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基于ARM与CAN总线的嵌入式系统软硬件平台的研究与实现

2020-12-01阅读(892)

基于ARM与CAN总线的嵌入式系统软硬件平台的研究与实现

论文摘要

近年来,嵌入式系统产业发展极为迅速,已经广泛用于移动计算设备、网络设备、工业控制、信息家电、娱乐设施、医疗器械等领域。嵌入式系统的迅猛发展,使得Linux在应用领域也得到了广泛应用。因而,嵌入式系统与Linux的结合将会有很好的发展空间。本课题目的是设计一种基于ARM与CAN总线的通用硬件开发平台并完成系统硬件的调试和系统软件以及CAN总线驱动的编写。该系统继承了ARM7系列处理器高性能、低功耗、低成本的优点,充分考虑到用户的需要,采用模块化的设计方式,扩展了多种常用外部设备接口,为将来各种可能的应用提供了完善的硬件基础。本文从硬件方面和软件方面对所做工作进行了详细说明。在系统的硬件设计方面,采用模块化设计方式并充分考虑到高速PCB设计与模拟信号和数字信号的干扰情况,自主开发设计了通用开发平台。该系统主要包括最小系统开发模块、数据采集模块和CAN传输模块。在软件方面,本文重点描述了系统软件的构建和驱动程序的编写。系统软件包括BootLoader移植、uClinux移植、jffs2在NORFLASH中的移植以及CAN总线驱动程序设计,其中本文从嵌入式Linux驱动程序的构建,加载,编译都做了详细介绍,最后给出MCP2510驱动程序的详细开发步骤和调试。本文所讨论的基于ARM与uClinux的硬件开发平台的开发技术是通用的,可用于其它项目的开发,对其它嵌入式的应用系统开发有重要的参考价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题的背景及研究意义
  • 1.2 国内外嵌入式发展状况与趋势
  • 1.3 嵌入式系统简介
  • 1.3.1 嵌入式系统的产生
  • 1.3.2 嵌入式系统的定义与特点
  • 1.4 本论文的研究思想和主要工作
  • 1.5 本章小结
  • 第二章 ARM体系结构和CAN总线简介
  • 2.1 ARM体系结构
  • 2.1.1 ARM微处理器的工作状态
  • 2.1.2 ARM处理器数据类型和大小端存储模式
  • 2.1.3 处理器模式
  • 2.1.4 ARM微处理器寄存器组织
  • 2.1.5 异常与异常向量
  • 2.1.6 ARM微处理器的指令结构
  • 2.2 CAN总线介绍
  • 2.2.1 CAN总线概述
  • 2.2.2 CAN的通信参考模型
  • 2.2.3 CAN总线的信息协议格式
  • 2.2.4 位定时
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 系统总体设计
  • 3.1 系统总体设计架构
  • 3.2 系统硬件设计规划
  • 3.2.1 CPU处理器选择
  • 3.2.2 存储器
  • 3.2.3 外设
  • 3.3 系统软件规划
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 嵌入式系统硬件设计
  • 4.1 电源接口电路
  • 4.2 复位接口电路
  • 4.3 存储接口电路
  • 4.3.1 NOR Flash接口电路设计
  • 4.3.2 NAND FLASH接口
  • 4.3.3 SDRAM接口电路设计
  • 4.4 LCD接口电路
  • 4.5 UART接口电路
  • 4.6 JTAG接口电路
  • 4.7 数据采集模块设计
  • 4.7.1 SHT11的内部框图与测量原理
  • 4.7.2 SHT11结构特点
  • 4.7.3 温度和湿度的计算
  • 4.7.4 数据采集模块接口电路
  • 4.8 数据传输模块设计
  • 4.8.1 CAN总线接口电路
  • 4.8.2 以太网接口电路
  • 4.9 硬件系统的调试
  • 4.10 本章小结
  • 第五章 BOOTLOADER概述与BLOB移植
  • 5.1 BootLoader概述
  • 5.1.1 BootLoader的概念
  • 5.1.2 Boot Loader的主要任务与典型结构框架
  • 5.2 Blob移植分析与实现
  • 5.2.1 Blob简介
  • 5.2.2 Blob在S3C44B0上的移植
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 嵌入式UCLINUX的构建与移植
  • 6.1 嵌入式uClinux系统概况
  • 6.1.1 uClinux功能介绍
  • 6.1.2 uClinux启动过程分析
  • 6.2 编译uClinux内核
  • 6.2.1 交叉编译环境建立
  • 6.2.2 内核移植步骤
  • 6.2.3 内核的加载运行
  • 6.3 uClinux下文件系统的实现
  • 6.3.1 JFFS2文件系统实现过程
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 嵌入式系统驱动程序设计
  • 7.1 Linux设备驱动程序概述
  • 7.1.1 Linux设备驱动程序功能
  • 7.1.2 Linux设备驱动程序分类
  • 7.1.3 Linux设备驱动框架
  • 7.1.4 uClinux设备驱动程序编写规范
  • 7.1.5 如何将设备驱动程序加入内核
  • 7.2 嵌入式Linux下的字符设备驱动程序设计
  • 7.2.1 Linux字符设备驱动程序接口
  • 7.2.2 static关键字的重要性
  • 7.2.3 嵌入式uCLinux驱动程序的模块化程序设计
  • 7.3 uClinux下的CAN总线设备MCP2510驱动设计
  • 7.3.1 SPI接口时序
  • 7.3.2 MCP2510初始化
  • 7.3.3 MCP2510中断初始化
  • 7.3.4 MCP2510接收过波器设置
  • 7.3.5 MCP2510数据的发送和接收
  • 7.3.6 MCP2510总线驱动测试
  • 7.4 uClinux下应用程序的设计
  • 7.5 本章小结
  • 全文总结
  • 致谢
  • 参考文献
  • 在学期间公开发表论文及著作情况

    • 相关论文文献

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