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随着嵌入式系统技术的迅速发展,嵌入式系统以其实用性好、性价比高、可靠性强的特点,被广泛应用于通信检测,消费电子,工业控制等各个领域。32位ARM嵌入式RISC处理器,代表当今主流电子应用计划发展方向,占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。
目前电气自动化程度越来越高,电气监控系统不仅对电气参数测量精度提出了更高的要求,还对人机界面、数据查询、逻辑处理和网络通信等方面提出了新的要求。在实现电气自动在线监测领域中,ARM嵌入式系统在多参数采集,多层次监测和网络化等方面具有强大的优势。
本课题主要根据电气检测过程控制的实际需要,研究了32位ARM微处理器在电气智能化多参数测控系统中的应用。运用先进的32位RISC微处理器核心技术、结合多通道多参数检测、网络通信、液晶图形化显示、大容量信息存储和管理等技术,设计电气智能检测控制系统。
本论文设计以飞利浦公司生产的基于ARM7TDMI内核的微处理器LPC2132为嵌入式硬件系统核心,构建模拟数字量采集,继电保护,界面显示,通信接口和按键控制等硬件模块。在软件设计中,主要体现了模块化设计的思想,其中包括系统主程序,信号采样,数据处理,网络通信等部分,另外实现了针对LPC2132芯片无MMU的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的移植。
本文主要从四个方面展开:首先,对嵌入式系统进行了概述,介绍了嵌入式系统设计的一般方法,给出了相关系统设计流程图,比较了ARM各系列内核的性能,并在分析各个ARM内核特点的基础上选定ARM7TDMI内核。然后在综合系统设计需求,给出硬件平台的设计方案,并在满足系统参数需求的条件下选用器件,并对各主要模块的功能、结构和工作原理进行了具体分析,给出了相关硬件电路设计。接着实现软件平台的设计,阐述了嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统的移植、各功能模块程序的设计、操作系统下多任务应用程序的开发,根据软件设计流程给出了程序流程图,在完成整个设计后,通过试验测试了系统的性能,达到了设计的要求。最后总结了课题设计和下一步工作方向和应用前景。