基于DSP的高可靠性嵌入式硬件系统设计和实现

论文题目: 基于DSP的高可靠性嵌入式硬件系统设计和实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 交通信息工程及控制

作者: 刘宗平

导师: 乔毅

关键词: 嵌入式系统,电磁兼容性,隔离

文献来源: 大连交通大学

发表年度: 2005

论文摘要: 计算机技术,通信技术和网络技术的发展,促进了嵌入式系统的发展。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业应用等突出特征,目前已经广泛地应用于军事国防、家用电器、网络通讯、工业控制等各个领域。面对工业控制现场数据量大,实时响应快速,精度要求高的要求,以及具体的应用需求,我们选用了TI的DSP芯片TMS320F2812为嵌入式核心,进行系统设计。在工控现场中,工作环境往往比较恶劣,干扰严重,这些干扰有时会严重地损坏智能设备或其程序,使智能设备误操作。因此设计一个高可靠性的嵌入式硬件系统,提高其抗干扰性能,对于智能设备大量应用到工业生产领域,进行实时控制,提高生产的经济效益起着重要的作用。本文先介绍了嵌入式系统的开发流程,然后从电磁兼容角度,对系统的工业接口电路、电源设计电路和通信电路设计三个主要方面进行了系统的可靠性分析,提出了全隔离思想的解决方案,从而使进入DSP芯片的信号全部和外界隔离,并综合运用了一些新的抗干扰性能极强的器件,以及其他一些抗干扰措施,增强系统的可靠性。本设计应用DSP芯片TMS320F2812,主频高达150MHz,因此高速PCB的电磁兼容性也是系统可靠性的重要组成部分。在具体的设计过程中,有针对性地采取了一些方法,取得了很好的效果。最后对系统的通信部分电路,进行了软件的驱动设计,并且运用仿真器,对系统进行了硬件调试。整个硬件系统的抗干扰性能大大提高。

论文目录:

第一章绪论

1.1 嵌入式系统的概述

1.1.1 嵌入式系统的定义

1.1.2 嵌入式技术的历史发展

1.1.3 嵌入式系统的分类

1.1.4 嵌入式系统的特点

1.1.5 典型的嵌入式系统

1.2 DSP(Digital Signal Processing)的概述

1.2.1 DSP系统构成

1.2.2 DSP系统的特点

1.2.3 可编程DSP芯片

1.2.4 DSP芯片的选择

1.3 电路设计涉及的可靠性问题

1.3.1 电磁兼容的概述

1.3.2 信号完整性

1.3.3 热散性

1.4 课题的来源

1.5 课题的任务

本章小结

第二章系统的总体设计

2.1 系统的总体设计

2.2 系统可能受到的干扰原因及解决方法

2.2.1 电源可能受到的干扰及解决办法

2.2.2 接口电路的可能受到的干扰及解决办法

2.2.3 通信电路可能受到的干扰及解决办法

本章小结

第三章系统的详细设计

3.1 核心系统的设计

3.1.1 电源设计

3.2 通信接口的设计

3.2.1 RS-232设计

3.2.2 RS-485通信接口设计

3.2.3 CAN通信接口设计

本章小结

第四章工业接口电路的设计

4.1 模拟量输入输出通道的设计

4.1.1 模拟量输入电路

4.1.2 模拟量输出电路

4.2 数字量输入输出通道的设计

4.3 印刷电路板的设计

4.3.1 绘图工具的介绍

4.3.2 印刷电路板的设计要点

本章小结

第五章系统的软件设计及调试

5.1 软件设计

5.1.1 CAN通信的软件设计

5.1.2 SCI通信的软件设计

5.1.3 SPI通信的设计

5.2 系统调试

本章小结

结论

攻读学位期间发表的学术论文

参考文献

致谢

附录一

附录二

附录三

发布时间: 2005-10-26

参考文献

[1].一种DSP建模及时序分析工具的设计与实现[D]. 占晓璐.西安电子科技大学2010
[2].基于高速DSP的千兆以太网嵌入式系统研究[D]. 杨永.天津大学2007
[3].多核DSP调试代理与高速仿真器的设计与实现[D]. 胡晓磊.北京化工大学2018
[4].高性能32位DSP的内核分析与设计[D]. 吴修英.湘潭大学2018
[5].基于DSP的盒式数字助听器系统研究[D]. 白龙.北京交通大学2012
[6].基于DSP的超声手术刀电源控制电路的研究[D]. 罗珺.南京师范大学2011
[7].基于多DSP的航迹规划系统硬件平台设计与实现[D]. 钟达雄.华中科技大学2011
[8].基于DSP反馈自适应噪声抵消器研究与设计[D]. 余慧.湖南大学2010
[9].基于DSP的电子负载[D]. 王子剑.广西工学院2010
[10].基于DSP的运动控制器的设计与研究[D]. 尤丽艳.江苏大学2002

基于DSP的高可靠性嵌入式硬件系统设计和实现

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