无纸记录仪的软件系统设计与实现

论文摘要

作为对工业生产过程中的各种数据进行检测和记录的工具,多功能无纸记录仪以操作简单、成本低、功能强大、存储容量大等优点,逐渐成为生产自动化系统中一种不可或缺的二次仪表。新一代嵌入式芯片不仅在处理速度上远远大于普通单片机,而且丰富的外围电路也大大缩短了产品的开发周期。本文主要研究嵌入式系统在无纸记录仪中的应用。在调查无纸记录仪的现状与发展趋势的基础上,采用嵌入式ARM芯片LPC2138为核心处理器,构建无纸记录仪的系统构架。主要分为无纸记录仪的硬件系统与软件系统,具体包括数据采集与数据处理、数据存储、液晶显示以及通信等模块。本文主要从软件设计思路出发,以ADS1.2为软件开发工具,编写针对各种硬件模块的软件作为应用程序,实现无纸记录仪的功能。本课题主要工作如下：1.调研了记录仪的发展现状与发展趋势,分析嵌入式技术应用于无纸记录仪的优势,说明本课题研究的意义。2.无纸记录仪系统总体结构框架的设计,包括记录仪硬件系统结构的设计和记录仪软件系统结构的设计,并根据市场调研,设计了本课题所所研究无纸记录仪的新特性与实现的功能。3.软件模块的设计。软件模块主要包括数据采集与处理、实时数据的显示、数据分析以及数据存储等模块。整个软件系统运用C语言编程,采用模块化和结构化的设计思想,结构简洁,操作方便,便于推广本课题除了完成数据采集与数据处理的算法研究、液晶显示模块设计、通信模块设计以及现场仪表的可靠性设计等以外,还有对USB接口模块的设计、以及网络传输模块的设计,并对数据处理算法进一步改善。课题的研究也为公司的记录仪研发打下了坚实的技术储备基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 课题背景及意义
• 1.3 研究现状与发展趋势
• 1.3.1 目前的技术现状
• 1.3.2 发展趋势
• 1.4 本课题研发的目的
• 1.5 本课题主要工作及安排
• 第二章 无纸记录仪的基本构成
• 2.1 本课题的无纸记录仪新的特性与实现的功能
• 2.1.1 一般无纸记录仪的通用功能
• 2.1.2 本课题所设计的仪器特性
• 2.1.3 仪器的实现功能
• 2.2 无纸记录仪的主要技术指标
• 2.3 无纸记录仪的整体设计方案
• 2.3.1 硬件功能模块的设计
• 2.3.2 系统软件模块的设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 无纸记录仪的软件设计
• 3.1 应用软件的开发平台
• 3.1.1 ADS概述
• 3.1.2 ADS1.2软件开发过程
• 3.2 信号采集
• 3.2.1 信号采样原理
• 3.2.2 信号采集控制设置
• 3.2.3 采样信号的数字处理
• 3.3 数据压缩技术的应用
• 3.3.1 数据压缩概述
• 3.3.2 适应无纸记录仪的数据压缩算法分析
• 3.3.3 压缩与解压缩流程图设计
• 3.3.4 实验结果与分析
• 3.4 液晶显示模块与键盘模块的设计
• 3.4.1 液晶显示模块设计分析
• 3.4.2 键盘模块设计
• 3.5 存储模块设计
• 3.5.1 存储器的选取
• 3.5.2 存储器的程序设计
• 3.6 USB接口模块设计
• 3.6.1 芯片的选择
• 3.6.2 芯片简介
• 3.6.3 程序设计思路
• 3.7 通讯接口设计
• 3.7.1 串行口芯片的选择
• 3.7.2 软件设计
• 3.8 网络传输
• 3.8.1 芯片的选择
• 3.8.2 程序设计
• 3.9 本章小结
• 第四章 系统干扰抑制方法的分析
• 4.1 常见硬件干扰及抑制方法分析
• 4.2 软件抗干扰技术
• 4.3 本章小结
• 第五章 实验结果与数据分析
• 5.1 主界面显示
• 5.2 棒图的界面显示
• 5.3 实时曲线界面显示
• 5.4 历史曲线界面显示
• 5.5 组态界面显示
• 5.6 输入组态
• 5.7 显示组态界面
• 5.8 本章小结
• 第六章 回顾与展望
• 6.1 回顾
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