基于嵌入式系统的数据记录仪的设计

发布时间：2017-04-26 21:04

  本文关键词：基于嵌入式系统的数据记录仪的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 记录仪表是对工业业生产过程中的各种数据进行检测和记录的重要工具。本课题研究的数据记录仪系统是采用ARM7系列的LPC2292作为系统的处理器，以UC／OS作为嵌入式操作系统。通过RS-485总线和以单片机组成的数据采集器进行数据通讯，在数据记录仪中以单片机组成的数据采集器称为系统的一个通道。通过CAN总线和PC机通讯，记录仪中存储的数据通过CAN总线发送到PC机上，供管理人员通过PC机上的管理软件分析数据。同时还扩展了USB接口，目的是把数据记录仪中的数据通过U盘转存到其他计算机上。 本课题所做的主要工作如下： 1．数据记录仪系统的硬件电路设计。选择记录仪系统中所用的芯片，设计系统中各个部分的电路，并画制电路板。 2．系统的移植和驱动程序设计。主要包括UC／OS操作系统移植，图形系统移植，文件系统移植等。从理论上分析了各种系统的移植方法。并将外围扩展电路的驱动程序添加到嵌入式系统的内核中。根据数据记录仪的系统要求，把操作系统、文件系统、图形系统和驱动程序进行编译调试，使编译内核最小，然后将编译的内核烧写到系统的ROM中。 3．应用程序设计。在电路设计、系统移植、驱动移植完成后，，根据系统的要求，并对系统的任务进行划分以及优先级的设定。然后完成系统的应用设计，使的系统能够稳定、正常的运行。 本课题从硬件到应用软件进行了系统的详细设计，从理论到实现进行了深入研究，而且对将来使用更先进的微处理器和功能更强大的操作系统具有一定的指导意义。
【关键词】：ARM UC/OS操作系统 移植 数据存储
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH855
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 概述11-16
• 1.1 课题来源及目的和意义11-12
• 1.2 国内外文献综述及相关研究成果及发展12-14
• 1.2.1 记录仪表简述12
• 1.2.2 相关领域研究成果12
• 1.2.3 嵌入式系统的特点12-13
• 1.2.4 嵌入式系统的分类13-14
• 1.2.5 嵌入式系统的发展趋势14
• 1.3 主要研究内容14-16
• 第二章 系统方案设计16-19
• 2.1 系统总体框图16
• 2.2 数据记录仪功能需求16-17
• 2.3 系统功能模块介绍17-18
• 2.4 硬件系统设计原则18-19
• 第三章 数据记录仪硬件设计19-42
• 3.1 ARM简介19
• 3.2 ARM微处理器体系结构19-22
• 3.2.1 RISC体系结构19-20
• 3.2.2 ARM微处理器寄存器结构20-21
• 3.2.3 ARM微处理器工作状态21
• 3.2.4 ARM微处理器应用领域21-22
• 3.3 LPC2292简介22-25
• 3.4 通讯接口电路设计25-32
• 3.4.1 CAN总线介绍25-26
• 3.4.2 CAN总线接口设计26-28
• 3.4.2.1 LPC2292 CAN模块简介26
• 3.4.2.2 PCA82C250收发器简介26-27
• 3.4.2.3 CAN总线接口电路27-28
• 3.4.3 RS-485通讯接口电路设计28-29
• 3.4.4 JTAG调试接口设计29-30
• 3.4.5 USB接口电路30-32
• 3.5 存储器接口电路设计32-36
• 3.5.1 Flash存储器接口电路设计32-34
• 3.5.2 SRAM存储器接口电路设计34-36
• 3.6 液晶显示及键盘36-40
• 3.6.1 液晶电路接口设计36-39
• 3.6.1.1 液晶简介36-37
• 3.6.1.2 LCD接口设计37-39
• 3.6.2 键盘电路设计39-40
• 3.7 RTC电路设计40-42
• 第四章 嵌入式操作系统UC/OS移植及驱动编程42-72
• 4.1 嵌入式操作系统简介42-46
• 4.1.1 嵌入式操作系统的种类42-44
• 4.1.2 嵌入式操作系统的发展44
• 4.1.3 使用实时操作系统的必要性44-45
• 4.1.4 实时操作系统的优缺点45-46
• 4.2 嵌入式实时操作系统UC/OS-Ⅱ46-55
• 4.2.1 UC/OS内核运行机制47-51
• 4.2.2 时钟管理51-52
• 4.2.3 任务通讯与同步52-55
• 4.3 UC/OS-Ⅱ在LPC2292上的移植55-61
• 4.3.1 设置与编译器相关代码(OS_CPU.H)56-58
• 4.3.2 与处理器相关的4个汇编函数(OS_CPU_A.ASM)58-60
• 4.3.3 与操作系统相关的6个C语言函数(OS_CPU_C.C)60-61
• 4.4 图形系统UCGUI移植61-64
• 4.5 文件系统UCFS64-66
• 4.5.1 Flash盘的FAT原理64-65
• 4.5.2 NAND Flash低层驱动65-66
• 4.5.3 文件系统实现66
• 4.6 外围设备驱动程序66-72
• 4.6.1 串口驱动66-67
• 4.6.2 CAN总线驱动67-68
• 4.6.3 RTC时钟驱动68
• 4.6.4 键盘驱动68-70
• 4.6.5 USB驱动70-72
• 第五章 系统软件设计及测试72-85
• 5.1 ADS仿真开发环境概述72-74
• 5.1.1 CodeWarrior IDE集成开发环境72-73
• 5.1.2 AXD调试器73
• 5.1.3 仿真器简介73-74
• 5.2 软件设计74-76
• 5.2.1 系统任务和中断划分74-75
• 5.2.2 系统任务优先级设定75
• 5.2.3 操作系统启动过程75-76
• 5.3 系统实现76-80
• 5.3.1 系统自检及初始化76-77
• 5.3.2 任务实现77-80
• 5.4 系统运行界面80-85
• 第六章 总结和展望85-87
• 6.1 论文完成的主要工作85-86
• 6.2 研究的关键技术及创新点86
• 6.3 结束语86-87
• 参考文献87-89
• 附录89-91
• 攻读学位期间发表的学术论文91-92
• 致谢92

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