本文提出了一种基于AT91SAM7S处理器的自动小麦浇水控制器设计方案和μc/ OS-II操作系统，通过多任务规划，允许机器通过快速准确的浇水生产出最好的水。润，最后提高面粉的质量。于嵌入式系统的设计SystemWU XueqinAbstractUne基于小麦阻尼机水小麦中图分类号TP332文献标识码文章编号1674-6708（2011）39-0214-02Conception小麦冲击AT91SAM7S系列在这篇文章中的处理器，提供了一种嵌入式操作系统μC/ OS-II的基础上，多任务管理，让小麦的快速和准确的摊销，以确保最佳的水分小麦之前它的研磨和面粉质量。键词AT91SAM7S; μc/ OS-II;数据采集简介小麦是世界三大粮食作物之一，工业生产中面粉加工小麦主要来自粮食储存。存期间必须控制储存小麦的水分含量。全水分（通常在11％和12％之间），这个水值低于磨碎小麦的水分值（现代碾磨过程需要14％至17％的小麦水分含量）;小麦必须实时在线。小麦水质控制的质量将直接影响产品的质量和商业效益[1]。麦水是调节水，利用水，热和一些小麦时间重新调整它，以获得适当的湿度，提高粉末的产量，改善粉红色的颜色和获得更好的过程效果。微波测量为例，系统必须分别测量微波信号，温度信号和小麦流量信号，然后将小麦批次的硬度（质量）与小麦的具体条件相结合。水设备（如堆积密度），以弥补差异。后，根据相应的控制算法，获得所需的水量，实时检测并精确添加水。前，布勒等一些外国公司开发的喷水灭火系统主要针对大型面粉厂和精细加工厂[2]，其高价格使得许多工厂面粉无法忍受。些国家的研究人员也研究过[3-5]，但控制器设计基于单片机8位微机。此，本文档旨在设计一种基于ARM的水控制器，该控制器具有丰富的外围资源和更快的处理速度。系统的总体结构基于对水处理过程的简单描述，系统所需的数据量和控制量非常大。外，必须显示系统的操作状态，键盘输入和开关控制，以使所需的输入/输出端口的数量相对较高。果选择8位微控制器[3]，则主芯片的输入/输出端口本身不可行，需要扩展。了实现系统的基本功能之外，湿度控制的确定还取决于系统的处理速度，例如数据采集的速度，处理速度和致动器的速度。制。
此设计中，选择Atmel的AT91SAM7S系列ARM处理器作为主控制芯片。控制芯片设计为与开源操作系统μc/ OS-II集成，可实现快速实时双通道水分测量和高效浇水。于水机工艺，控制器的整体结构如图1所示。通道用于测量来自仓库的原料小麦的水分，最后测量小麦水分在水后湿重，重力传感器测量小麦在笼内行进的速度，输出控制模块主要由D / A控制。
换器接收模拟电压信号以调节阀d的开度水。系统的硬件设计如图1所示。件电路主要包括直接通道，单芯片系统，反向通道，数据通信，输入和输出以及节食。芯片具有32个通用I / O，可通过编程实现输出引脚多路复用，256 KB高速FLASH存储器和64 KB静态RAM。通过JTAG-ICE或放置前对闪存进行编程。用程序员的并行接口和程序员提供的调试串行端口进行编程，可以在系统运行后下载程序并在现场进行升级。复位控制器可以处理芯片和整个系统的上电顺序，BOD和看门狗可以监控设备的正常运行，确保多级系统的稳定运行。了具有足够数量的I / O功能多样，ARM芯片还采用的集成外围资源的主机能够满足检测信号处理multiples.Selon的需要这样的设计，四个专用输入在AD转换时，pin3-pin6被选为微波。流量信号的输入引脚。他的，如TWI双线接口（TWD芯片，TWCK引脚），扩展AT24C08外部EEPROM存储器以保存系统中的重要数据。感器和存储器可以直接连接到7S256芯片引脚，使用非常方便。外，芯片上的三个16位计数器/计数器具有8个优先级，独立的可屏蔽矢量中断控制器，能够处理多达32个中断源，极大地方便了应用和处理。任务处理。该控制器的主控芯片密切相关的硬件部分包括电源，恒温阀芯逻辑电平转换，复位电路，串口电路，D / A转换输出和显示输出，等，除了上面集成的A / D和TWI接口。
绍电路设计的一部分。处理器模块电源的设计是由于ARM芯片的工作功率为3.3 V，大多数外围芯片的工作电压为5 V.整个系统中有两个电源。须考虑到不同的筹码。这种设计中，3.3 V电源选择SPX1117M3-3.3芯片，这是一种低功率正向稳压器（见图2）。
