嵌入式系统开发平台的设计与实现

发布时间：2017-07-02 22:14

  本文关键词：嵌入式系统开发平台的设计与实现

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【摘要】：近年来，嵌入式系统技术和应用的飞速发展，使得嵌入式系统技术的培训和教学面临着内容和实验设备快速更新的问题。针对嵌入式系统开发和教学中，微处理器种类多、更新速度快，应用需求差别大，对可扩展性要求高的特点，研制一种满足嵌入式教学共性要求、支持多种处理器、适应不同教学培训需求的通用实验装置显得十分的必要。 随着当下通信、微电子、及网络技术的发展，嵌入式系统也已逐渐渗透到日常生活中的各个领域。但是微控制器芯片作为构建嵌入式系统的核心部分却往往缺乏合适的开发和教学实验平台。即使各芯片厂商会提供一些评估套件，也大都存在着结构固定、功能单一、重复利用性不强的问题。本文通过对一种嵌入式系统通用开发平台的建立，尝试实现一种能支持多种嵌入式微控制器，外设硬件模块化、可重复使用，模块的互连可重构的实验平台，以满足嵌入式研究和教学的多样性需求，适应处理器的快速发展。 本文工作的目标是设计一款具有广泛适用性的嵌入式系统通用实验平台，该平台应能同时兼顾包括单片机课程实验、嵌入式系统课程实验、EDA课程实验、大学生电子设计竞赛等方面的应用需求，提供当前嵌入式开发领域较为典型的外设资源模块，并能够对各种类型的嵌入式系统处理器核心提供支持。 本文具体完成了以下工作：分析了嵌入式系统教学的实际应用需求，根据应用需求分析，构想和设计了一种由嵌入处理器核心板、通用外设模块和可定制连接板组成的通用实验平台的总体方案；完成了该平台硬件外设模块的选型、设计以及驱动编写和测试工作，，并给出了各模块底层驱动程序的移植方法；采用高性能、低成本、应用广泛的嵌入处理器STM32为通用实验平台设计了典型的核心板方案；完成了基于本开发平台的几种嵌入式系统典型的应用软件范例的设计。
【关键词】：单片机 嵌入式系统 通用实验平台
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP368.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 嵌入式系统的基本含义10
• 1.2 嵌入式系统开发和设计的一般流程10-12
• 1.2.1 嵌入式系统的硬件架构10-11
• 1.2.2 嵌入式系统的软件架构11
• 1.2.3 嵌入式系统的开发模式11-12
• 1.3 研究嵌入式系统开发平台的意义12
• 1.4 论文结构12-14
• 第2章 嵌入式系统通用实验平台的总体设计14-19
• 2.1 嵌入式系统实验平台的功能需求分析14-15
• 2.1.1 单片机系统课程实验14
• 2.1.2 嵌入式系统课程实验14
• 2.1.3 EDA 课程实验14-15
• 2.2 嵌入式系统实验平台的总体设计方案15-18
• 2.2.1 嵌入式系统实验平台的核心板设计方案15-16
• 2.2.2 嵌入式系统实验平台的外设模块板设计方案16-17
• 2.2.3 核心板与外设模块板间连线方案设计17-18
• 2.3 实验平台软件的设计要求18-19
• 第3章 嵌入式系统实验平台的硬件设计19-35
• 3.1 STM32 微处理器核心板设计19-21
• 3.1.1 STM32 系列微处理器简介19-20
• 3.1.2 STM32 核心板资源需求分析20-21
• 3.1.3 STM32 核心板设计21
• 3.2 音频 CODEC 模块21-26
• 3.2.1 音频 CODEC 模块的器件选型和使用21-22
• 3.2.2 音频 CODEC 模块的硬件电路设计22
• 3.2.3 音频 CODEC 模块的接口设计22-25
• 3.2.4 音频 CODEC 模块基于 STM32 的驱动设计25-26
• 3.2.5 音频 CODEC 模块驱动的可移植性设计26
• 3.3 SD 卡模块26-28
• 3.3.1 SD 卡模块的硬件电路设计26-27
• 3.3.2 SD 卡模块基于 STM32 的驱动设计27-28
• 3.3.3 SD 卡模块驱动的可移植性设计28
• 3.4 以太网模块28-31
• 3.4.1 以太网模块器件选型和使用28-29
• 3.4.2 以太网模块硬件电路设计29-31
• 3.4.3 以太网模块驱动的可移植性31
• 3.5 TFT 液晶显示模块31-35
• 3.5.1 TFT 液晶显示模块的选型31
• 3.5.2 TFT 液晶显示模块的接口设计31-34
• 3.5.3 TFT 液晶显示模块的驱动的可移植性设计34-35
• 第4章 嵌入式系统实验平台的应用软件设计35-50
• 4.1 SD 卡读取程序设计及文件系统的移植35-41
• 4.1.1 FAT32 文件系统35-36
• 4.1.2 znFAT 文件系统的移植36-38
• 4.1.3 利用 znFAT 文件系统读取文本文档38-41
• 4.2 主 TFT 液晶模块图形用户接口程序设计41-45
• 4.3 嵌入式音频播放器程序设计45-50
• 4.3.1 WAV 音频文件格式45-46
• 4.3.2 WAV 音频文件的解码程序设计46-50
• 第5章 结论和总结50-52
• 5.1 本论文所做工作50
• 5.2 改进方向50-52
• 参考文献52-53
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果53-54
• 致谢54-55
• 附录 A55-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 邓剑,杨晓非,廖俊卿;FAT文件系统原理及实现[J];计算机与数字工程;2005年09期

2 任伟;张毅;聂捷楠;;基于嵌入式系统开发平台的设计与实现[J];微计算机信息;2006年29期

  本文关键词：嵌入式系统开发平台的设计与实现

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本文编号：511481