基于DSP和嵌入式技术的便携式状态监测与故障诊断仪研制

发布时间：2020-05-03 12:47

【摘要】：在《面向大型机电设备状态监测与故障诊断的智能仪器嵌入式软件开发平台》的国家863项目(课题编号:2002AA182308)研究背景下,根据设备状态监测与故障诊断系统的发展要求,本文结合DSP技术、基于XScale硬件平台的嵌入式Linux系统技术,提出了一套实现便携式设备状态监测与故障诊断嵌入式系统的应用方案。论文重点阐述了以DSP为主处理器的数据采集处理前端模块的软硬件实现以及基于XScale硬件平台上Linux系统各应用功能模块的搭建,对所开发的设备状态监测与故障诊断嵌入式仪器的实例应用也做了详细说明。 论文第一章综述了机电设备状态监测与故障诊断技术和基于该技术的相关系统研究的发展概况和趋势,引出了开发基于DSP技术和嵌入式技术便携式设备状念监测与故障诊断仪器的必要性,随后对其中的关键技术数字信号处理和嵌入式系统的研究做了比较详细的介绍。 第二章阐述了数字信号处理DSP典型系统的主要环节并研究了DSP芯片选型;阐述了Linux系统和Intel XScale硬件架构在嵌入式应用上的优势和技术可行性,在此基础上提出了本论文研究系统实现的总体方案。 第三章详细研究了以TMS320LF2407A为主处理器的数据采集处理模块实现的硬件设计和软件开发,硬件上重点介绍了信号前级调理电路设计、模数转换芯片AD7874和DSP芯片的接口设计、与主控模块通讯电路设计等;软件实现上主要介绍了主程序流程、通道采样频率控制、数据信号预处理及与主控模块通讯协议实现。 第四章详细研究了以XScale PXA250为主处理器的设备状态监控系统主控模块的硬件系统;对在其上移植经改造的Linux系统做了介绍,重点研究了内核实时性改造,进一步介绍了对整个系统功能实现很重要的各应用构件模块任务机制和实现功能。 第五章主要介绍了如何结合实际课题,将基于本文技术开发的机电设备状态监测与故障诊断仪器应用于实际。 第六章对本文所做工作进行了简要总结,并结合国内外发展趋势对相关课题研究的进行了进一步展望。
【图文】：

0CCS编程环境3.3.2软件程序设计3.3.2.1系统软件主程序设计DSP软件的开发就是要用软件去读写DSP的寄存器来控制DSP有关引脚的输入和输出实现对硬件的控制。该程序是利用通用定时器1的周期中断控制寄存器来控制片外的AD7874对4路快变数据采样，利用片内的模数转换ADC模块对8路缓变数据采样，然后经过一些预处理再调用串口中断服务程序打成包传给上位机，供上位机分析处理。主程序设计首先对涉及到的DSP控制器，系统的各种参数以及相关外设引脚的功能设置，缓冲区清空后开所有可屏蔽中断，启动通用定时器1进入主循环等待中断的产生，一旦有中断产生，再根据中断级别按照中断向量表调用相应的中断服务程序实现我们的功能[42J。图3.11所示为主程序流程图，，相关说明见后:

协议的数据传送部分目前支持最多12路16位的快变通道，每一通道最多可以有24项4个字节的静态数据;最多64个16位的缓变通道;64个1位的开关量。设备状态数据传送交换协议数据传送部分的数据包格式如图4.5所示。协议的系统参数配置信息部分规定了针对某个具体应用的设备状态数据的参数格式，比如各种通道的数目、采样的频率、采样点数等，使得系统各个部分的系统配置实现同步。该协议可以运行在各种数据链路层上，比如串行线、USB以及以太网等。图4.5设备状态数据传送交换协议包的数据包格式2.数据采集管理构件该构件作为嵌入式上位机应用软件的底层模块，其位置架构于操作系统和各类硬件设备驱动之上，为上层用户提供数据访问接口。其在整个上
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH17

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本文编号：2647552