便携式多功能测量仪的研究

论文摘要

本论文是以课题项目便携式多功能测量仪为研究背景展开的,系统在满足便携性的基础上,各个模块都是可编程的,这样系统就可以作为一个通用的和可扩展的数据采集处理系统,满足实验和教学两个方面的要求。为实现便携式多功能测量仪的便携性和通用性的任务要求,系统采用高性能的ARM处理器、嵌入式Linux操作系统;同时采用LCD液晶显示,建立友好的人机交互环境,满足系统要求。本论文详细阐述了该系统的整体硬件结构和系统软件的设计,围绕着嵌入式Linux系统在多通道高速数据采集系统中的应用展开了一系列研究工作。论文的具体安排工作如下:首先,阐述了选题的意义,介绍了嵌入式系统的技术发展概况以及性能特点,概述了便携式多功能测量仪的功能与性能,并介绍了本论文的主要研究内容。然后,系统地介绍了该系统的硬件总体结构和各个模块的硬件组成,以及各个模块的硬件接口电路设计。其次,系统地介绍了常见的嵌入式操作系统,并结合硬件的特点,在满足系统硬件需求的基础上,选用了嵌入式Linux系统,并成功移植嵌入式Linux内核及文件系统。在其次,从驱动程序的概念、模式入手,结合本硬件平台,编写了Linux的字符型设备驱动程序,并对驱动程序的结构、驱动程序和应用程序之间的通信方式以及数据传输方式做了详细的描述,最后介绍了基于Linux系统的图形界面工具。最后,详细介绍LabLWL软件的功能,以及实现细节。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景和立题意义
• 1.2 便携式多功能测量仪的意义
• 1.3 嵌入式系统简介
• 1.4 便携式多功能测量仪的系统功能
• 1.5 论文的研究内容
• 第2章 系统结构与硬件平台设计
• 2.1 硬件结构概述
• 2.2 嵌入式硬件平台简介
• 2.2.1 ARM简介
• 2.2.2 ARM体系结构简介
• 2.2.3 S3C2410A简介
• 2.3 存储器系统
• 2.3.1 SDRAM模块
• 2.3.2 NAND Flash模块
• 2.3.3 SD卡
• 2.3.4 CF卡
• 2.4 采用DMA的外部接口
• 2.5 人机交互接口
• 2.5.1 LCD显示模块
• 2.5.2 触摸屏模块
• 2.5.3 声卡模块
• 2.6 模拟部分电路设计
• 2.6.1 模拟量采集
• 2.6.2 数字开关量采集
• 2.6.3 信号生成
• 2.7 电源模块
• 2.7.1 数字电源
• 2.7.2 模拟电源
• 2.7.3 负电源
• 2.8 设计的关键指标的实现
• 2.8.1 低功耗设计
• 2.8.2 低噪声设计
• 2.8.3 高可靠性设计以及可扩展性
• 2.9 本章小结
• 第3章 构建嵌入式Linux系统
• 3.1 嵌入式操作系统的选择
• 3.2 嵌入式Linux操作系统
• 3.3 建立嵌入式Linux操作系统调试开发平台
• 3.3.1 安装Tool Chain
• 3.3.2 选择以及建立Boot Loader
• 3.3.3 设置内核的启动参数
• 3.3.4 操作系统内核移植
• 3.3.5 建立嵌入式文件系统
• 3.3.6 Busybox工具包
• 3.4 本章小结
• 第4章 设备驱动程序设计以及嵌入式GUI
• 4.1 Linux设备驱动概述
• 4.1.1 设备驱动简介及驱动模块
• 4.1.2 设备驱动程序特点
• 4.1.3 设备文件分类
• 4.1.4 设备号
• 4.1.5 设备驱动程序接口
• 4.2 字符设备驱动开发
• 4.2.1 设备驱动的模块化编程
• 4.2.2 设备驱动程序组成
• 4.2.3 驱动开发的基本函数
• 4.2.4 掌上实验室设备驱动开发
• 4.3 嵌入式GUI研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 LabLWL软件实现以及调试
• 5.1 系统整体设计
• 5.1.1 软件的模块划分
• 5.1.2 信号处理模块的数据结构
• 5.2 具体任务的实现
• 5.3 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
• 附录
• 个人简历