基于ARM的电能量远程终端平台的设计

基于ARM的电能量远程终端平台的设计

论文摘要

嵌入式系统是指以应用为核心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。电能量远程终端(ERTU- Energy Remote Terminal Unit)是电能量计量计费自动化系统的重要组成部分。文章详细介绍了以ARM微处理器S3C2410为核心的嵌入式系统的开发思路,以及如何将其应用到电能量远程终端平台的硬件和系统软件设计之中的具体流程。在文中,首先介绍了ARM微处理器的体系结构、处理器特点以及处理器选型原则;然后详细阐述了以S3C2410微处理器为核心的嵌入式最小系统设计及适用于电能量远程终端平台的外围系统硬件设计的设计思路——这种设计思路也可用于其它的嵌入式系统设计;最后具体介绍了如何通过嵌入式系统启动代码的研究以及基于嵌入式LINUX操作系统的硬件驱动程序开发,实现电能量远程终端平台的LCD人机界面、数据存储和通信传输等基础功能的过程。作为一个基础平台,本系统在设计中不但在硬件设计方面充分考虑了系统的实用性和模块化要求,也在软件方面充分考虑了软件的通用性、扩展性和可移植性要求,因此,能通过采用不同的应用软件配置,可分别作为电能量远程终端平台和其它的嵌入式应用平台使用。本文所设计的终端平台具有功能强大、成本低、界面友好、升级维护方便、通用性强的特点。经运行实践证明,此系统运行可靠,并已大批量投放市场。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 电能量远程终端的设计背景
  • 1.2 嵌入式系统在电力行业的应用
  • 1.3 ARM 微处理器简介
  • 1.3.1 ARM 微处理器结构
  • 1.3.2 ARM 微处理器的应用领域及特点
  • 1.3.3 ARM 微处理器系列及应用选型
  • 1.4 本设计的意义与工作内容
  • 第2章 系统硬件电路设计
  • 2.1 MCU 选型
  • 2.2 电能量远程终端平台硬件结构
  • 2.3 存储系统设计
  • 2.4 通信模块设计
  • 2.4.1 MODEM 通信
  • 2.4.2 RS485 接口电路
  • 2.4.3 以太网通信
  • 2.5 液晶显示模块设计
  • 2.5.1 液晶显示屏简介
  • 2.5.2 点阵式液晶显示屏
  • 2.5.3 液晶控制器接口电路
  • 2.6 电源与系统时钟复位电路设计
  • 2.7 实时时钟电路
  • 2.8 操作面板按键电路
  • 第3章 系统软件平台设计
  • 3.1 电能量远程终端的操作系统选型
  • 3.1.1 嵌入式操作系统选型标准
  • 3.1.2 典型的嵌入式操作系统
  • 3.1.3 嵌入式操作系统选型
  • 3.1.4 嵌入式Linux 结构简介
  • 3.2 系统存储资源规划
  • 3.3 系统引导程序移植开发
  • 3.4 设备驱动程序开发
  • 3.4.1 linux 驱动程序开发概述
  • 3.4.2 文件存储系统的开发
  • 3.4.3 通信模块驱动程序设计
  • 3.4.4 LCD 显示模块驱动程序设计
  • 3.4.5 实时时钟驱动程序设计
  • 3.4.6 键盘驱动设计
  • 第4章 系统测试及结果
  • 4.1 系统硬件电路测试
  • 4.1.1 测试环境
  • 4.1.2 测试方法
  • 4.1.3 测试结果
  • 4.2 系统软件测试
  • 4.2.1 测试环境
  • 4.2.2 测试方法及结果
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
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