脉冲/数据发生器控制模块设计

论文摘要

高速脉冲/数据发生器作为重要的测试工具,广泛应用于现代测量与控制领域。它可以产生各种标准的脉冲波形和具有一定编码规则的用户数据,以满足特定测试要求。基于研发高性能脉冲/数据发生器的重要性考虑,本文结合电子科技大学承担的“高速脉冲/数据发生器”项目,围绕“嵌入式技术在脉冲发生器中的应用”这一主题展开研究,通过对嵌入式控制模块的软硬件剪裁,实现仪器所需的人机界面功能以及实现对仪器时序主板和模拟通道DA的控制。本文的主要的工作及成果如下:1.论述了脉冲/数据发生器控制模块的设计任务和软硬件裁剪方案。2.详细阐述了仪器控制模块的嵌入式微处理器的最小系统设计以及仪器所需接口的硬件裁剪,包括液晶屏、键盘、网卡、时序主板总线控制等接口电路设计,并且完成仪器控制模块的硬件PCB制作以及对其进行的优化设计,增强了整个控制模块的稳定性。3.通过移植Nandflash直接启动的引导代码,实现对操作系统镜像的下载与运行。4.详细阐述了仪器控制模块操作系统WinCE系统的裁剪,仪器所需的外设驱动的设计与修改,实现了显示输出、键盘输入数据、以太网通信、USB鼠标、U盘识别等仪器所需的功能。5.阐述了控制模块与时序主板之间总线的控制方式,给出了应用软件对时序主板数据的处理方法,通过对总线的时序配置,实现应用软件对时序主板的控制。6.结合调试过程中出现的问题给出了相应的解决方法,并给出了控制模块的测试结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 高速脉冲/数据发生器的研制意义和发展现状
• 1.2 嵌入式系统概述
• 1.2.1 嵌入式系统的定义
• 1.2.2 嵌入式系统组成与特点
• 1.2.3 嵌入式操作系统
• 1.3 仪器基于嵌入式系统的控制模块的提出
• 1.4 本文的工作及结构安排
• 第二章 仪器控制模块方案设计
• 2.1 控制模块需求分析
• 2.2 控制模块方案设计
• 2.2.1 仪器控制模块硬件方案设计
• 2.2.2 控制模块操作系统的方案设计
• 2.3 任务的实现流程
• 第三章 仪器控制模块硬件的电路设计
• 3.1 控制模块硬件电路设计
• 3.1.1 控制模块存储系统设计
• 3.1.2 控制模块接口电路设计
• 3.1.3 电源设计
• 3.2 控制模块硬件PCB 设计
• 3.2.1 PCB 布线设计
• 3.2.2 PCB 的优化设计
• 第四章 控制模块操作系统的移植
• 4.1 WinCE 系统设计过程
• 4.2 引导代码设计与实现
• 4.2.1 Bootloader 概述
• 4.2.2 Bootloader 的实现
• 4.2.3 Bootloader 的编译与烧写
• 4.3 板级支持包（BSP）的移植
• 4.3.1 修改SMDK2440.CEC 文件
• 4.3.2 修改配置文件
• 4.3.3 硬件适配层的移植
• 4.4 系统驱动设计
• 4.4.1 WinCE 驱动综述
• 4.4.2 人机界面接口驱动
• 4.4.3 程控设备驱动
• 4.4.4 存储设备驱动
• 4.4.5 时序主板总线接口的配置
• 4.5 WinCE 内核组件的裁剪
• 第五章 系统调试及功能测试
• 5.1 调试方法
• 5.2 调试中遇到的问题及解决方法
• 5.3 控制模块各单元的功能测试
• 5.3.1 引导代码测试
• 5.3.2 人机界面显示测试
• 5.3.3 时序主板写数据时序测试
• 5.3.4 模拟通道DA 写数据的时序测试
• 5.3.5 其他功能测试
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果