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基于ARM9的电脑横机可视化数据处理系统研究

作　者: 项贤军
导　师: 韩强
学　校: 东华大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 嵌入式系统电脑横机可视化数据处理
分类号: TS183
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

电脑横机是集成了计算机技术、机电一体化技术与针织工艺技术为一体的技术含量较高的针织设备。电脑横机可视化数据处理系统是电脑横机的重要组成部分,该系统负责对整个横机系统进行管理和监控,同时也为下位机(协调系统)进行数据处理,通过CAN总线向下位机传送各种控制数据,并且根据由下位机送上来的现场信息(如编织进度)进行数据的分析、处理、显示,用多层菜单窗口实现可读性好的人——机对话。论文首先介绍了电脑横机的发展和嵌入式技术的现状,分析了电脑横机系统的递阶控制结构,提出了将嵌入式技术应用于电脑横机系统的基本思想。文章还深入分析了三种类型的电脑横机文件数据结构,研究了数据的处理算法,概括了可视化的具体功能要求。通过对电脑横机可视化数据处理系统功能和结构的分析,明确了系统开发过程和设计原则。通过与传统电脑横机可视化数据处理系统的设计方法对比,提出了基于32位嵌入式微处理器ARM9和嵌入式操作系统Windows CE的开发方案,发挥了ARM处理器的高性能和Windows CE可移植性、图形界面美观的优点。考虑最终用户现场操作的方便性和人机界而的特点,并结合嵌入式系统的实际性能,采用微软的MFC开发人机界面。在具体的设计中应用了模块化设计方法,分别从硬件和软件两个方面论述了各功能模块的实现方法,并讨论了软件关键算法与数据结构。论文最后将电脑横机可视化数据处理系统的软硬件进行不断地调试和修改,基本实现了课题预期目标。针对调试过程中出现的问题以及测试结果进行了分析,总结了课题的研究成果,展望了进一步的研究工作内容。本文特色在于将电脑横机系统组织监控级作为独立的研究对象,并且基于嵌入式技术开发了电脑横机可视化数据处理系统。实际应用表明该系统实时性好、可靠性高,实现了预定的基本功能,为后续的研究奠定了基础。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-19
  1.1 电脑横机发展及其可视化数据处理系统  11-13
    1.1.1 电脑横机的发展历程  11-12
    1.1.2 电脑横机的可视化数据处理系统  12-13
  1.2 嵌入式系统概述  13-16
    1.2.1 嵌入式系统的定义及系统组成  13-14
    1.2.2 嵌入式系统的特点  14-15
    1.2.3 嵌入式系统在电脑横机可视化数据处理系统中的应用  15-16
  1.3 课题的背景及研究意义  16-17
  1.4 论文的内容及结构  17-19
第二章系统分析及可视化数据处理算法设计  19-36
  2.1 电脑横机可视化数据处理系统功能和结构分析  19-21
    2.1.1 电脑横机可视化数据处理系统信息流程  19-20
    2.1.2 系统的功能和结构分析  20-21
  2.2 系统关键技术的选择  21-23
    2.2.1 主处理器的选择  21-22
    2.2.2 嵌入式操作系统的选择  22-23
    2.2.3 通讯方式的选择  23
  2.3 可视化数据处理算法设计  23-34
    2.3.1 花型文件数据处理算法设计  24-28
    2.3.2 控制文件数据处理的算法设计  28-33
    2.3.3 循环文件和速度文件数据处理算法设计  33-34
  2.4 系统的开发过程及设计原则  34-35
  2.5 本章小结  35-36
第三章系统的硬件平台设计  36-50
  3.1 数据处理系统的硬件结构  36-37
  3.2 系统的核心电路设计  37-43
    3.2.1 嵌入式处理器S3C2410简介  37-38
    3.2.2 电源模块和复位电路  38-39
    3.2.3 时钟电路  39-40
    3.2.4 系统存储器  40-43
      3.2.4.1 S3C2410的存储空间分配  40-41
      3.2.4.2 程序存储器的Flash扩展  41-42
      3.2.4.3 数据存储器SDRAM的扩展  42-43
  3.3 USB花型输入模块  43-44
  3.4 人机交互模块  44-46
    3.4.1 液晶显示模块  44-45
    3.4.2 触摸屏模块  45-46
  3.5 CAN通讯模块  46-47
  3.6 JTAG接口电路  47-48
  3.7 硬件抗干扰设计  48-49
  3.8 本章小结  49-50
第四章系统的软件设计  50-72
  4.1 系统移植过程  50-51
  4.2 应用软件的开发工具和框架  51-53
    4.2.1 软件的开发工具  51-52
    4.2.2 软件的总体框架  52-53
  4.3 遍历数组效率的讨论  53-55
  4.4 花型文件的输入  55-58
  4.5 文件数据的处理  58-63
    4.5.1 花型文件数据处理  58-61
    4.5.2 控制文件数据处理  61-62
    4.5.3 循环文件和速度文件数据处理  62-63
  4.6 CAN通讯的软件实现  63-70
    4.6.1 CAN总线的报文传送及其帧结构  63-64
    4.6.2 CAN总线控制器驱动的实现  64-67
    4.6.3 CAN总线接收数据模块设计  67-69
    4.6.4 CAN总线发送数据模块设计  69-70
  4.7 软件的可靠性设计  70-71
  4.8 本章小结  71-72
第五章系统的调试  72-78
  5.1 横机的运行监控页面  72-73
  5.2 参数设置页面  73-74
  5.3 系统调试  74-77
  5.4 本章小结  77-78
第六章结论和展望  78-80
  6.1 结论  78-79
  6.2 展望  79-80
参考文献  80-83
攻读学位期间发表的学术论文目录  83-84
致谢  84

基于ARM9的电脑横机可视化数据处理系统研究

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