集装箱起重机仿真训练器中基于ARM的智能接口系统

发布时间：2023-10-28 20:03

　　随着航运事业的飞快发展，港口机械对操作人员的技能提出更高的要求。港口集装箱起重机仿真训练器的研制，培养高素质的操作人员已成为形势的迫切需要。自2000年开始，我校研制的仿真训练器，性能逐渐完善，但采用的PCI采集卡接口系统这个模块连接复杂，实时性不够。因此，随着嵌入式系统的广泛应用，为了解决接口的问题，本文将利用ARM嵌入式系统开发新型的基于以太网的嵌入式智能接口系统。 本论文的主要研究工作如下： 1、针对仿真训练器中原有接口系统存在的问题，基于ARM嵌入式系统以及CPLD系统可编程(ISP)理论，分析了采用嵌入式系统构建新型智能接口系统的可行性及其优势，提出了对原有接口系统的改造方案。 2、完成了基于ARM+CPLD嵌入式接口系统的硬件设计和功能实现，并绘制了相关硬件原理图。硬件系统模块主要包括：FLASH存储器系统模块、RS232接口模块、音频接口模块、以太网接口模块。 3、针对上述的硬件设计方案，完成了接口系统的相应软件设计和功能实现。这包括：通过分析EP93312的Boot Rom的启动过程，构建了一个Boot Loader；实现了对FLASH的...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 课题的提出
    1.2 国内外集装箱起重机仿真训练器的研究现状
        1.2.1 国外集装箱起重机仿真训练器的研究现状
        1.2.2 国内集装箱起重机仿真训练器的研究现状
    1.3 嵌入式系统的研究发展状况
    1.4 课题研究目的和意义
    1.5 主要研究内容
第二章 集装箱仿真训练器简介
    2.1 集装箱起重机仿真训练器硬件结构
    2.2 集装箱起重机仿真训练器功能结构
第三章 基于以太网和CPLD的智能接口系统
    3.1 以太网的简介
        3.1.1 以太网采用的技术
        3.1.2 以太网数据帧格式
        3.1.3 设计用到的协议
    3.2 ARM芯片选型及介绍
    3.3 CPLD器件
        3.3.1 ISP概念
        3.3.2 PLD器件
        3.3.3 MAX7000S
        3.3.4 Verilog HDL
第四章 接口系统硬件设计和实现
    4.1 硬件总体设计思路
    4.2 ARM微控制器系统
        4.2.1 电源及复位模块
        4.2.2 存储器系统模块
        4.2.3 RS232串口模块
        4.2.4 AC’97音频模块
        4.2.5 以太网接口模块
        4.2.6 JTAG接口模块
    4.3 CPLD硬件系统
        4.3.1 与控制台I/O模块
        4.3.2 与ARM通讯模块
第五章 接口系统软件设计和实现
    5.1 软件总体设计思路
    5.2 程序编译和调试
        5.2.1 编译
        5.2.2 调试
    5.2 Boot Rom
    5.3 FLASH存储系统模块
    5.4 Boot Loader
    5.5 RS232串口模块
        5.5.1 串口结构
        5.5.1 主体函数说明
    5.6 以太网的控制器模块及驱动
        5.6.1 EP9312的MAC控制器模块
        5.6.2 MAC驱动
        5.6.3 描述符处理器模块工作过程
        5.6.4 主体函数说明
    5.7 网络UDP下载程序
    5.8 音频驱动软件模块
        5.8.1 音频串行传输过程
        5.8.2 AC’97复位
        5.8.3 AC’97初始化
        5.8.4 主体函数说明
    5.9 CPLD软件模块
    5.10 系统主程序
    5.11 系统方案验证
        5.11.1 方案验证
        5.11.2 结果分析
第六章 结论与展望
    6.1 课题工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3857686