基于ARM和CPLD的溫度控制器的設計

1 引言
隨著計算機技術的飛速發展，在日常生活和生產中，人們要求更精確測量和控制溫度等模擬物理量，不僅滿足工業現場實時監控，上位PC機遙觀、遙測和遙控等，而且要求連-接互聯網，以實現遠程監控和訪問數字化、智能化的傳感器功能。
這里提出一種以ARM微控制器為核心，結合CPLD技術的溫度控制系統。該系統將溫度傳感器采集的信息A/D轉換后傳輸至微處理器處理，其處理數據再經網絡接121遠程傳輸。或通過RS232串行接口與上位機PC機通信實現分布式溫度監控系統。

2 系統硬件設計
該系統設計主要是針對工業控制領域現場儀器儀表開發的，其硬件設計框圖如圖1所示，該框圖包括ARM微處理器、電源、監控復位、存儲器擴展(RAM、Flash和EEPROM)、人機交換接口(LED)、網絡通信、溫度檢測電路、A／D轉換、 D／A轉換輸出、RS232通信和CPLD控制電路(外圍設備的譯碼、配置，實現系統的硬件軟件化)等模塊。

溫度傳感器測量外部溫度信息，在CPLD的控制下，把A／D轉換后的數字信號送入ARM微處理器中進行處理，同時通過LCD顯示處理信息，由網絡接121 遠程監控。當然，現場也可由鍵盤實時人工干預。經ARM微處理器處理的數據通過RS232串口傳送到上位機進行顯示存儲。當然，工作過程中若出現錯誤，會產生聲光報警等。同時，鍵盤還可現場干預設置，處理故障等。

這里ARM微處理器選用ATMEL公司32位的AT91M40800。AT91M40800除具有ARM7TDMI內核外，其內部還集成有許多外圍設備，大量內部寄存器可快速完成中斷處理。由于AT91M40800微處理器通過可編程的EBI與片外存儲器相連，使其具有較快的訪問速度；同時它還具有8個優先級向量中斷控制器與外部數據控制器連接，進而提高中斷響應速度。因此，AT91M40800微處理器非常適用于工業實時控制領域，是嵌入式工業控制器中處理器的最佳選擇。