基于嵌入式系统的线束测试仪的开发

论文摘要

线束测试仪是一种保证线束质量和可靠性的最基本的测试仪器，它通过线束导通测试的方法可剔除存在断路、短路、误配线、接触不良和瞬间断路等故障的早期失效产品，提高产品质量。因而广泛应用于家用电器、通讯设备、飞机、汽车和军用仪器设备的内部线束测试中。本论文介绍了一种基于嵌入式的线束检测设备，在整个设计过程中，本人主要完成了线束测试系统硬件的开发，操作系统的移植，驱动程序的编写和调试等工作。论文绪论部分首先阐述了课题背景和研究意义。简单介绍了线束测试仪应用前景和嵌入式系统的发展方向。然后介绍了线束导通测试原理及线束测试仪的工作过程。第三部分系统硬件平台的实现是本设计中的一个工作重点，本系统采用三星公司的S3C44B0处理器，根据线束测试仪的功能需求，在系统中集成了以太网口、串口、LCD接口等多种接口，基于线束导通测试原理，通过CPLD来实现线束测试功能模块电路。第四部分介绍了本系统的软件开发平台的实现过程，在分析系统启动代码Bootloader的工作原理的基础上，完成了uClinux操作系统的裁减和移植。然后在第五部分重点实现了Linux设备驱动程序。Linux网络设备驱动和字符设备的驱动是本文的又一个研究重点，在这里为Linux网络设备和线束测试模块编写了设备驱动程序。在完成网络设备和字符设备驱动程序的编写后，利用交叉编译环境将驱动程序静态编译进uClinux内核，对自己编写的线束测试模块驱动程序和网络驱动程序进行了调试。在完成了系统硬件电路的开发和操作系统的移植后，对整个系统进行了测试。操作系统在硬件环境中运行良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统的定义
• 1.1.2 嵌入式系统的发展与特点
• 1.2 基于嵌入式系统的线束测试仪
• 1.2.1 线束测试背景及国内外现状
• 1.2.2 系统软硬件平台实现方案
• 1.3 本章小结
• 第二章 线束测试仪工作原理
• 2.1 线束的几种基本失效模式
• 2.2 线束测试基本原理
• 2.2.1 单线通路测试
• 2.2.2 单线断路测试
• 2.2.3 线间短路测试
• 2.2.4 线间误连测试
• 2.3 线束测试仪需求分析
• 2.3.1 线束测试仪的基本功能
• 2.3.2 系统软硬件的功能需求
• 2.4 线束测试仪工作过程
• 2.4.1 获取标准数据
• 2.4.2 对线束进行测试
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统硬件平台
• 3.1 系统硬件平台总体结构
• 3.2 线束测试仪控制及存储模块
• 3.2.1 微处理器的选择
• 3.2.2 线束测试系统中内存空间分配
• 3.2.3 ARM与存储模块的连接
• 3.3 线束测试仪外围接口模块
• 3.3.1 LCD接口
• 3.3.2 键盘接口电路
• 3.3.3 串行通信接口
• 3.3.4 以太网接口
• 3.4 线束测试模块
• 3.4.1 线束测试模块的物理连接
• 3.4.2 线束测试模块的实现
• 3.4.3 CPLD内部逻辑电路
• 3.5 系统硬件调试
• 3.6 本章小结
• 第四章 线束测试仪中UCLINUX的移植
• 4.1 系统启动程序Bootloader设计
• 4.1.1 Bootloader功能分析
• 4.1.2 本系统中Bootloader工作过程
• 4.2 文件系统的移植
• 4.3 uClinux内核移植
• 4.3.1 建立交叉编译环境
• 4.3.2 解压uClinux源码包
• 4.3.3 内核移植修改内容
• 4.3.4 配置uClinux内核及文件系统
• 4.3.5 编译内核
• 4.4 本章小结
• 第五章 设备驱动程序设计
• 5.1 Linux设备驱动程序概述
• 5.2 Linux字符设备驱动程序
• 5.2.1 字符设备相关的重要数据结构
• 5.2.2 字符设备驱动的实现
• 5.3 线束测试模块驱动的实现
• 5.3.1 线束测试功能的实现
• 5.3.2 线束测试模块驱动的实现
• 5.4 Linux网络设备驱动程序
• 5.4.1 网络设备初始化
• 5.4.2 网络设备打开与关闭
• 5.4.3 数据包传输方式
• 5.5 Linux设备驱动程序调试
• 5.5.1 传统Linux开发过程中的缺点
• 5.5.2 使用SldView调试设备驱动程序
• 5.5.3 驱动程序功能验证
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士学习期间取得研究成果