基于MCS51的无线学习终端的设计与实现

论文摘要

在过去的十几年时间里,基于嵌入式单片机的教学产品成为各个学校电子教学设备的核心部件,而大量教学设备的普及使得学生们的教学环境更加良好,提高了学生学习的兴趣和效率,提高了学习的质量。本文针对职业教育领域对打字录入学习系统的需求提出了一种基于双核的MCS-51单片机的学习终端的设计方案和实现方法,解决了学校购置学生打字训练用PC机高成本问题,又能切实提高学生的打字练习能力。文中论述了这种基于双51单片机的架构,分析了这种架构的必要性和优点,在这种架构基础上总线上挂接了显示模块,键盘模块,ROM存储模块,RAM存储模块及无线模块。本文对于基于PS/2键盘的主从CPU通信给予了详细描述,整个系统的程序是放在主CPU的片内Flash空间和Nand Flash空间的,系统在开机上电之后按照总线模式在存储区不同位置读取程序代码,驱动各个模块显示信息,最后系统可以通过无线模块实现点对点模式下的文件收发和短消息通信。对于这个复杂的软件系统,本文着重论述了它是如何把μC/OS-II操作系统移植到本51单片机系统上,并且如何实现相应的驱动模块。通过本文的研究分析,系统可以搭建成基于双核51单片机的,总线上挂接LCD、RAM、Nand Flash、Nor Flash、标准键盘及nRF2401无线传输等模块的嵌入式学习终端。在使用了实时操作系统μC/OS-II后,系统的稳定性和效率得到了明显提高,并为将来其他模块的开发搭建了良好的软件平台。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪言
• 1.1 课题来源
• 1.2 嵌入式系统对教育产业的影响
• 1.3 国内电子学习产品的发展现状及趋势
• 1.4 课题研究任务及主要工作
• 第二章 系统功能分析及方案设计
• 2.1 系统整体功能简介
• 2.2 系统功能模块的分析与硬件设备的选择
• 2.2.1 系统核心嵌入式CPU 的选择
• 2.2.2 系统显示模块的选择
• 2.2.3 系统数据存储模块的选择
• 2.2.4 系统键盘输入模块的选择
• 2.2.5 系统无线模块的选择
• 2.2.6 嵌入式操作系统的选择
• 2.3 系统功能模块的架构及实现
• 第三章 系统硬件模块实现及硬件开发平台
• 3.1 学习终端的硬件结构及模块划分
• 3.1.1 基于AT89C52 的双核微控制器
• 3.1.2 液晶显示模块的硬件实现
• 3.1.3 基于Nand Flash 和Nor Flash 的存储模块的硬件实现
• 3.1.4 键盘接口模块的硬件实现
• 3.1.5 无线传输模块的硬件实现
• 3.2 硬件开发平台的搭建及调试电路
• 3.2.1 Keil 开发环境及其特点
• 3.2.2 Wave 系列仿真器
• 第四章 系统嵌入式软件模块的实现
• 4.1 基于PS/2 键盘的主从CPU 通信的软件实现
• 4.1.1 主从CPU 通信
• 4.1.2 键盘驱动程序
• 4.2 液晶显示模块的软件实现
• 4.3 系统存储模块的软件实现
• 4.4 系统无线模块的通信协议及其软件实现
• 4.4.1 nRF2401 无线模块功能分析及主从机之间的传输协议
• 4.4.2 无线模块PC 端及学习机端的软件实现
• 第五章 基于μC/OS-II 操作系统的系统功能的实现
• 5.1 μC/OS-Ⅱ内核在MCS51 上的移植
• 5.2 μC/OS-II 驱动模块划分及其函数实现
• 5.3 系统PC 端的上位机软件简介
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 产品图示