论文题目: 基于嵌入式平台下便携式智能仪器的设计与研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 宋佳
导师: 叶敦范
关键词: 嵌入式系统,设备驱动程序,信号采集,频谱分析,信号发生
文献来源: 中国地质大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文主要研究了基于嵌入式平台的便携式智能仪器的设计与实现。便携式智能仪器是在考虑到科研人员在室外、尤其是野外，测量分析条件不便的问题，而设计的具有信号采集、频谱分析、信号发生功能的低功耗、多用途的仪器设备。 论文首先介绍了智能仪器的概念、发展、特点和结构以及嵌入式系统的概念和组成，使大家对基于嵌入式技术的智能仪器的概念有一定认识。接着阐述了嵌入式系统的设计方法，对智能仪器作了需求分析，分别给出了仪器硬件和软件部分的总体设计方案，使大家对仪器的设计思想有简单的了解。 然后，论文围绕仪器硬件平台和软件开发平台的设计搭建全面展开。先对ARM微处理器的内核结构作了简单介绍，并进行比较选型，确定了三星ARM7TDMI核的S3C44BOX处理器芯片作为嵌入式系统的核心；接着详细阐述了包括复位、晶振、FLASH、SDRAM、LCD和USB接口电路在内的外围电路的设计实现方法：针对仪器要求具备的信号采集和信号发生功能，也专门给出了信号采集和信号发生部分的电路设计。在搭建软件开发平台部分，先剖析了如何设计实现启动引导程序；接着阐述了仪器主要设备的驱动程序，建立了图形设备接口(GDI)并开发了图模工具软件加速图形开发，为方便上层应用程序的开发奠定了良好的基础：最后重点讲述了FAT16文件系统的原理，给出了详细的设计实现方法，解决了数据保存的问题。 在设计好仪器软、硬件平台的基础上，本文紧接着重点分析了仪器功能应用程序的设计实现。包括开机主操作界面和各功能界面的设计，消息获取和处理的方法，利用GDI函数绘制各种曲线等。针对频谱分析模块，还详细介绍了FFT算法原理，并给出了程序源代码，对程序结果进行了验证。 论文最后，对全文作了总结，列出了取得的研究成果并对今后的工作做了展望。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 智能仪器概述
1.1.1 智能仪器概念及发展概况
1.1.2 智能仪器的特点
1.1.3 智能仪器的基本结构
1.2 嵌入式系统概念及组成
1.2.1 嵌入式系统概念
1.2.2 嵌入式系统组成
1.3 课题研究意义和目标
1.3.1 课题研究意义
1.3.2 课题研究目标
1.4 本文章节安排
第二章 仪器系统设计及规划
2.1 嵌入式系统设计概述
2.1.1 嵌入式系统设计人员的变化
2.1.2 嵌入式系统设计方法的变化
2.2 仪器系统需求分析及总体规划
2.2.1 需求分析
2.2.2 硬件规划
2.2.3 软件规划
第三章 仪器系统硬件平台设计
3.1 ARM嵌入式微处理器
3.1.1 ARM微处理器内核系列
3.1.2 ARM微处理器的结构
3.1.3 ARM微处理器选型
3.1.4 Samsung S3C44B0X芯片资源配置
3.2 硬件系统外围电路设计
3.2.1 复位电路
3.2.2 晶振电路
3.2.3 FLASH选型及电路设计
3.2.4 SDRAM选型及电路设计
3.2.5 LCD接口电路
3.2.6 USB接口芯片介绍及电路设计
3.3 信号采集部分电路设计
3.3.1 THS1206A/D转换器特性
3.3.2 THS1206A/D转换器功能描述
3.3.3 THS1206A/D转换器与S3C44B0X芯片接口设计
3.4 信号发生部分电路设计
3.4.1 AD9850芯片及其工作原理
3.4.2 基于AD9850芯片的信号发生电路设计
第四章 仪器系统软件开发平台设计实现
4.1 启动引导程序
4.1.1 设计启动引导程序的必要性
4.1.2 启动引导程序设计实现
4.2 主要设备驱动程序
4.2.1 THS1206 A/D转换器驱动函数
4.2.2 CF卡设备驱动函数
4.2.3 基于AD9850芯片的信号发生驱动函数
4.2.4 LCD设备驱动函数
4.3 建立图形设备接口(GDI)函数库
4.3.1 GDI函数需要的重要结构体介绍
4.3.2 GDI函数介绍
4.3.3 图模工具软件设计实现
4.4 建立支持FAT16分区的文件操作函数
4.4.1 磁盘引导原理
4.4.2 FAT16分区原理
4.4.3 FAT16分区的文件操作函数实现
第五章 仪器系统功能应用程序实现
5.1 开机主操作界面程序
5.1.1 Main函数
5.1.2 仪器主界面
5.1.3 获取主界面用户消息函数
5.2 数据采集功能实现
5.2.1 数据采集功能入口函数
5.2.2 实时采样绘图函数
5.2.3 数据采集时获取用户消息的函数
5.2.4 数据采集中的消息处理函数
5.3 频谱分析功能实现
5.3.1 时间抽取基2FFT算法原理
5.3.2 FFT算法实现函数
5.3.3 基于FFT算法的幅频曲线绘制
5.3.4 程序测试结果及验证
5.4 信号发生功能实现
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
发布时间: 2007-01-12
参考文献
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