源V选择最常见的LM2576。外，由于高3.3 V ARM内核和许多外围芯片的TTL逻辑电平信号不匹配，因此连接了专用于主控芯片输出的某个LSIO引脚。于TLS逻辑的74LS系列非门。平信号。试接口和串口设计AT91SAM7S256具有调试和测试功能。JTAG / ICE（内置仿真器）用于标准调试功能，例如代码下载和在程序中实现一步执行。试单元还提供双线串行端口（DTXD和DRXD），可将应用程序下载到嵌入式SRAM以进行现场升级。了设计JTAG调试端口外，该模块还将实现双线调试串行端口功能。控芯片的内置外设包括RS232串口和RS485兼容串口。模块使用标准232串行端口和RS485兼容串行端口与主机监控软件和多个本地设备互连。控芯片上使用的引脚如下：RS232分别使用串口0，RXD0和TXD0分别连接到MAX3232串口芯片; 485使用串行端口1，分别为（RXD1，TXD1和PA23命令行连接到MAX487季度芯片，所述串行端口通常使用的，它在此将不再描述。
AD模块是专为所述微波信号和所述在本设计中，传感器直接连接到主控芯片集成AD的AD4-AD7模拟输入端子的四个引脚。件部分可以配置如下实现该功能。ADC：启用设备时钟AT91C_BASE_PMC-> PMC_PCER =（1 < ADC_MR =（15 << 24）|（31 << 16）|（63 << 8）|（1 << 5）;另外，对于温度信号的处理，MAX6675单片K型热电偶放大器温度处理芯片具有补偿功能使用冷端。路设计不好图3.由于它解决了芯片上热电偶温度测量应用中复杂线性化，冷端补偿和数字输出的问题，简化了复杂的硬件和软件设计并减少了温度。
制不稳定，提高测量精度存储器模块设计扩展ROM存储空间，双线TWI接口，类似于AT91SAM7S系列ARM芯片I2C总线，可实现此功能。用和保存输入/输出端口资源。线接口（TWI）由时钟线和数据线组成，传输速率为400 Kbps，以字节为单位传输。路如图4所示.TWD，引脚TWCK，PA3，PA4通过电阻连接到AT24C08的SCL和SDA链路。
于可靠的硬件设计，系统软件确保水机精确地浇灌小麦以满足水分要求。须根据实际过程设计具体任务，以便设计合理的计算机程序。设计主要由4部分组成：初始化代码，用于编写控制器硬件，移植操作系统，编写底层应用程序，以及设计监视软件。统初始化这部分代码以完成硬件初始化：1）重新映射存储器; 2）设置并选择PLLCK作为主机时钟和处理器; 3）将中断向量数组复制到系统RAM中; 4）将堆栈分配给每个系统处理模式; 5）系统命令发送到输入程序C.μC/ OS-II操作系统的端口是便携式的，用户可以添加他们需要的各种服务。设计中，主要的代码是用ANSI C语言当代码移植，只有三个文件，OS_CPU.H，OS_CPU_A.ASM OS_CPU_C.C和可以改变的。移之后，先断开数据采集卡的周边芯片，只添加OSInit（）和OSStart（）中的主要功能，让内核测试，以确保的代码核心是正确的。任务计划成功运行后，逐步添加应用程序。应用芯片的实施收集前后两个通道的水分（微波）和温度数据，并根据表示计算水分的公式实时计算小麦的水分;表示在给定时刻测量的微波值;固定参数可以通过实验校准：校正值补偿体积密度变化，校正值补偿温度变化，校正值补偿硬度变化。后根据公式计算水的添加量并相应地调节水阀的开度。植操作系统后，逐步将设备芯片的初始化功能添加到OSInit（）中，并确保逐步测试成功。用OSTaskCreate（）作业创建功能可根据流程要求创建特定任务，例如串行通信程序，模拟数据采集和AD。换程序，温度采集程序，控制输出功能等基于ARM7处理器结论AT91SAM7S256是基于在控制器上eau.Il结合操作系统μC/ OS-II和允许实时测量原始湿小麦和小麦的湿度，以及可靠控制用水量。设计的创新之处在于：充分利用ARM芯片的集成外围资源，设计一个紧凑，稳定，高效的控制器，通过多功能管理和编程实现快速准确的水机浇水。好的研磨湿度。
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