林植洲[1]2014年在《基于ARM-FPGA的PLC人机界面与系统软件的研制》文中认为针对自主研制主机采用ARM-FPGA结构的小型可编程逻辑控制器（PLC），该PLC由PLC主机、手持编程器、人机界面装置等模块组成，各模块通过CAN总线连接通信；本文对人机界面装置、CAN总线通讯以及PLC主机ARM系统软件进行设计、优化和完善。LPC1768作为人机界面装置的主控制器，设计了人机界面装置的软硬件；研究了人机界面物理量与PLC软元件映射关系的构建方法。在进一步分析PLC各模块功能需求的基础上，对各模块间的CAN通讯进行优化设计。根据PLC主机ARM系统需求，设计了ARM系统软件。最后，对所做工作进行了测试，验证是否满足设计要求。主要成果如下：(1)完成人机界面装置软硬件设计。以LPC1768作为人机界面装置的主控制器，结合迪文智能显示终端，对CAN接口等外围电路模块进行了配置，并设计了数据的存储方式；构建了人机界面物理量与PLC软元件的映射关系，使人机界面装置在应用于不同被控对象时能建立物理量与PLC软元件的一一对应关系，解决其通用性问题；完成了通信设计、初始化设计、应用程序设计，其中应用程序采用模块化方法进行设计，实现了人机界面装置的相应功能。(2) PLC各模块间的通讯设计与优化。完成CAN通讯的总体结构设计；对CAN标识符设计进行改进，增加“广播”地址，实现一点对多点通讯；对CAN通讯协议进行了优化，包括重新定义数据长度含义、制定PLC程序CAN通讯数据格式等，并对CAN编码、解码进行了设计。(3) ARM系统软件的设计。PLC主机ARM系统采用LPC1768作为主控制器，移植了μC/OS-II操作系统，实现多任务的管理；对PLC主机初始化进行设计，基于μC/OS-II操作系统重新制定了系统任务的优先级。(4)通过具体应用实例，对人机界面装置的各项功能、移植的μC/OS-II操作系统、PLC各功能模块间的CAN通讯进行了测试，测试结果满足设计要求。
谭春毅[2]2005年在《基于嵌入式操作系统的文件系统研究及其在车辆行驶记录仪中的应用》文中研究表明文中首先给出车辆行驶记录仪概述以及国内外发展情况,推论出研究和开发基于嵌入式操作系统和文件系统的记录仪的需要,并提出研究的重点和方向。然后介绍嵌入式系统,首先介绍了嵌入式系统的设计与实现,然后结合本系统做了较为详细的阐述。并简单介绍实时操作系统和μC/OS实时内核,以及介绍针对ARM7TDMI核的移植方案。介绍对输入/输出部分研究的实现,首先从整体介绍输入/输出系统,然后结合本系统分别介绍了几种输入/输出设备的硬件、软件实现。接下来着重介绍文件系统μMFS设计与实现,首先论证采用嵌入式文件系统的必要性,然后从理论上阐述文件系统原理,详细介绍μMFS的设计与其在NandFlash上的实现,并给出μMFS的应用方法。最后总结了本文的主要研究工作,指出不足以及将来需要做的工作。
宋辉[3]2009年在《基于ARM的GPRS数据传输系统的设计》文中进行了进一步梳理随着ARM技术的广泛应用,芯片技术的不断发展,以及GPRS通用分组无线业务在当前远程无线数据传输、遥测遥控中越来越受到人们的重视,因此本文提出了一种结合嵌入了TCP/IP协议的无线通信模块和GPRS无线通信技术的无线数据传输方案,并在嵌入式平台S3C44B0X下的实现,完成了用户终端信息和远程服务器之间数据的交互,保证了无线数据的稳定、实时和安全传输。本文首先阐述了ARM和GPRS技术背景、应用及发展,论述了无线组网的几种方案及其特点,并在此基础上提出了系统整体设计方案。其次研究了微处理器S3C44B0X体系结构及其外围电路,以及与GPRS模块SIM300和它外部设备的连接方式,随后深入介绍了基于ARM的GPRS数据传输系统的软件设计,包括BootLoader引导技术、嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植、硬件驱动程序的实现以及基于TCP和UDP两种传输方式下数据的GPRS实现,同时给出了部分程序流程图和相关功能函数。最后,在系统软硬件平台下,对系统整体功能进行了测试,验证了该方案的可行性。通过上述工作,本文建立了一个实时可靠的基于ARM的GPRS远程数据传输系统,并可以以该系统为基础进行二次应用开发,为无线数据传输的多行业应用发展起到了一定的促进作用。
