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抛弃式温盐深探头调查数据处理系统的设计

作　者: 王少仙
导　师: 范寒柏
学　校: 华北电力大学
专　业: 电路与系统
关键词: STM32 SD卡 FAT32文件系统 ILI9320 μC/OS-Ⅱ
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
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内容摘要


在海洋仪器回收到地面后,需要方便地将采集数据传输到通用计算机上,以便作进一步的数据处理和分析。相较于测量结果的原始数据显示,经过后台拟合、处理后形成的图表给人更直观的印象。目前大部分的海洋测量数据后台处理系统在应用时都要借助于PC机,而且普通的计算机不适合用于环境比较恶劣的海试中,国外的海军一般使用适应各种恶劣环境的加固计算机等,但是加固计算机价格昂贵,应用不是很普遍。因此,研究更经济、便携的海洋测量数据处理系统具有重要的社会和经济意义。本文在分析调查数据处理系统发展现状的基础上,设计了一种抛弃式温盐深探头调查数据处理系统。系统采用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核的ARM7微处理器STM32F103VB,用SD卡作为主要的数据存储介质,上层实现FAT32文件系统,使用RS-232接口与下位机相连,将接收的数据及时存入SD卡,同时根据接收的数据在由ILI9320为主控芯片的真彩液晶屏上显示动态曲线,从而可以直观地看出数据的变化。完成了硬件电路设计及各功能模块的调试,论述了SD卡常用的几种命令格式和对应的指令响应格式,提供了读写SD存储卡的方法及SD1.x与SD2.0的识别方法,并介绍了FAT文件系统的结构及各部分的组成,阐述了FAT文件系统的基本原理,列出系统的特性,以及文件系统的设计目标,总体的设计框架,并对各部分包含的函数一一进行说明。在此基础上介绍了LCD的初始化与显示点、线和字符的方法,阐述了μC/OS-II在STM32F103VB上移植的步骤及需要注意的问题,并成功添加了几个任务。最后对系统进行了整体调试,结果表明,系统运行可靠。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-13
  1.1 选题背景  10-11
  1.2 系统发展现状  11
  1.3 研究内容及论文结构安排  11-13
    1.3.1 研究内容  11-12
    1.3.2 论文结构安排  12-13
第2章 基于STM32 的系统总体方案设计  13-18
  2.1 系统总体方案设计  13
  2.2 电源模块  13-14
  2.3 数据接收模块  14-15
  2.4 时钟模块  15-16
  2.5 数据存储模块  16-17
  2.6 数据显示模块  17
  2.7 本章小结  17-18
第3章 SD 卡相关电路及软件设计  18-27
  3.1 SD 存储卡的概述及发展  18
    3.1.1 SD 存储卡的概述  18
    3.1.2 SD 存储卡的发展  18
  3.2 SD 卡的硬件电路设计  18-19
  3.3 SD 信号设置  19-22
    3.3.1 命令格式  20
    3.3.2 指令响应格式  20-22
    3.3.3 读写数据格式  22
  3.4 SD 存储卡的读写  22-25
    3.4.1 SD 卡初始化  23-24
    3.4.2 SD 卡读数据  24
    3.4.3 SD 卡写数据  24-25
  3.5 SD1.x 与SD2.0 的识别  25-26
  3.6 本章小结  26-27
第4章 FAT 文件系统的实现  27-40
  4.1 FAT 文件系统结构  27
  4.2 保留区以及BPB 参数  27-31
  4.3 FAT 区  31-32
  4.4 文件目录数据区  32-33
  4.5 文件的实际存储过程  33
  4.6 FAT 文件系统实现的总体框架  33-34
  4.7 FAT 各个模块的实现  34-39
    4.7.1 文件分配表管理模块  34-36
    4.7.2 文件目录表管理模块  36
    4.7.3 目录管理模块  36-37
    4.7.4 文件管理模块  37-38
    4.7.5 缓存Cache 的管理  38-39
  4.8 本章小结  39-40
第5章 LCD 的驱动与显示  40-46
  5.1 ILI9320 系统接口模式选择  40
  5.2 LCD 的初始化  40-44
  5.3 LCD 显示的程序设计  44-45
  5.4 本章小结  45-46
第6章 μC/OS-II 在STM32F103VB 上的移植  46-54
  6.1 μC/OS-II 操作系统简介  46-47
  6.2 μC/OS-II 在STM32F103VB 微处理器上的移植  47-52
    6.2.1 os_cpu.h 的移植  48-49
    6.2.2 os_cpu_c.c 的移植  49-50
    6.2.3 os_cpu_a.asm 的移植  50-52
  6.3 中断向量表  52
  6.4 编写应用程序  52-53
  6.5 本章小结  53-54
第7章 系统调试  54-59
  7.1 串口通信协议  54
  7.2 系统总体调试  54-58
  7.3 本章小结  58-59
第8章 结论与展望  59-61
  8.1 结论  59-60
  8.2 展望  60-61
参考文献  61-64
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  64-65
致谢  65-66
详细摘要  66-75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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