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基于MSC1210单片机的嵌入式数据采集研究

作 者: 郑学云
导 师: 王家行
学 校: 中国地震局工程力学研究所
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 嵌入式实时操作系统 μC/OS-II MSC1210
分类号: TP274.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 86次
引 用: 1次
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内容摘要


随着信息技术的发展,数字处理技术的日趋成熟与完善,对各种信号进行数字化处理、存储、传输已经成为信号处理的重要手段。数据采集技术向着多路、智能、高速、低功耗等方向发展[1]。强震记录仪是记录强烈地震近地面运动的自动触发仪器。它要求大动态范围、高分辨率、高稳定性,还应该易于操作、易于网络连接和记录存储。数字化技术,嵌入式技术,已经是强震观测仪器的发展趋势。因为μC/OS-II具有结构清晰、性能稳定、源码公开等特点,所以受到众多嵌入式系统设计人员的重视,已经作为嵌入式实时操作系统被移植到许多微控制器、微处理器和片上系统上面,在工业控制、智能交通、汽车电子、全球卫星导航以及人们日常生活等各个领域得到了广泛的应用[9][10][15][27]。本文采集器采用TI(Texas Instruments)公司的MSC1210单片机[2],该单片机具有增强的8051内核,24位无误码∑-△(和-差)A/D转换器。该数据采集器具有八个通道。该数据采集器每个通道输入前端具有1、2、4、8、16、32、64、128八种增益可供选择,依据不同的增益,每个通道的电压测量范围可以从最低40mV到最高5V独立设定[2][55]。该数据采集器通过RS-232接口与计算机连接进行调试和数据传输。本文介绍了μC/OS-II的特点及其内核结构,分析了μC/OS-II中的任务调度和中断处理机制的过程,描述了μC/OS-II的时钟节拍服务等。在充分了解μC/OS-II的工作原理后,本文详细讨论μC/OS-II在MSC1210单片机上的移植过程,其中包括OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM、OS_CPU_C.C这3个文件的修改。文章还介绍了如何创建A/D变换等任务。最后介绍了一些关于复位电路和低功耗电路设计技术。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 课题的来源及背景  9-10
  1.2 课题的目的及意义  10
  1.3 国内外发展现状及存在问题  10-11
  1.4 系统设计方案的介绍  11-12
  1.5 本论文各章内容安排  12-13
第二章 嵌入式系统及μC  13-35
  2.1 嵌入式系统简介  13-16
    2.1.1 嵌入式系统的应用  13-14
    2.1.2 嵌入式系统的概念  14
    2.1.3 嵌入式系统的发展现状  14-16
    2.1.4 嵌入式系统的特点  16
  2.2 μC/OS-II/III 实时操作系统  16-19
    2.2.1 μC/OS-II 操作系统简介  16-18
    2.2.2 μC/OS-III 操作系统简介  18-19
  2.3 μC/OS-II 内核结构及时钟、中断管理  19-34
    2.3.1 任务及任务管理  20-31
    2.3.2 临界区的处理  31-33
    2.3.3 μC/OS-II 的中断管理  33
    2.3.4 μC/OS-II 的时钟节拍与时钟管理  33-34
  2.4 本章小结  34-35
第三章 系统的移植及部分任务编写  35-53
  3.1 μC/OS-II 的移植分析及任务划分  35-36
    3.1.1 移植μC/OS-II 后系统分析  35
    3.1.2 μC/OS-II 系统任务分析  35-36
  3.2 将μC/OS-II 移植到MSC1210 的过程  36-43
    3.2.1 移植的必要条件  37
    3.2.2 OS_CPU.H 的改写  37-39
    3.2.3 OS_CPU.C 的改写  39-41
    3.2.4 OS_CPU.ASM 的改写  41-42
    3.2.5 移植注意事项  42-43
  3.3 A/D 数据采集任务的编写  43-49
  3.4 LCM1602 液晶任务的编写  49-51
  3.5 键盘操作任务的编写  51-52
  3.6 本章小结  52-53
第四章 系统的硬件设计  53-61
  4.1 硬件体系设计的要求和目标  53
  4.2 单片机部分设计  53-57
    4.2.1 单片机选型  53-54
    4.2.2 MSC1210 介绍  54-55
    4.2.3 MSC1210 在系统编程介绍  55-57
  4.3 系统电源设计  57-58
  4.4 信号调理电路的设计  58-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 嵌入式系统复位电路及低功耗研究  61-65
  5.1 MSC1210 复位电路  61-62
  5.2 低功耗技术的应用  62-63
  5.3 MSC1210 低功耗技术的设计  63-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章 总结与展望  65-67
  6.1 工作总结  65
  6.2 工作展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
作者简介  71

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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 > 数据收集和处理系统
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