基于DSP+ARM的小麦硬度检测平台研究与开发

论文摘要

目前，声学方法检测小麦品质的应用前景越来越引起人们的关注，伴随着嵌入式技术的迅猛发展，功能强大、功耗低且价格低廉的便携式检测设备将是未来市场的主流。针对小麦硬度平台的设计与实现，本文提出了一种基于ARM9和DSP C6713系统平台的便携式解决方案，并进行了详细的分析和设计。本文分析了目前国内外对小麦硬度检测方面的各种方法，介绍了声学法检测小麦硬度的应用前景，并以此作为本文设计的需求和依据。嵌入式小麦硬度检测系统从功能上大体分为三个模块：基于ARM的显示与控制模块、基于DSP的数据采集与处理模块和DSP与ARM之间的通信模块。本文主要对检测系统的三个模块分别进行了硬件设计和软件设计：硬件设计主要包括嵌入式系统中基于ARM和DSP的外围芯片的选择及电路设计、AD采集模块的电路设计和通信模块的串口电路设计；软件设计是在嵌入式Linux操作系统下，对BootLoader和文件系统的移植、关键设备的驱动程序的设计和基于Qt/Embedded的人机交互图形界面的开发。通过系统调试表明， DSP+ARM的组合架构的应用可以很好的满足小麦硬度检测的信号采集及显示需求，为粮食品质评价体系的建立具有推广意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究的现状和发展趋势
• 1.3 小麦硬度检测方法
• 1.3.1 研磨法
• 1.3.2 压力法
• 1.3.3 角质率法
• 1.3.4 碾皮法
• 1.3.5 近红外反射法
• 1.3.6 声学法
• 1.4 本研究的主要内容及章节安排
• 第二章 小麦硬度检测系统的总体设计
• 2.1 小麦声学信号采集装置
• 2.2 硬度检测系统的设计原则
• 2.3 系统总体硬件结构设计
• 2.4 系统总体软件架构设计
• 2.5 基于 ARM 的显示与控制子系统设计
• 2.5.1 ARM 微处理器简介
• 2.5.2 功能需求
• 2.6 基于 DSP 的数据采集和处理子系统设计
• 2.6.1 DSP 微处理器简介
• 2.6.2 DSP 硬件结构
• 第三章 基于 ARM 的显示与控制系统硬件设计
• 3.1 硬件总体结构
• 3.2 外围电路硬件设计
• 3.2.1 Flash 存储系统
• 3.2.2 SDRAM 存储系统
• 3.2.3 LCD 电路设计
• 3.2.4 串口通信模块设计
• 第四章 基于 ARM 的显示与控制系统软件设计
• 4.1 嵌入式 Linux 系统的构建
• 4.2 交叉编译环境搭建
• 4.2.1 交叉编译环境搭建步骤
• 4.2.2 交叉编译环境的实现过程
• 4.3 BootLoader 的移植
• 4.3.1 BootLoader 的概念
• 4.3.2 BootLoader 的启动方式
• 4.3.3 U-boot 的移植
• 4.4 嵌入式 Linux 内核移植
• 4.5 文件系统的移植
• 4.5.1 文件系统的选择
• 4.5.2 YAFFS 文件系统的移植
• 4.6 嵌入式 Linux 的串口通信设计
• 4.7 LCD 底层驱动的实现
• 第五章 基于 DSP 的数据采集与处理系统实现
• 5.1 数据采集和处理系统的功能需求
• 5.2 数据采集与处理模块设计
• 5.2.1 数据采集模块硬件设计
• 5.2.2 CCS 开发环境的构建
• 5.2.3 数据采集模块软件设计
• 5.2.4 算法调试
• 5.3 DSP 与 ARM 通信模块设计
• 5.3.1 DSP 与 ARM 通信协议
• 5.3.2 DSP 的串口模块硬件设计
• 5.3.3 DSP 通信模块软件设计
• 第六章 嵌入式图形界面的开发
• 6.1 窗口系统的选择
• 6.2 创建 Qt/Embedded 开发环境
• 6.3 QT/Embedded 底层驱动接口的开发
• 6.3.1 底层图像引擎的启动
• 6.3.2 触摸屏设备驱动开发
• 6.4 QT/Embedded 应用程序的开发
• 6.4.1 开发工具介绍
• 6.4.2 QT/Embedded 的窗口系统
• 6.4.3 信号和插槽机制
• 6.4.4 程序中文化
• 6.5 小麦硬度检测系统的 GUI 实现
• 6.5.1 GUI 界面设计原则
• 6.5.2 Qtopia 的程序通信流程
• 6.5.3 Qt 界面制作
• 6.5.4 向 ARM 平台发布 Qtopia 应用程序
• 第七章 结论与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及论文发表情况