资料，了解了温度控制系统的发展历史、研究现状和发展趋势，结合ARM技术的特点规划了冷冻箱温度控制系统的总体方案。
(2)以LPC2131为核心控制芯片，进行温度控制系统硬件和软件的研究。介绍了ARM内部的电源、时钟、复位和串口通信电路，重点对LCD液晶显示接口电路、制冷控制电路、加热控制电路和铂电阻测温电路所完成的功能和设计思路作了说明，实现了温度的采集与控制等功能。在进行硬件电路设计的同时，以流程图的方式描述了中断处理、PWM控制、数据采集单元、串行通信模块和LCD显示功能的具体实现。
(3)根据温度控制系统的特点和设计要求，探讨了适应于温度控制系统的控制算法。在对控制系统分析的基础上，通过建立温度控制系统的数学模型，结合模糊控制理论，提出了温度控制系统模糊自整定策略。它将模糊推理与传统的PID控制相结合，使得温度控制系统能更好的适应温度的变化。仿真结果表明本方法十分有效。
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