箭载嵌入式数据管理系统软件设计与实现

发布时间：2017-09-25 15:39

  本文关键词：箭载嵌入式数据管理系统软件设计与实现

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【摘要】：本课题以空间环境垂直探测试验项目为应用背景,完成了箭载嵌入式数据管理系统软件的设计与开发,实现了系统初始化、处理科学数据、处理工程参数等需求。本文首先给出了箭载嵌入式数据管理系统的软硬件设计方案,然后简要说明了计算机板CPU的选型、TMS570LS3137的特性以及μC/OS-II的内核结构。重点介绍了接口驱动程序的开发与测试、多任务程序的实现与测试。接口驱动程序的开发是多任务软件设计的基础,本文所涉及到并且已通过测试的接口模块包括:I2C、CAN、SD、AD。多任务软件系统的设计实现是本文的重点,箭载嵌入式数据管理软件系统包括如下几个任务。1.系统初始化任务,该任务实现的功能包括初始化寄存器与变量、创建相关信号量、启动定时器、向其它设备发送初始化完成开关量、创建数据打包任务与数据下行任务;2.采集科学数据任务,该任务实现的功能包括向朗缪尔设备发送扫描电压、采集电子探针等科学数据、根据采集到的数据范围向朗缪尔设备发送量程选择指令;3.采集工程参数任务,该任务实现的功能包括采集有效载荷的工程参数、采集51路箭载数据管理系统的模拟量,工程参数的采集以1秒定时中断的方式实现。4.数据打包与下行任务,科学数据与工程参数按照既定的格式打包以后,以GIO口中断的方式,通过总线发送给数字板进行加扰处理。本课题设计实现的箭载嵌入式数据管理软件已完成了驱动模块的开发与测试,驱动测试结果表明可以成功进行接口数据的读写。同时完成了多任务软件整体代码的编写与官方开发板测试,满足了任务的功能需求。
【关键词】：数据管理系统 TMS570LS3137 μC/OS-II 驱动 多任务
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP311.52;V446
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 研究背景与意义13-14
• 1.2 研究现状和发展趋势分析14-15
• 1.3 本文主要研究内容及创新点15-16
• 1.4 本文主要结构16-19
• 2 系统设计方案19-39
• 2.1 微处理器与操作系统简介19-29
• 2.1.1 TMS570LS3137 简介19-22
• 2.1.2 μC/OS-II简介22-29
• 2.2 硬件系统概述29-32
• 2.3 软件设计方案32-38
• 2.3.1 软件功能需求32-33
• 2.3.2 软件质量要求33-34
• 2.3.3 软件系统设计34-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 外设驱动程序的设计与测试39-65
• 3.1 开发环境39-43
• 3.2 I2C模块43-47
• 3.2.1 I2C协议43-45
• 3.2.2 I2C初始化与数据传输45-47
• 3.3 CAN模块47-51
• 3.3.1 CAN特性47-48
• 3.3.2 CAN通信48-51
• 3.4 SD模块51-58
• 3.4.1 SD协议51-52
• 3.4.2 SD初始化及读写设计52-56
• 3.4.3 FAT32 文件系统的实现56-58
• 3.5 以太网模块58-59
• 3.6 AD模块59-64
• 3.6.1 AD特性59-62
• 3.6.2 AD采集与转换62-64
• 3.7 本章小结64-65
• 4 多任务程序的设计与实现65-77
• 4.1 应用软件设计概述65-68
• 4.2 系统初始化68-69
• 4.2.1 初始化功能68
• 4.2.2 系统时间码68-69
• 4.3 科学数据采集处理69-72
• 4.3.1 I2C采集科学数据69-71
• 4.3.2 科学数据打包71-72
• 4.4 工程参数采集处理72-74
• 4.4.1 采集工程参数72-73
• 4.4.2 打包工程参数73-74
• 4.5 数据下行74
• 4.6 多任务调度分析74-76
• 4.7 本章小结76-77
• 5 总结与展望77-79
• 5.1 课题总结77
• 5.2 下一步工作的展望77-79
• 参考文献79-81
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果81-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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中国硕士学位论文全文数据库 前2条

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2 罗涛;嵌入式数据管理系统的研究与设计[D];华中科技大学;2009年

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本文编号：918183