薛基瑜[4]2004年在《抢占式实时多任务微内核的设计与应用》文中研究指明在进入后PC时代以来，各种嵌入式实时操作系统(RTOS)如雨后春笋般的涌现出来，各大厂商都推出拥有自主知识产权的所谓“通用化”的RTOS。但是，通用化的RTOS往往由于其通用性，考虑应用的方方面面，所以必然要牺牲某方面性能为代价的。因此，RTOS向着超内核(Hyper-Kernel)、安全核(SecurityKernel)、防危核(Safety Kernel)和特定应用的嵌入式实时操作系统ASOS(Application Specific Operating Systems)等方向发展。 本论文的研究工作是根据ASOS的设计原理，采用基于模式的生成方法，在嵌入式实时多任务微内核μC／OS-Ⅱ基础上，分析微内核的构成机理；然后，分析如何采用实时UML建模工具来进行MT_UCOS微内核的设计；最后，形成完整的MT_UCOS微内核架构体系，并编写了微内核的主要功能代码。 MT_UCOS微内核是基于μC／OS-Ⅱ的用于执行少量任务的ASOS型微内核。它设计的用途是基于Internet网的中低端产品的应用。在本论文写作前完成的实际工作有：研习公开源代码的嵌入式实时操作系统如μC／OS-Ⅱ和RT-Linux，分析不同内核架构的设计机理；比较通用RTOS的优缺点；结合ASOS的设计特点，将μC／OS-Ⅱ进行改造性移植试验。 在本论文中可以得到如下结果： (1)在μC／OS-Ⅱ基础上进行改进优化后形成MT_UCOS内核源代码。 (2)在ARM公司提供的μHAL组件库的基础上，开发基于ASOS型的硬件抽象层。 (3)提出实时任务分割原理，并在MT_UCOS中给出了相关的实现机制。 (4)最后从嵌入式系统设计的角度开发设计了电话数码录音机，将MT_UCOS微内核进行实例化的应用。 (5)而且，在嵌入式系统软件MT_UCOS微内核设计，以及在电话数码录音机的设计中，运用实时UML工具进行相关建模，形成相应的设计图例和文档。 总之，本论文在理论上尝试将设计模式和UML引入嵌入式系统软件开发中，在实际中将ASOS型MT_UCOS微内核进行实例化应用，所以本论文的选题是具有一定的理论和实际意义。
张凯[5]2005年在《基于嵌入式系统的通用电子测量仪器关键技术的研究》文中研究说明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，极大的增强了设备的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，嵌入式系统逐渐走进国民生产的方方面面，其应用也日益广泛。在此基础上，将嵌入式系统融入到测控仪器设备的开发无疑将增强测控仪器的通信、交互、数据处理等能力，并扩展其使用范围。 本文旨在研究一种基于新架构的通用型测量仪器的设计与实现方法，本着“变专用为通用”的设计理念，针对多种通用仪器设备的特点，赋予仪器系统更强的操作功能。围绕通用电子测量仪器的基本功能与特点，采用嵌入式系统的结构设计方法，在归纳总结了基于ARM的嵌入式系统的特点和当前最新发展动态和比较了多种操作系统优缺点的基础上，提出了本系统对操作系统的选择要求。并针对当前电子测量仪器通用性设计的要求，研究并提出了一种基于ARM920T处理器+DSP+FPGA的多处理器协同工作的嵌入式系统的仪器设备系统结构的设计模式，对系统硬件架构和单元功能模块进行了可行性验证及说明，并对该系统涉及的关键技术进行了探讨，对包括CPLD／FPGA的逻辑和功能描述，操作系统操作界面、内核驱动、数字信号处理算法实现等系统软件部分进行说明，提出了一套可行的解决方案并实现。
何雅琴[6]2007年在《基于UCOS_II的智能窗系统的设计》文中研究表明随着人们生活水平的提高，人们对居住质量的要求越来越高。自从美国在80年代建造第一座智能楼宇以来，各国纷纷效仿。目前，智能楼宇已经是现代建筑的一个标志。同时，国内也出现了很多与开发智能楼宇产品相关的企业。智能产品开发的核心技术是嵌入式系统的开发。在国外，特别是美国和日本，嵌入式系统开发水平已经发展到了一个很高的水平。而国内在这方面的技术还很欠缺。国内的生产厂家开发的系统大多采用前后台系统。把操作系统移植到CPU开发的智能楼宇产品所占的比例不是太高。而目前，对嵌入式操作系统的研究已经是系统开发的一大主流。基于以上原因，论文完成了在CPU上移植实时操作系统，并以此为平台，开发了多功能智能窗系统。系统主要由电机驱动、按键、红外接收、煤气检测、湿度检测、报警、GSM(Global System For Mobile Communication)等模块组成。