基于嵌入式ARM7和以太网监测电压参数的研究

论文摘要

在国家提出全面建设小康社会、构建资源节约型、环境友好型社会主义和谐社会的方针时,电力电子与电力传动面临着很大的机遇。电力电子技术及电力电子装置已日益广泛地应用和渗透到能源、环境、制造业、国防等等行业中。其中电力电子应用技术研究内容主要有电力牵引、电机驱动等,在发达国家,约40%能源是通过电能形式消耗的,而总电能的50%到60%又用于电机驱动场合。伴随着微电子技术、测量控制技术、计算机技术和通信技术等技术不断进步和彼此渗透,更加有效地促进了智能化仪器仪表、网络化仪器等电子产品的迅速发展,并趋向于体积小、功耗低、精度高、精确控制、多功能以及网络化等方向发展。这些与嵌入式系统的发展和特点相符合,使得智能化电子产品向着更高速、更灵敏、更便捷、更可靠地检测对象的全方位信息。本文研究了ARM7-TDMI处理器核和μCLinux操作系统,结合以太网技术,实现了两个通道的电压参数的监测系统。本系统集成了电压模拟量输入模块,AD转换模块,以太网模块,处理器核和存储器等组成,减少了外围电路,降低了整个系统的成本。为系统建立交叉编译环境,在Windows操作系统下建立虚拟的Red hat 9.0操作系统,并在Red hat 9.0操作系统下建立与监测设备一样的μCLinux运行环境,从而在此环境中开发监测系统所需的驱动程序和应用程序。系统实现了同时监测两路电压参数,并通过以太网传输至监测端。从而实现电压参数的实时监测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 嵌入式系统
• 1.1.2 嵌入式处理器
• 1.1.3 嵌入式操作系统
• 1.2 电压参数监测的研究现状
• 1.3 论文的研究内容和结构
• 2 ARM7 嵌入式监测系统平台的构建
• 2.1 ARM7 体系结构
• 2.1.1 ARM 体系结构
• 2.1.2 ARM7-TDMI
• 2.1.3 处理器
• 2.1.4 寄存器
• 2.1.5 异常
• 2.1.6 复位
• 2.1.7 寻址模式
• 2.2 LPC2000 系列ARM 硬件结构
• 2.2.1 存储器寻址
• 2.2.2 系统控制模块
• 2.2.3 引脚连接模块
• 2.2.4 外部存储器
• 2.2.5 向量中断控制器
• 2.2.6 UART0
• 2.2.7 A/D 转换器
• 2.3 ARM7 的开发平台构建
• 2.3.1 开发平台的软件环境
• 2.3.2 建立交叉开发环境
• 2.4 本章小结
• 3 电压参数采集端的建立
• 3.1 采集电压参数电路及A/D 采集方法
• 3.2 A/D 采集驱动模块的建立
• 3.2.1 AD 驱动模块的运行环境
• 3.2.2 AD 设备驱动程序的建立与源码分析
• 3.3 A/D 驱动模块采集数据的过程及监测结果
• 3.4 本章小结
• 4 以太网数据传输端的建立
• 4.1 以太网接口的硬件电路
• 4.2 以太网驱动程序的设计
• 4.2.1 网络驱动程序的结构和工作原理
• 4.2.2 数据包的传输过程
• 4.2.3 网络驱动程序以及源码分析
• 4.3 网络应用程序的设计
• 4.3.1 TCP/IP 协议简介
• 4.3.2 基于TCP/IP 应用程序的建立
• 4.4 本章小结
• 5 监测应用程序与监测结果
• 5.1 监测应用程序及源代码
• 5.2 监测结果
• 5.3 本章小结
• 6 总结和展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 致谢