论文摘要
嵌入式系统是继IT(Information Technology)网络技术之后,又一个新的技术发展方向,目前此技术已经广泛应用于军事国防、消费电子、网络通讯、工业控制等各个领域。“无人职守真值数据采集智能网络系统”旨在实现地表温湿度实测数据的无人职守检测,通过USB数据采集器汇总数据,上传至用户电脑,统一进行数据分析。本文围绕“基于ARM的土壤温湿度检测器与USB数据收集器设计”这一课题展开研究,阐述了嵌入式微处理器、I2C、SPI和USB接口通信等概念;硬件方面,利用嵌入式技术、传感器技术和信号检测技术等实现了兼具土壤温湿度检测、数据处理、存储和传输功能的低功耗无人职守数据采集平台;软件方面,通过学习和了解嵌入式系统中常用的I2C、SPI和USB接口技术,对课题中的接口固件程序进行了设计和调试。本文的主要工作包括:1、土壤温湿度检测器、USB数据收集器和用户个人电脑所构成的温湿度检测平台的总体结构。阐述各组成部分在检测平台中的作用、设计需求等。2、土壤温湿度检测器和USB数据收集器的硬件设计。主要包括工作原理、电路硬件设计等内容。3、土壤温湿度检测器和USB数据收集器中嵌入式固件程序设计。主要包括I2C、SPI、USB主机和从机相关知识及固件程序的介绍。4、对所制订的温湿度检测平台的内部数据通信协议作了介绍。包括各指令的格式和功能。经过近一年的分析论证、设计制作和调试,终于成功完成了土壤温湿度检测器和USB数据收集器的硬件和固件程序设计任务,调试后的各项功能,已达到了设计目标的要求。
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摘要ABSTRACT第一章 绪言1.1 本文的研究意义1.2 嵌入式系统概述1.2.1 嵌入式系统的定义1.2.2 嵌入式技术的发展过程1.2.3 嵌入式系统的特点1.2.4 嵌入式系统的组成1.2.4.1 嵌入式处理器1.2.4.2 嵌入式操作系统1.2.5 嵌入式系统的现状及未来发展趋势1.3 课题来源和主要研究工作第二章 土壤温湿度检测平台总体结构2.1 平台设计总体设想2.2 相关技术背景2.2.1 土壤温湿度检测器2.2.2 USB 数据收集器第三章 土壤温湿度检测器硬件设计3.1 硬件结构框图3.2 ARM7 微控制器3.2.1 处理器电源模块3.2.2 系统时钟电路3.2.3 I2C 控制器及串行EEPROM3.2.4 USB 设备控制器3.2.5 ADC 模块3.2.6 JTAG 调试端口3.3 电源模块3.4 电源管理电路3.4.1 定时控制3.4.2 USB 插头控制3.4.3 功耗指标说明3.5 传感器及信号调理电路3.5.1 湿度传感器信号调理3.5.2 温度传感器信号调理3.6 温湿度检测器装配结构第四章 USB 数据收集器硬件设计4.1 硬件结构框图4.2 电源模块4.3 ARM7 微控制器4.3.1 处理器供电4.3.2 实时时钟（RTC）模块4.3.3 SPI 接口及串行FLASH 存储器4.4 USB 主机控制器4.5 操作与状态指示电路4.6 USB 数据收集器实物第五章 固件程序设计5.1 I2C 总线固件程序5.1.1 I2C 存储器24LC65 读写函数5.1.1.1 24LC65 数据写入5.1.1.2 24LC65 数据读取5.1.2 实时时钟芯片PCF8563T 读写函数5.2 SPI 总线固件程序5.2.1 M25P80 数据写入5.2.2 M25P80 数据读取5.3 USB 主机控制器芯片接口程序5.3.1 控制信号置高、置低函数5.3.2 数据总线位顺序翻转函数5.3.3 处理器发送指令5.3.3.1 发送指令函数5.3.3.2 发送数据函数5.3.3.3 接收数据函数5.4 USB 总线枚举过程5.4.1 USB 总线5.4.2 USB 设备逻辑结构5.4.3 USB 设备枚举5.5 USB 数据传输5.5.1 传输类型简介5.5.2 数据传输函数5.5.2.1 控制传输函数5.5.2.2 批量传输处理函数5.6 数据和命令格式5.6.1 USB 数据收集器与温湿度检测器数据和命令格式5.6.1.1 USB 数据收集器向检测器发送指令5.6.1.2 USB 数据收集器接收检测器数据5.6.2 USB 数据收集器与个人电脑的数据传输5.6.2.1 个人电脑向收集器发送的指令5.6.2.2 个人电脑接收USB 数据收集器数据第六章 结束语参考文献致谢在学期间研究成果
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标签：嵌入式论文; 接口论文; 固件论文; 信号检测论文; 数据采集论文;
基于ARM的土壤温湿度检测器与USB数据收集器设计
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