电机驱动模块主要为窗户的开关提供动力；按键模块向CPU发送按键信号，控制窗户的开关；红外接收模块接收红外遥控信息，控制窗户开关；煤气检测模块用来检测室内煤气的浓度，浓度超过极限值时，向CPU发送信号，由电机控制开窗；湿度检测模块用来检测空气中的湿度，当湿度达到一定值时，向CPU发送信号，由电机控制关窗；报警模块用来检测是否有盗情发生，如果有盗情发生，就通过GSM模块发送一条消息给住户，并通过电机模块关窗。要实现以上所述的功能，CPU和操作系统的选择是关键。系统选用了美国ATMEL公司的AT89S51单片机作为CPU。51系列单片机是目前国内最常用的CPU。价格便宜，技术资料齐全都是它的优势。实时操作系统选用了UCOS_Ⅱ。UCOS_Ⅱ是一个源代码公开的实时操作系统，它是用ANSI C写成的，所以可移植性非常强。但UCOS_Ⅱ不能直接移植到AT89S51单片机。其中主要原因是AT89S51单片机片内只有4K的程序存储器和128B的数据存储器，不能满足移植的需要，所以系统扩展了64K程序存储器和32K数据存储器使问题得到了解决。在系统开发中，由于把实时操作系统UCOS_Ⅱ移植到了AT89S51单片机上，所以开发应用软件的时候，只需把智能窗要完成的功能分隔成一个个小的任务，然后分别为任务编写相应的程序，简化了软件的开发过程，系统也变得易于维护。软件的开发周期有所缩短，可靠性有所增加，这种方法比传统的前后台系统具有更大的优势。经过调试，系统运行良好，实现了除短消息以外的所有功能。本智能窗系统有着良好的行业运用前景，良好的稳定性和可扩充性都是它的优势。为开发和生产楼宇智能化产品的企业提供了很好的设计参考。
张舒[7]2007年在《抽油机智能远程监控系统设计与实现》文中研究表明抽油机是机械采油的重要设备。保证抽油机的正常、科学运行对提高原油产量和油田节能都有重要意义。目前，抽油机的维护和管理主要存在以下两个问题：(1)大部分油井采用人工巡视，抽油机的运行状态和参数不能适时反映到管理中心，在很大程度上影响对油井的合理决策；当抽油机发生短路或缺相故障时，需要及时发现并停止电机，而这是人工巡井很难做到的。(2)对低渗透率地区的油井，抽油机运行一段时间后，经常会发生抽空现象，此时抽油机处于轻载或空载状态，如继续运行，势必造成电能和机械能的浪费。针对以上抽油机存在的问题，本文设计了一种基于以太网的抽油机远程智能监控系统。系统将对抽油机实现数据采集及监控的现场设备与上位机通过网络链接，实现了大量抽油机的网络化管理。基于S3C4BOX的现场监控模块完成抽油机电压、电流等信号的采集及功率因数的计算，通过网络及时的将数据送至上位机处理，同时现场监控模块还具有故障诊断和抽空检测功能，能够对电机的故障做出最及时的反应，并能够利用液位恢复公式，实现抽油机的间抽控制。基于虚拟仪器技术实现的上位机监控系统利用LabVIEW强大网络功能、完备的图形控制工具轻松的实现了数据包的处理及波形的直观显示。同时利用LabVIEW的数据库链接工具包及强大的数据分析功能，能够实现大量数据的存储和分析，为进一步研究和控制抽油机提供参考。本系统集合了目前流行的ARM、虚拟仪器和以太网等技术，为解决抽油机目前存在的几个问题，提高自动化程度，取得更好的节能效果提供了一个较好的方案。根据课题的研究内容，本文完成了对系统硬件、软件和抽油机抽空控制策略的设计。经实验和仿真证实，各模块设计合理，能够满足对抽油机远程智能控制的要求，并具有很大的继续开发空间。
吕亮[8]2018年在《便携式高速列车制动盘螺栓裂纹检测装置研制》文中指出随着高速列车的发展,列车的运行安全显得愈发重要。制动盘作为列车制动的关键部件,决定了列车制动的性能。制动盘螺栓作为制动盘的重要紧固件,其可靠性不言而喻。但是目前并没有快速、有效的检测制动盘螺栓裂纹的方法,对列车运行安全是一种潜在威胁。故本文旨在研制一款便携式的高速列车制动盘螺栓裂纹检测装置,实现在不拆卸螺栓的情况下对螺栓裂纹进行高效的定性定量检测,保障列车安全运行。论文介绍了基于超声波无损探伤技术的螺栓裂纹检测总体方案。采用A型脉冲反射法,在分析不同探头频率信号基础上,选用5M单晶直探头作为超声波探头;设计了脉宽小于50ns的尖脉冲超声波发射电路;设计了超声波接收信号限幅、放大、滤波等调理电路；基于FPGA设计了基于FIFO的超声波信号数据存取,实现了 FPGA与ARM之间的传输速度匹配与数据通信;设计了基于ARM的小波阂值去噪算法,实现了超声波信号信噪比的进一步提高;提出了基于超声波波包能量阂值判定算法完成对螺栓裂纹大小的判定,以及位置判定算法对裂纹位置的确定;同时还实现了人机交互界面、数据的存储等功能。为验证设备功能及可靠性,分别进行了实验室环境实验、现场实验以及第叁方机构鉴定。实验室环境下完成对不同裂纹大小、不同裂纹位置的人工裂纹螺栓实验,现场实验完成对不拆卸情况下制动盘螺栓的检测。现场试验及第叁方机构的检测结果均表明,本文研制的设备能够实现1mm以上螺栓裂纹的检测,能对螺栓裂纹自动判别并报警裂纹的位置及大小,检测准确度高,误报率在2%以下,设性能稳定。同时设备简单的人机交互以及智能的检测大大提高了检测效率,为列车的安全运行做出了贡献。
