基于ARM9的嵌入式模糊控制器的研究

论文摘要

Windows CE.net是微软公司开发的基于嵌入式硬件系统的32位操作系统,具有良好的通信能力,拥有出色的图形界面,并且是一个多任务的操作系统。三星公司的S3C2410A嵌入式微处理器,是基于ARM920T内核的低功耗、高集成度的嵌入式微处理器。和传统计算机系统相比,基于S3C2410A的嵌入式系统具有体积小、功耗低、高性能、高可靠性等特点,因此基于S3C2410A处理器的嵌入式系统的应用越来越广泛。本文主要研究一种基于ARM9的嵌入式模糊控制器。硬件平台采用的是S3C2410A微处理器,软件平台采用Windows CE.net 5.0。首先,本文研究了实时操作系统Windows CE.net 5.0的特点以及微处理器S3C2410A的硬件特性,Windows CE5.0板级支持包(BSP)、BootLoader以及硬件适配层(OAL)开发的原理、方法和步骤,完成相应程序的开发,实现了Windows CE.net 5.0在S3C2410A开发板上的移植。然后,研究了在Windows CE.net操作系统下流接口驱动程序和设备驱动的开发方法和步骤,完成了USB接口、串行接口、A/D转换、GPIO口、PWM驱动等接口的驱动程序的开发,并且编写了相应驱动程序的测试程序和应用程序。最后,研究了模糊PID控制算法,并且利用仿真软件对该算法进行了仿真实验,同时将模糊PID控制算法应用到三容液位的控制之中,取得了良好的控制结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 嵌入式系统概述
• 1.2.1 嵌入式系统的发展
• 1.2.2 嵌入式操作系统的发展
• 1.2.3 嵌入式处理器的分类
• 1.2.4 嵌入式处理器的应用前景
• 1.3 糊控制技术现状
• 1.4 课题来源和研究意义
• 1.4.1 课题的来源
• 1.4.2 课题的研究意义
• 1.5 论文的主要内容
• 第二章 基于S3C2410嵌入式处理器硬件平台介绍
• 2.1 硬件平台结构图
• 2.2 ARM9微处理器S3C2410A
• 2.3 控制器核心控制板的板上资源
• 2.3.1 存储系统
• 2.3.2 通信接口
• 2.4 控制器外围电路
• 第三章 WINDOWS CE.NET操作系统移植
• 3.1 嵌入式操作系统概述
• 3.1.1 嵌入式实时操作系统
• 3.1.2 典型的嵌入式操作系统
• 3.2 Windows CE.net操作系统简介
• 3.2.1 Windows CE层次性结构
• 3.2.2 Windows CE主要模块功能
• 3.3 Windows CE.net操作系统移植
• 3.3.1 BSP（板级支持包）开发
• 3.3.2 操作系统BootLoader开发
• 3.3.3 原始设备制造商适配层OAL开发
• 3.3.4 Windows CE.net操作系统内核的定制
• 第四章 WINDOWS CE.NET驱动程序开发
• 4.1 Windows CE.net驱动程序概述
• 4.1.1 从驱动的层次上面来分
• 4.1.2 从加载以及接口方式区分
• 4.2 流接口驱动程序
• 4.2.1 流接口驱动程序结构
• 4.2.2 流接口驱动程序实现
• 4.3 设备驱动程序开发
• 4.3.1 USB驱动程序开发
• 4.3.2 串口驱动程序开发
• 4.3.3 ADC流接口驱动程序开发
• 4.3.4 GPIO、PWM流接口驱动程序开发
• 第五章 模糊PID控制算法及其应用
• 5.1 模糊PID控制
• 5.1.1 模糊控制的基本原理
• 5.1.2 模糊PID控制
• 5.1.3 模糊PID控制器的设计
• 5.1.4 模糊PID控制算法仿真
• 5.2 液位控制系统的组成
• 5.2.1 被控对象装置模型
• 5.2.2 嵌入式模糊PID液位控制系统的组成
• 5.2.3 液位控制效果图
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文与研究成果