论文摘要
本文以黑龙江省科技计划研究项目“轮轨疤痕检测平台研究与开发”为背景,整个平台采用了一种合理的配置结构和一些新的设计方法,即嵌入式系统结构设计,来实现对平轮数据的采集、处理、传输及储存。在本课题中,笔者负责完成检测平台中CPU控制系统的开发与实现,它是基于ARM平台的嵌入式实时操作系统VxWorks下的设计,其主要工作包括数据的暂存、整理及网络控制协议的处理。论文首先介绍了平轮检测平台的背景及意义,从而引出本课题的设计思想以及嵌入式检测平台的整体结构,描述了其工作原理及特点,同时明确了课题的主要工作及目标。接着,结合本课题对ARM微处理器和嵌入式实时操作系统VxWorks做了相关介绍。之后,论文主要在硬件设计和软件设计两个方面进行了描述:硬件方面,以S3CxxBx芯片作为主控芯片,详细描述了其各个功能模块的电路原理,包括存储模块、人机界面模块、通信模块等等。最终,要实现比较完备的嵌入式硬件电路板,为嵌入式操作系统VxWorks的运行提供了环境。软件方面,首先对VxWorks的板级支持包BSP与设备驱动做了研究与介绍:接着根据平轮检测控制系统的功能要求,论文重点阐述了VxWorks上层软件各个环节的开发,主要包括网络多任务通信、硬件管理以及WindML作图三个部分,并给出了各种软件框图以及程序源码。最后,介绍了整个平轮检测平台的联调过程,测试的方法以及实验结果。本课题采用典型的嵌入式设计方法,来实现平轮检测平台的控制系统模块,取得了阶段性的成果并提出了发展方向。另外,论文中很多设计方法和开发经验,对相关控制领域的系统开发都有一定的借鉴和指导意义。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题的背景及意义1.1.1 课题研究的背景1.1.2 国内外发展的现状1.2 论文主要研究工作及目标1.3 论文的主要安排第2章 平轮检测嵌入式控制系统的应用2.1 嵌入式检测平台的总体结构2.2 软硬件技术的选择2.3 ARM微处理器的简介2.3.1 ARM处理器的现状与发展2.3.2 ARM微处理器的特点2.3.3 ARM微处理器的应用领域2.4 VxWorks实时操作系统2.4.1 VxWorks的简介2.4.2 VxWorks操作系统的特点2.5 本章小结第3章 平轮检测控制系统的硬件开发3.1 控制系统硬件结构设计3.2 S3CxxBx功能概述3.3 存储模块的设计3.4 通讯模块设计3.4.1 以太网接口设计3.4.2 串口设计3.4.3 ARM与DSP通信接口设计3.5 人机接口模块设计3.5.1 矩阵式键盘接口设计3.5.2 LCD液晶屏的设计3.6 其他一些外围电路设计3.7 关于PCB的制作3.8 关于单板的硬件调试3.9 本章小结第4章 基于S3CxxBx的VxWorks BSP移植4.1 板级支持包BSP介绍4.2 VxWorks的引导过程4.3 VxWorks在S3CxxBx上的移植4.3.1 编译文件Makefile4.3.2 内核配置4.3.3 内核前期初始化4.3.4 定时器处理4.3.5 中断处理4.4 关于设备驱动的编写4.5 本章小结第5章 平轮检测控制系统应用软件设计5.1 网络通信设计5.1.1 socket套接字的使用5.1.2 客户/服务器模式5.1.3 通信数据的基本格式5.1.4 网络多任务的管理5.2 关于硬件的管理5.2.1 轮询的应用5.2.2 中断的处理方式5.3 与DSP处理板间的通信设计5.4 图形界面的开发应用5.4.1 WindML的简介5.4.2 WindML图形开发技术5.4.3 WindML下中文显示问题5.5 本章小结第6章 系统联调及实验结果6.1 网络通信的测试试验与相关调试6.2 DSP板与ARM板的联调6.3 数据传输的试验结果6.4 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢
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