嵌入式多功能接口转换器的设计与实现

论文摘要

在我们的工作和生活中,智能仪器、智能家电等各种智能设备得到了越来越广泛的使用和普及。这些智能设备使用各式各样的接口与外界通信。例如串口、USB接口、网络接口、红外接口等等。本文研究如何在嵌入式开发平台上构建一台多功能接口转换器,使得不同接口的智能设备能通过该接口转换器实现数据统一由网络接口传送到计算机。本文首先分析了串口、USB接口和网络接口的基本原理与通信协议,为嵌入式多功能接口转换器的实现提供理论基础。并在ARMSYS44B0-P嵌入式开发平台上实现接口转换器的软硬件,使得接口转换器可以实现在串口、USB接口和网络接口之间相互传送数据。为了验证嵌入式多功能接口转换器的功能,本文建立了一个完整的系统:设计了PC端软件,并为一台风扇加装了设备控制板,设计了设备控制板硬件和单片机软件。PC端软件和设备控制板分别通过网络接口和串口与嵌入式多功能接口转换器相连,它们之间以及它们与接口转换器上的U盘之间都可以实现数据传送和转换。随着信息技术的发展,仪器和家电的智能化、网络化将成为一种趋势,嵌入式多功能接口转换器也将有更广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题的应用价值及应用前景
• 1.4 论文的主要研究内容及结构安排
• 第二章 嵌入式多功能接口转换器各接口基本原理
• 2.1 RS-232 基本原理
• 2.1.1 电气特性
• 2.1.2 RS-232C 的接口信号
• 2.2 USB 基本原理
• 2.2.1 USB 接口的特点
• 2.2.2 USB 的数据格式
• 2.2.3 Bulk-Only 传输协议
• 2.3 FAT 文件系统和SCSI 指令集
• 2.3.1 SCSI 指令集
• 2.3.2 FAT16 文件系统
• 2.4 网络接口基本原理
• 2.4.1 RJ-45 接口
• 2.4.2 UDP 协议
• 第三章 嵌入式多功能接口转换器总体结构设计
• 3.1 总体结构
• 3.2 PC 端软件
• 3.3 接口转换器
• 3.4 设备控制板
• 第四章 PC 端软件设计及实现
• 4.1 软件开发平台及主要控件
• 4.1.1 软件开发平台
• 4.1.2 主要控件
• 4.2 PC 端软件结构及实现
• 4.2.1 软件功能描述
• 4.2.2 用户界面
• 4.2.3 程序流程图
• 第五章 嵌入式软硬件平台设计及实现
• 5.1 ARMSYS44B0-P 开发板介绍
• 5.1.1 ARMSYS44B0-P 嵌入式开发板组成
• 5.1.2 ARMSYS44B0-P 嵌入式开发板系统图
• 5.2 硬件电路设计
• 5.2.1 异步串行接口电路
• 5.2.2 网络接口电路
• 5.2.3 USB 接口电路
• 5.3 嵌入式软件设计
• 5.3.1 软件功能描述
• 5.3.2 通信协议定义
• 5.3.3 主程序分析
• 5.3.4 串口操作程序分析
• 5.3.5 网络接口程序分析
• 5.3.6 USB 接口程序分析
• 5.3.7 代码固化
• 第六章 设备控制板软硬件设计与实现
• 6.1 设备控制板功能描述
• 6.2 设备控制板硬件电路设计
• 6.2.1 硬件电路描述
• 6.2.2 环境温度计算
• 6.3 设备控制板单片机软件设计
• 6.3.1 单片机软件流程图
• 6.3.2 单片机软件说明
• 第七章 嵌入式多功能接口转换器系统测试
• 7.1 测试环境
• 7.2 测试内容及结果
• 第八章 结束语
• 参考文献
• 致谢