王振宇[9]2004年在《uC/OS操作系统在ARM系统中的应用》文中认为随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分,并成为近年来新兴的研究热点。ARM7TDMI是一种高效,低功耗的RISC处理器。以该内核为核心的S3C44B0是一款集成了许多外围设备的芯片,非常适合做嵌入式产品。本文主要讲述的是嵌入式系统的软件的移植问题。所谓移植,就是使一个软件能在某个微处理器或操作系统上运行。移植工作与硬件和操作系统的相关性很大,虽然有些软件是用标准的C语言编写的,但是与硬件相关和与操作系统相关的部分还要依据实际情况来编写。本文介绍了嵌入式系统的总体构造,包括硬件电路总体框图,以及所选取的要移植的软件。介绍了ARM处理器的体系结构,以及本文所用到的ARM处理器S3C44B0的内部结构。uC/OS-II是一个移植方便的、可固化的、可裁剪的、占先的多任务实时内核,它适用于多种微处理器,微控制器和数字处理芯片。uC/OS-II可以管理63个应用任务。本文研究了uC/OS-II的源代码,解决了基于ARM的移植问题。主要是编译常量的设置,数据类型的定义,宏定义,以及与操作系统调度相关的函数的编写,大部分是使用汇编语言实现的。uC/GUI是嵌入式应用中通用的图形软件,是为带LCD的图形应用系统提供高效的图形用户接口而设计的,它不依赖于处理器和LCD控制器。uC/GUI在多任务环境下工作与在单任务环境下工作性能同样卓越,任何尺寸大小的显示设备,不管是物理的或是虚拟的,只要具备LCD控制器和处理器,都可以运用uC/GUI。本文研究了uC/GUI的源代码,解决了基于ARM的移植问题,包括LCD控制器的初始化,以及对LCD进行控制的所有函数的实现,对一些编译时所用到的常量进行了设置,对uC/GUI进行了裁剪,使其能够适应16灰度级的LCD显示屏。另外还编写了鼠
赵一夔[10]2010年在《基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统设计与实现》文中认为本文主要从硬件和软件方面阐述了基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统的设计与实现。首先阐述了系统的总体需求和设计指标,接着具体描述了硬件设计方案：包括总体硬件框架、MCU最小系统模块、USB模块、温度检测模块、音频模块等的设计及系统的PCB实现；之后分析了系统的软件框架结构,包括在Cortex架构的硬件平台上配置uCOS-Ⅱ操作系统的过程、介绍ADPCM算法并设计其在本应用中的压缩与解压函数、设计语音播报应用程序等内容。本文通过一个从底向上的实例的设计,介绍了基于ARM Cortex内核系统的设计方法。经验证,软硬件系统运行稳定,语音播报顺利。
参考文献：
[1]. 基于ARM-FPGA的PLC人机界面与系统软件的研制[D]. 林植洲. 广西科技大学. 2014
[2]. 基于嵌入式操作系统的文件系统研究及其在车辆行驶记录仪中的应用[D]. 谭春毅. 浙江大学. 2005
[3]. 基于ARM的GPRS数据传输系统的设计[D]. 宋辉. 西安理工大学. 2009
[4]. 抢占式实时多任务微内核的设计与应用[D]. 薛基瑜. 西南交通大学. 2004
[5]. 基于嵌入式系统的通用电子测量仪器关键技术的研究[D]. 张凯. 西安电子科技大学. 2005
[6]. 基于UCOS_II的智能窗系统的设计[D]. 何雅琴. 华东师范大学. 2007
[7]. 抽油机智能远程监控系统设计与实现[D]. 张舒. 大连理工大学. 2007
[8]. 便携式高速列车制动盘螺栓裂纹检测装置研制[D]. 吕亮. 北京交通大学. 2018
[9]. uC/OS操作系统在ARM系统中的应用[D]. 王振宇. 吉林大学. 2004
[10]. 基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统设计与实现[D]. 赵一夔. 西安电子科技大学. 2010
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