基于ARM9和嵌入式Linux的监控系统的设计及应用

论文摘要

随着嵌入式技术越来越受到重视,嵌入式系统近年来的发展有目共睹,嵌入式系统的应用越来越广泛。无论是传统的工业监测、机械控制,还是新兴的移动通讯、数字娱乐,嵌入式系统正逐渐走进人们生产生活的方方面面。在工业检测方面,传统的监控系统主要以单片机为硬件载体进行设计,功能相对单一,可视化及扩展性有限。随着Linux系统的不断升级换代,现在出现了以ARM芯片为载体,以Linux系统为软件平台设计出的新一代监控系统。除了能实现原有单片机的功能外,其可视化更强,具备网络通信功能,是一台具备功能拓展更丰富的微型计算机。本文将以武汉创维特信息技术有限公司提供的ARM9实验平台为硬件载体,对监测系统的设计进行研究和应用。系统平台使用的是Linux2.4.18的内核,GUI首次以Qt为底层图形模块,用C++和Qt图形用户界面类库开发图形数据一体化监控平台。本文先从硬件平台设计入手,根据需求进行电路裁剪,设计了硬件电路。在软件系统部分设计了Linux操作系统平台,就开发环境的构建,数模转换、CAN总线通讯的驱动程序和应用程序进行编程,最后详述了在Qt下,如何用C++语言设计监控系统图形界面,以软件设计流程为线索介绍了向对象的编程模式、弹出式对话框的设计、带有存储读取功能的excel表格设计、曲线图形的绘制以及如何调用C语言程序实现图形界面里对驱动程序的调用,以实现实时显示功能等。展示了系统运行效果,并提出了改进意见及对开发板功能拓展升级的思想。运行效果表明,设计的监控系统是有效和实时的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究现状及本文的研究范围
• 1.2 嵌入式技术的发展状况
• 1.3 主流嵌入式系统平台的介绍
• 1.4 本文所做的主要工作
• 第二章 监控系统硬件实验平台开发概述
• 2.1 监控系统硬件实验平台构建
• 2.1.1 ARM 处理器53C2410 介绍
• 2.1.2 ARM 处理器的选型
• 2.2 硬件电路设计及分析
• 2.2.1 电源电路
• 2.2.2 JTAG 调试电路
• 2.2.3 SDRAM 接口电路
• 2.2.4 Flash 接口电路
• 2.2.5 串口电路
• 2.2.6 CAN 接口电路
• 第三章 监控系统软件系统设计
• 3.1 软件组织结构
• 3.1.1 嵌入式Linux 操作系统介绍
• 3.1.2 Linux 驱动程序介绍
• 3.2 LINUX 内核的移植
• 3.3 LINUX 根文件系统的移植
• 3.4 A/D 模数转换技术的应用
• 3.4.1 Linux 下A/D 驱动程序的移植
• 3.4.2 A/D 转换的原理及程序流程
• 3.4.3 A/D 转换的测试程序编程
• 3.5 CAN 总线技术的应用
• 3.5.1 CAN 总线的特点及分层结构
• 3.5.2 Linux 下CAN 驱动程序的移植
• 3.5.3 CAN 驱动相关程序源码
• 3.5.4 CAN 通讯测试程序编程
• 第四章 QT/EMBEDDED 桌面系统的应用
• 4.1 QT/EMBEDDED GUI 的介绍
• 4.2 信号与槽的机制原理
• 4.3 GUI 程序设计
• 4.3.1 Qt/Embedded 在Linux 下的移植
• 4.3.2 QtDesigner 在Linux 下图形界面的设计
• 4.3.3 C++对外部C 函数的调用
• 4.3.4 Excel 数据表格的实现
• 4.3.5 曲线图形的绘制
• 4.4 程序编译
• 4.5 QT/EMBEDDED 桌面文件系统的制作
• 第五章 结束语
• 参考文献