基于嵌入式技术空调器主控板自动测试系统的研究与设计

摘要

嵌入式技术广泛应用于空调器产品中，为空调性能提高和功能扩展带来了广阔的空间。当前，激烈的市场竞争和对新的增值功能的需求促使企业对空调器主控板的设计验证提出了更高的要求。另一方面，随着制造业信息化程度的提高，对空调器设计验证与产品检测手段提出了自动测试的要求。这样，空调器厂家迫切需要研制适合空调器主控板设计验证的自动测试系统。 首先，在调查分析空调器主控板功能验证需求的基础上，建立自动测试的基本模型。接着，以嵌入式技术为核心，研制出监测模块，组成适用于空调器品质验证和生产测试的自动测试系统的硬件平台。同时，设计了特定需求的嵌入式实时软件集合。 围绕监测模块的设计，本文阐述了监测模块的电源系统设计、ARM微控制器外围电路的设计、模数转换和数模转换电路的研究和设计、数字量输入/输出电路的设计、空调器主控板监测专用接口电路的研究和设计、异步串行通讯电路与通讯协议的设计以及人机接口电路的设计等，同时对ARM微控制器的调试、嵌入式软件编程和嵌入式系统测试技术作了简要的介绍。 空调器主控板自动测试系统的应用大大提高了测试效率和精度，降低了制造企业的测试成本。同时，也提高了测试的可靠性和企业的自动化水平。 尽管监测模块是针对空调器主控板自动测试系统而研制的，但它具有通用的模拟量和数字量输入/输出电路，因此可以通过修改嵌入式软件来满足不同测试系统的要求。

目录

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第一章绪论

1.1自动测试系统概述

1.1.1自动测试系统的基本概念

1.1.2自动测试系统的发展历程

1.1.3自动测试设备的主要组成

1.2嵌入式系统与控制器的现状与发展趋势

1.2.1嵌入式系统概述

1.2.2嵌入式系统的应用领域

1.2.3嵌入式控制器的发展历史

1.2.4嵌入式控制器发展特点

1.2.5嵌入式控制器的新亮点——ARM家族

1.2.6嵌入式系统应用开发的新挑战

1.2.7嵌入式系统发展趋势

1.3基于嵌入式技术空调器主控板自动测试系统的开发背景

1.3.1课题的开发背景

1.3.2空调器主控板自动测试系统研制的意义

1.3.3课题的来源

1.3.4课题的研究内容

1.4本章小结

第二章基于嵌入式技术空调器主控板自动测试系统

2.1空调器和主控板及其测试相关要求

2.1.1空调器概述

2.1.2空调器电气控制系统和主控板的功能结构

2.1.3空调器主控板功能验证和生产测试的基本要求

2.2空调器主控板自动测试系统的组成架构

2.2.1空调器主控板自动测试系统的功能

2.2.2空调器主控板自动测试系统的系统结构

2.2.3空调器主控板自动测试系统的软件组成

2.3空调器主控板自动测试系统中监测模块的结构组成与功能分析

2.3.1监测模块在自动测试系统中的地位

2.3.2监测模块的功能与结构组成

2.4本章小结

第三章监测模块嵌入式微控制器的选择与相关设计

3.1监测模块对嵌入式微控制器的性能要求

3.1.1嵌入式微控制器的选型原则

3.1.2空调器主控板自动测试系统对嵌入式微控制器的性能要求

3.1.3 ARM微控制器芯片LPC2132

3.2ARM微控制器外围辅助电路设计

3.2.1监测模块电源电路设计

3.2.2微控制器LPC2132复位电路设计

3.2.3微控制器LPC2132系统时钟电路

3.2.4ARM微控制器调试技术和JTAG接口电路

3.3 ARM微控制器软件开发平台

3.3.1 ARM微控制器软件集成开发环境ADS1.2

3.3.2 EasyJTAG仿真器

3.4本章小结

第四章监测模块模拟量与数字量电路的设计

4.1模拟量采集电路的设计

4.1.1 A/D转换器的选择

4.1.2模拟量输入电路的设计

4.2模拟量输出电路的设计

4.2.1 D/A转换器的选择

4.2.2模拟量输出电路的设计

4.3监测模块的数字量输入与输出电路设计

4.3.1监测模块数字量输入电路设计

4.3.2监测模块数字量输出电路的设计

4.4本章小结

第五章监测模块专用数据监测电路的研究和设计

5.1空调器风机转速的监测

5.1.1空调器风机工作原理与控制电路简介

5.1.2空调器风机转速监测硬件电路设计和软件实现

5.2空调器显示数据监测电路硬件与软件的研究和设计

5.2.1空调器主控板显示数据和接口分析

5.2.2监测模块和空调器显示电路的接口设计

5.3模仿遥控器功能的研究和设计

5.3.1空调器红外遥控器工作原理

5.3.2模仿遥控器功能的实现

5.4步进电机监测功能的实现

5.4.1空调器步进电机工作方式与特点

5.4.2监测模块与步进电机硬件接口设计和软件实现

5.5本章小结

第六章监测模块通讯接口和人机界面的设计

6.1监测模块与工控机的数据通讯

6.1.1监测模块与工控机通讯硬件电路设计

6.1.2通讯协议与软件实现

6.2监测模块人机界面设计

6.2.1 LCD模块与LPC2132的电气接口设计

6.2.2汉字点阵字模的生成和显示实现

6.3监测模块嵌入式软件设计

6.4监测模块嵌入式系统的测试

6.5本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