论文摘要
伴随着计算机和网络技术的高速发展,数据采集系统从传统电路、微机模式发展为嵌入式系统模式,嵌入式系统在现代工业数据采集中扮演着不可替代的重要角色。本文研究的主要内容是利用ARM9系列处理器S3C2410A为主控制器,设计一套嵌入式的数据采集系统。由于大多数工业环境的限制,要求采集系统具有大容量的存储和无线转发功能。为此本文以S3C2410A为核心,以一片FPGA和一片以太网控制器CS8900A为辅助来实现系统硬件的数字部分,模拟部分由两路A/D采集、可变增益放大器和基本放大电路组成。系统还实现SD卡存储功能以及各种接口如串口和JTAG口。在软件部分实现了Linux系统在开发平台上的移植,分别从Bootloader移植、Linux内核移植和根文件系统的建立三个方面进行论述。并完成了A/D转换器、SD卡和CS8900A在Linux下的驱动设计,最后设计出数据采集、存储和转发程序。在系统的调试和实验过程中,能实现各部分的基本功能,但也存在一些不足的问题,本文最后对这些不足给出了相关意见,并对系统的进一步研究提出了一些展望。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题的研究背景和意义1.2 嵌入式系统概述1.2.1 嵌入式系统的定义1.2.2 嵌入式系统的特点1.2.3 嵌入式系统的组成1.3 数据采集系统概述1.3.1 数据采集技术的概念1.3.2 数据采集系统的发展趋势与应用1.3.3 基于嵌入式的数据采集系统的意义1.4 本论文研究的主要工作第2章 系统方案设计2.1 主控制器的选型2.2 嵌入式操作系统选型2.3 系统各功能模块定义2.4 本章小结第3章 嵌入式采集系统的硬件设计3.1 系统的整体架构3.2 模拟部分电路设计3.2.1 模拟电源设计3.2.2 可变增益电荷放大器3.2.3 集成运放3.2.4 放大电路3.2.5 电压抬升电路3.2.6 A/D接口电路3.3 数字部分电路设计3.3.1 主控制器3.3.2 SD卡接口电路3.3.3 CS8900A以太网控制器3.3.4 Flash接口电路3.3.5 SDRAM接口电路3.3.6 串行接口的电路设计3.3.7 复位电路设计3.3.8 FPGA的使用3.3.9 数字电源设计3.4 本章小结第4章 嵌入式操作系统的移植4.1 交叉编译环境的建立4.2 Bootloader的移植4.2.1 Bootloader的功能4.2.2 U-Boot概述及结构分析4.2.3 U-Boot在系统上的移植4.3 Linux内核的移植4.3.1 Linux的内核结构4.3.2 设置Flash分区4.3.3 配置内核4.4 构建文件系统4.4.1 文件系统的实现原理4.4.2 文件系统的选择4.4.3 YAFFS文件系统的移植4.5 本章小结第5章 系统驱动程序与应用程序设计5.1 Linux驱动程序5.1.1 Linux驱动程序简介5.1.2 Linux设备驱动分类5.1.3 Linux设备驱动的特点5.1.4 设备驱动程序与内核的接口5.2 系统驱动程序设计5.2.1 A/D驱动程序设计5.2.2 放大器的驱动设计5.2.3 SD卡驱动设计5.2.4 CS8900A驱动程序设计5.3 数据采集程序设计5.4 数据存储程序设计5.5 数据转发程序设计5.6 本章小结第6章 系统调试和验证6.1 系统调试6.2 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢附录
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