嵌入式多路数据采集平台的开发与研究

论文摘要

随着嵌入式系统的发展，采用嵌入式微处理器及相关外围器件作为载体，通过Internet网络或GPRS模块实现远程通信，这是嵌入式控制器发展的一个趋势。论文讲述的嵌入式多路数据采集平台采用当前流行的嵌入式微处理器MCF5272为控制中心，在该微处理器上成功的移植了μClinux操作系统，通过串口扩展实现了多路数据采集，并通过Internet和GPRS实现了远程通信。它可以在远程或环境恶劣的条件下，进行数据采集，对设备进行监测和控制。 论文主要阐述了基于MCF5272的嵌入式多路数据采集平台的软件和硬件系统设计。硬件组成包括：(1)MCF5272主控系统的总体架构：SDRAM、Flash、BDM接口、时钟和复位电路等。(2)100M以太网接口和GPRS通信模块。(3)16路串口扩展电路。系统软件在介绍Bootload的编译和开发原理的基础上，着重论述了操作系统μClinux的裁减、编译、移植和调试等的实现。在应用程序开发过程中，详细的论述了网络通信和串口通信的原理，以及通过串口编程来实现多路数据平台与环境监测设备之间的近距离通信，通过网络编程实现多路数据采集平台与上层服务器之间的远距离通信。 总之，本文完成了嵌入式多路数据采集平台的硬件构架的设计、嵌入式操作系统的移植，以及应用程序的开发。试验结果表明：该嵌入式多路数据采集平台能进行16路数据采集，并且能进行远程通信。

论文目录

• 第1章 引言
• 1.1 嵌入式系统（Embedded System）简介
• 1.2 嵌入式 Linux
• 1.3 Motorola公司嵌入式微处理器的现况
• 1.4 主要工作
• 第2章 系统方案设计
• 2.1 系统要求
• 2.2 系统总体结构
• 2.3 ColdFire硬件方案设计
• 2.3.1 MCF5272微处理器
• 2.3.2 硬件方案
• 2.4 μClinux软件方案设计
• 2.5 应用程序的设计方案
• 第3章 系统硬件实现
• 3.1 MCF5272主控系统硬件实现
• 3.1.1 MCF5272主要特征
• 3.1.2 时钟电路和复位电路
• 3.1.3 存储器的扩展
• 3.1.4 串口电路部分
• 3.1.5 BOM调试接口电路
• 3.2 以太网接口和 GPRS通信
• 3.2.1 10/100M自适应以太网接口部分
• 3.2.2 GPRS通信模块连接
• 3.3 串口扩展电路
• 3.3.1 串口扩展芯片（ST16C554DCJ68）
• 3.3.2 光电耦合器（PC837）
• 3.3.3 RS232收发器（ICL3243）
• 第4章 系统软件实现
• 4.1 Bootloader的编译和开发
• 4.1.1 dBUG Bootloader代码的架构
• 4.1.2 dBUG Bootloader运行流程简介
• 4.1.3 Bootloader用户应用
• 4.2 μClinux编译、调试环境的建立
• 第5章 应用系统实现
• 5.1 串口通信和串口编程
• 5.1.1 串口简介
• 5.1.2 串口操作
• 5.2 网络通信和网络编程
• 5.2.1 Socket编程基础
• 5.2.2 多路复用函数 SELECT介绍
• 5.3 编辑应用程序（test.c）
• 第6章 调试运行和结论
• 致谢
• 参考文献
• 在研期间发表文章