基于ARM和μCOS-II的功率控制系统软件开发

论文摘要

随着计算机技术的发展,嵌入式系统技术已成为信息产业中发展最快、应用最广的技术之一,并已成为网络通信、工业控制、消费电子、医疗电子和交通系统等领域的一个重要组成部分。本文主要介绍了一种数字微波设备嵌入式功率控制系统的软件设计,分析了ARM7微控制器与μC/OS-II操作系统在该系统中的具体应用。根据实际需求,设计了一种适合于本系统的Bootloader以及在线升级方案。在此基础上,把应用程序划分为可以独立运行的多个任务,并讨论了各个任务的创建、优先级与堆栈的设置以及如何进行任务调度,对中断机制和消息处理的工作方式进行了详细的阐述。针对核心的功率控制功能,阐述了具体的功率控制需求及所采用的算法,给出了相应的解决方案。文中对基于ARM7TDMI-S处理器的开发和应用的总结,以及对嵌入式实时操作系统μC/OS-II在ARM7芯片LPC2138上的移植,对于其他ARM系列芯片编程开发也具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 ARM 体系结构编程与BootLoader 的设计
• 2.1 嵌入式系统概述
• 2.1.1 嵌入式系统架构
• 2.1.2 嵌入式处理器分类
• 2.1.3 ARM 微处理器
• 2.1.4 嵌入式软件开发流程
• 2.2 LPC2138 及开发环境介绍
• 2.2.1 LPC2138 简介
• 2.2.2 软硬件开发与调试环境介绍
• 2.3 BootLoader 的设计
• 2.3.1 BootLoader 概述
• 2.3.2 BootLoader 详细设计
• 2.4 IAP 在线升级程序的设计
• 2.4.1 IAP 介绍
• 2.4.2 在线升级程序详细设计
• 2.5 小结
• 第三章 μC/OS-II 操作系统在ARM 芯片上的移植
• 3.1 嵌入式实时操作系统分类
• 3.2 嵌入式实时操作系统μC/OS-II 简介
• 3.3 μC/OS-II 操作系统分析
• 3.3.1 μC/OS-II 体系结构
• 3.3.2 任务的状态与调度
• 3.3.3 任务的切换
• 3.3.4 系统间的通信机制
• 3.4 μC/OS-II 在LPC2138 上的移植
• 3.4.1 μC/OS-II 移植的主要内容
• 3.4.2 μC/OS-II 的启动
• 3.4.3 关于大小端转换
• 3.5 小结
• 第四章 系统软件设计与具体实现
• 4.1 系统的软件设计需求
• 4.2 系统软件总体架构
• 4.2.1 系统时钟配置和数据类型定义
• 4.2.2 应用程序任务的建立
• 4.2.3 任务堆栈的分配
• 4.2.4 任务优先级的划分
• 4.3 看门狗模块的软件设计
• 4.3.1 看门狗的作用
• 4.3.2 看门狗任务的建立
• 4.4 消息交互模块的软件设计
• 4.4.1 串口中断服务程序的设计
• 4.4.2 中断与消息处理任务之间的通讯机制
• 4.5 数据采集模块的软件设计
• 4.5.1 驱动程序的设计
• 4.5.2 数据采集任务的建立
• 4.6 小结
• 第五章 功率控制模块的详细设计
• 5.1 功率控制需求分析
• 5.2 影响功率控制的主要因素
• 5.3 功率控制算法分析
• 5.4 功率控制模块的软件设计
• 5.4.1 SPI 介绍
• 5.4.2 AD5328 简介
• 5.4.3 功率控制任务的建立
• 5.4.4 实验结果分析
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果