基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式软硬件设计研究与实践

论文摘要

随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分,它是一种将底层硬件、实时操作系统和应用软件相结合的专用计算机系统。嵌入式系统广泛应用于控制领域、消费电子产品等各个行业,已成为现代电子设计的一个大的方向。电机从研制、投产、到运行和维修,其间的各个阶段都要进行一系列试验,以获取电机的各种物理参数和性能指标。目前传统的测试方法远远难以满足一些新型的、测试项目多、测试精度高的电机的测试要求,故本论文介绍了一种基于嵌入式系统的高压增安型三相异步电动机智能测控系统的设计方法,来实现高精度的自动化程度高的测量手段。论文对测控系统的主控单元进行研究与构建,为测控系统其它部件的设计提供开发与控制平台。论文首先介绍课题研究背景和意义,嵌入式系统基础知识,包括嵌入式系统的分类、应用领域、现状和发展前景以及论文的组织结构。第二部分主要对和系统相关的技术进行研究,包括嵌入式系统的总体结构,一般设计方法,嵌入式硬件平台和实时操作系统的选择原则,以及操作系统概念。第三部分主要是对应用平台的硬件进行设计,详细介绍了ARM微处理器LPC2294的内部结构及其测控系统主要单元电路。第四部分介绍了应用平台的软件设计方法,详细介绍了嵌入式操作系统μC/OS-II的原理,以及嵌入式TCP/IP协议栈的实现。在本论文的最后,对整个工作进行了归纳和总结,阐述了现已取得的阶段性成果,提出了目前实现存在的问题,并对未来的发展方向进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 嵌入式系统概述
• 1.2.1 嵌入式系统概念
• 1.2.2 嵌入式技术的发展
• 1.2.3 嵌入式系统的特点
• 1.2.4 嵌入式系统的现状与发展趋势
• 1.2.5 嵌入式系统的应用领域
• 1.3 测控技术的意义和任务
• 1.4 论文主要研究内容与安排
• 第二章 系统相关技术理论研究
• 2.1 嵌入式系统的总体结构
• 2.2 嵌入式系统的一般设计方法
• 2.2.1 嵌入式系统设计及其流程
• 2.2.2 嵌入式系统的设计方法
• 2.2.3 嵌入式系统的测试技术
• 2.3 嵌入式系统的选型原则
• 2.3.1 硬件平台的选择
• 2.3.2 实时操作系统的选择原则
• 2.4 ARM7 微处理器简介
• 2.4.1 ARM7 微处理器介绍
• 2.4.2 ARM7 微处理器的应用选型
• 2.4.3 ARM 微处理器的应用领域
• 2.5 嵌入式操作系统介绍
• 2.5.1 实时操作系统的现状和前景
• 2.5.2 实时操作系统的一些主要概念
• 2.5.3 实时操作系统的基本功能
• 2.6 本章小结
• 第三章 硬件平台的设计与调试
• 3.1 硬件系统设计概述
• 3.2 LPC2294 微处理器简介
• 3.3 硬件选型与单元电路设计
• 3.3.1 上电复位电路
• 3.3.2 实时时钟电路
• 3.3.3 以太网接口电路
• 3.3.4 CF 卡接口电路
• 3.4 本章小结
• 第四章 软件平台的设计与调试
• 4.1 软件系统设计概述
• 4.2 嵌入式实时内核ΜC/OS-II 的原理分析
• 4.2.1 μC/OS-II 简介
• 4.2.2 μC/OS-II 内核结构
• 4.2.3 μC/OS-II 的任务管理与调度
• 4.2.4 μC/OS-II 的任务间通信与同步
• 4.2.5 μC/OS-II 的系统调用
• 4.3 ΜC/OS-II 在LPC2294 上的移植
• 4.3.1 移植说明
• 4.3.2 μC/OS-II 在LPC2294 上的移植步骤
• 4.4 嵌入式TCP/IP 协议栈的设计
• 4.4.1 嵌入式TCP/IP 协议栈的实现
• 4.4.2 LWIP 在μC/OS-II 上的实现
• 4.4.3 网卡驱动程序的编写
• 4.4.4 应用实例的建立和测试
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 关于进一步研究的建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的学术论文