基于嵌入式的1553B-RS485总线转换设备的研制

发布时间：2017-07-21 01:20

  本文关键词：基于嵌入式的1553B-RS485总线转换设备的研制

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【摘要】：自上世纪50年代计算机发明以来，计算机、电子等技术便开始应用于航空电子领域，并开启了模拟电子控制系统的时代。直到上世纪70年代数字总线技术1553B标准的提出和应用，其大大提高了航电控制系统的性能，并正式开始进入数字电子控制系统的时代。而信息数字化高速发展的今天，单一的数字总线技术已不能完全满足特定系统的要求。因此，，混合总线技术正逐渐成为新的发展方向。 课题以航电总线为研究背景，功能扩展、节省成本为目标，通过研究将成本低廉、功能强大的RS485工业控制总线与价格昂贵、性能稳定的1553B航电总线结合的方法，提高混合总线的性能，研制一套基于ARM-Linux平台的1553B-RS485总线转换设备。 论文首先分析了两类总线的传输协议和性能指标，提出1553B、RS485的节点接口和ARM9控制平台的设计方法。对来自1553B总线上的数据信息，通过由FPGA实现的RT节点进行协议解析，再由ARM-Linux平台进行调度管理、数据处理，最后通过RS485总线完成消息传输，实现终端设备的控制与信息反馈。在此基础上论文完成关键元器件设计选型，实现了基于ARM-Linux平台的1553B和RS485总线转换方案。 论文对转换设备的软硬件设计过程进行了详细阐述。硬件设计以S3C2440作为ARM9控制平台，设计了平台的最小系统电路、RS485端通信电路、以FPGA为核心的RT模块电路；软件设计以Linux操作系统为核心，并在硬件基础上完成了Bootloader和内核的移植、根文件系统的挂载、两类总线接口的驱动程序编写以及系统的整体应用程序编写。 文末通过对软硬件模块进行功能测试并对运行数据对比分析，数据传输转换准确可靠。试验表明总线转换设备能够完成1553B-RS485的数据转换功能，该方案具有一定的参考价值。
【关键词】：1553B RS485 FPGA ARM-Linux 总线转换设备
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V243;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 航电系统总线的国内外发展概况11-13
• 1.2.1 国外发展概况11-12
• 1.2.2 国内发展概况12-13
• 1.3 RS485 总线的发展历史13
• 1.4 嵌入式系统的发展历史13-14
• 1.5 本文主要研究内容14-16
• 第二章 1553B 与 RS485 总线概述16-20
• 2.1 1553B 总线简介16-17
• 2.1.1 总线基本信息16
• 2.1.2 总线可靠性分析16-17
• 2.2 RS485 总线简介17-19
• 2.2.1 总线参数17-18
• 2.2.2 总线可靠性分析18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 总线转换设备设计方案分析设计20-27
• 3.1 整体设计分析20-24
• 3.1.1 1553B 节点设计分析20-22
• 3.1.2 RS485 端点设计分析22
• 3.1.3 ARM9 控制平台设计分析22-24
• 3.2 器件选择24-25
• 3.2.1 1553B 节点器件选择24
• 3.2.2 RS485 端器件选择24-25
• 3.3 传输方案设计25-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 总线转换设备的硬件设计27-45
• 4.1 整体硬件设计27
• 4.2 ARM9 最小系统电路设计27-31
• 4.2.1 嵌入式核心电路27-30
• 4.2.2 电源电路30
• 4.2.3 晶振电路30-31
• 4.2.4 下载电路31
• 4.3 RS485 端通信电路设计31-34
• 4.3.1 隔离模块设计33
• 4.3.2 收发模块设计33-34
• 4.4 RT 内部模块设计34-39
• 4.4.1 曼侧斯特编解码模块设计36-37
• 4.4.2 命令解析模块设计37-38
• 4.4.3 收发数据缓冲模块设计38-39
• 4.5 RT 外部电路设计39-43
• 4.5.1 FPGA 工作电路设计39-42
• 4.5.2 收发电路模块设计42-43
• 4.6 整体 PCB 设计43-44
• 4.7 本章小结44-45
• 第五章 软件系统的设计与实现45-69
• 5.1 嵌入式 Linux 概念45
• 5.2 引导加载程序 Bootloader45-51
• 5.2.1 Bootloader 概述45-46
• 5.2.2 Bootloader 启动方式46-47
• 5.2.3 Bootloader 移植47-51
• 5.3 内核移植51-56
• 5.3.1 内核启动方式52-53
• 5.3.2 内核配置53-56
• 5.4 文件系统挂载56-58
• 5.4.1 文件系统选型56-57
• 5.4.2 BusyBox 配置57-58
• 5.5 总线接口设备驱动开发58-64
• 5.5.1 RT 端驱动设计59-63
• 5.5.2 485 端驱动设计63-64
• 5.6 转换设备应用程序设计64-68
• 5.7 本章小结68-69
• 第六章 转换设备测试69-74
• 6.1 模块测试69-72
• 6.1.1 供电系统模块测试69-70
• 6.1.2 核心电路模块测试70
• 6.1.3 485 通信模块测试70
• 6.1.4 RT 模块 FPGA 测试70-72
• 6.2 整体运行测试72-73
• 6.3 本章小结73-74
• 第七章 总结与展望74-76
• 7.1 总结74
• 7.2 展望74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 附录80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 刘健,刘刚;总线技术在武器系统中的应用[J];兵工自动化;2002年05期

2 周有利;;RS485总线的使用和解决方案探讨[J];电脑知识与技术;2009年05期

3 王春燕;刘和平;;现场总线技术在智能家庭控制网络中的应用[J];电气自动化;2006年05期

4 虞日跃 ,史洪源;RS-485总线的理论与实践[J];电子技术应用;2001年11期

5 熊华钢;1553B总线通信技术的应用与发展[J];电子技术应用;1997年08期

6 黄家平;王明皓;谢慧玲;吕朝晖;;1553B总线通信系统可靠性分析[J];飞机设计;2010年02期

7 庞国安;岳喜顺;;Linux启动过程分析[J];计算机与现代化;2010年02期

8 孙棣华;龚康;廖孝勇;;面向S3C2440的U-Boot分析与改进[J];控制工程;2012年05期

9 段滋鸿;段滋华;;UNIX V(CTIX)操作系统的使用及管理[J];计算机工程与应用;1991年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张泽;外空安全战略研究[D];外交学院;2012年

本文编号：570871