基于ARM的嵌入式智能仪器的研究与设计

发布时间：2017-04-20 00:04

  本文关键词：基于ARM的嵌入式智能仪器的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着测试技术的不断发展，智能仪器的自动化程度越来越高，实现的功能越来越强。嵌入式系统是一种具有特定功能的计算机系统，它与通信技术和网络技术的结合，极大的增强了设备网络和通信的灵活性和智能性。随着信息技术的不断发展和用户需求的不断增长，嵌入式系统的应用日益广泛。在此基础上，将嵌入式实时操作系统与智能仪器设计相结合，可以进一步提高智能仪器的自动化程度，可以增强智能仪器的通信、交互、数据处理等能力，并扩展其使用范围，可以更加有效的管理和协调智能仪器的各种复杂功能，实现智能仪器的功能升级，缩短开发周期，节省生产成本。 本文根据智能仪器的基本功能和特点，采用嵌入式系统的结构设计方法，首先，设计了基于ARM的嵌入式微处理器LPC2294开发硬件平台。硬件平台主要包括LPC2294主体电路、外部通信与控制电路等部分。其中，主体电路部分主要包括电源电路、时钟电路、系统复位电路、系统存储器扩展电路；外部通信和控制电路主要包括串口通信电路和CAN口通讯电路。嵌入式系统的软件核心是嵌入式实时操作系统。本文以ADS1.2为操作平台，对实时操作系统μC／OS-Ⅱ的特点、移植条件等各方面进行了应用研究。最后，，本文结合实际，着重介绍了智能仪器在温、湿度测量方面的应用。重点介绍了智能仪器的功能和硬件设计，对嵌入式实时操作系统在智能仪器上的使用和软件实现进行了研究，根据温、湿度系统的要求对实时操作系统进行功能分解和任务划分，并对影响智能仪器实时性和测量精度的因素进行了分析。 科学技术的不断发展对智能仪器的要求不断提高，主要体现在精度、响应速度、系统稳定性等方面。将智能仪器与嵌入式系统以及嵌入式实时操作系统相结合，提高了仪器的稳定性、可靠性和可维护性。本课题研究的智能仪器的设计和实现的方法，对今后智能仪器的设计在理论上有一定的参考价值，所研制的嵌入式智能仪器具有非常广泛的实用价值。
【关键词】：智能仪器 ARM微处理器 嵌入式实时操作系统
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH70
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 课题研究的现状及发展趋势8-11
• 1.3 本课题研究的意义及内容11-14
• 第二章 智能仪器的硬件设计14-32
• 2.1 智能仪器硬件基本结构图及其功用14-15
• 2.2 微处理器 LPC2294的设计15-16
• 2.3 电源电路设计16-18
• 2.4 复位电路设计18
• 2.5 存储器扩展电路设计18-20
• 2.6 液晶模块电路设计20-22
• 2.7 键盘和数码管电路设计22-23
• 2.8 UART接口电路设计23-25
• 2.9 SPI总线接口电路设计25-26
• 2.10 CAN总线接口电路设计26-28
• 2.11 以太网接口电路设计28-29
• 2.12 A/D转换电路设计29-31
• 2.13 本章小结31-32
• 第三章 嵌入式操作系统32-50
• 3.1 嵌入式操作系统概述32
• 3.2 嵌入式操作系统的选择32-33
• 3.3 μC/OS-II的内核分析33-37
• 3.4 嵌入式操作系统的移植37-45
• 3.5 嵌入式协议栈的设计45-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 智能仪器在温湿度测控系统中的应用50-66
• 4.1 智能仪器系统的设计原则50-51
• 4.2 温湿度测控系统的硬件设计51-52
• 4.2.1 温度测量电路设计51-52
• 4.2.2 湿度测量电路设计52
• 4.3 温湿度测控系统软件设计52-65
• 4.3.1 启动代码(Bootloader)53-55
• 4.3.2 嵌入式软件设计55-57
• 4.3.3 任务的划分和构成57-59
• 4.3.4 数据采集程序设计59-61
• 4.3.5 CAN接口通讯设计61-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 智能仪器系统性能分析66-72
• 5.1 实时性分析66-69
• 5.1.1 影响实时性的主要因素66-67
• 5.1.2 智能仪器系统的实时性分析67-69
• 5.2 智能仪器系统的测量精度分析69-70
• 5.2.1 多路模拟开关 CD4051的误差70
• 5.2.2 A/D转换系统的误差70
• 5.3 本章小结70-72
• 第六章 总结72-74
• 6.1 论文主要完成的工作72-73
• 6.2 论文的主要创新点73
• 6.3 今后需进一步研究的工作73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果78-80
• 发表论文情况:78
• 参加科研情况:78-80
• 致谢80-82

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李萍;苏燕辰;郭太春;;基于ARM的室内空气质量监测仪的设计[J];中国测试;2010年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吴世伟;嵌入式汽车安全预警系统设计[D];武汉理工大学;2011年

2 郜宇鹏;自动称料控制系统的设计与实现[D];郑州大学;2011年

3 胡侃;基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式农田信息采集系统的研究与设计[D];湖南农业大学;2011年

4 童霏;基于ARM的便携式动中通天线控制系统设计[D];南京理工大学;2012年

5 唐斌;基于ARM的手持式振动数据采集系统研究[D];华北电力大学（北京）;2009年

6 魏毅然;基于嵌入式技术的车载综合信息系统研究[D];武汉理工大学;2009年

7 李金彦;基于双码盘的竞赛机器人运动控制系统设计与研究[D];电子科技大学;2009年

8 杨漫;嵌入式电子测量仪器通用开发系统设计[D];南京航空航天大学;2009年

9 李雪娟;基于Windows CE的手持式振动测试仪的软件开发[D];华北电力大学（北京）;2010年

10 杨兴山;基于嵌入式Linux的车载综合显示与控制系统研究[D];上海交通大学;2010年

  本文关键词：基于ARM的嵌入式智能仪器的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：317431