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基于μC/OS-Ⅱ的超高频RFID手持机设计

作　者: 梁飞
导　师: 张红雨
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 嵌入式系统 RFID μC/OS-Ⅱ 手持
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
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内容摘要

近几年来,随着物联网概念在世界范围内的提出,射频识别(RFID)技术的发展与应用也成为该领域研发的重点与热门。其中UHF频段RFID读写器由于具有同时覆盖近场与远场的特性,使得它的应用更加广泛。根据应用环境不同UHF RFID读写器分为固定式与可移动式。可移动超高频RFID手持读写器具有体积小、重量轻、携带和使用方便的特点,并且在现代物流和供应链管理中,有着大量的需求,使之已经成为UHF频段RFID发展的新热点。本文主要设计一款基于μC/OS-Ⅱ与ARM7嵌入式系统开发平台、具备快速识别多标签以及友好的人机交互的UHF手持式读写器。首先阐述了RFID技术原理以及发展与应用,接着针对设计中各模块使用的通信接口方式与μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统基础进行了相应的介绍。完成了基于ARM7内核的NXP公司的LPC2146芯片作为主控芯片的硬件原理图与PCB设计,包括主控模块、人机接口、UHF标签识别模块、通信接口以及电源管理模块等主要部分的硬件电路设计,并阐述了各模块控制芯片的特性以及设计原理。在硬件电路基础上,对μC/OS-Ⅱ操作系统进行了针对LPC2146的移植,在操作系统基础上将各个功能模块作为系统任务并分配相应的优先级,通过任务调度来完成整个手持系统的操作。设计过程中进行了μC/OS-Ⅱ操作系统移植测试、界面显示测试、通信测试以及UHF标签识别测试。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 RFID 技术简介  9
  1.2 RFID 系统的组成与应用  9-12
    1.2.1 RFID 系统的组成  9-10
    1.2.2 国外 RFID 发展现状  10-11
    1.2.3 国内 RFID 发展现状  11-12
  1.3 论文主要工作与内容安排  12-13
第二章系统概述  13-24
  2.1 系统总体方案设计  13-15
  2.2 LPC2146 通用接口概述  15-21
    2.2.1 UART 接口概述  15-17
    2.2.2 USB 接口概述  17-20
    2.2.3 SPI 接口概述  20-21
  2.3 μC/OS-Ⅱ操作系统概述  21-24
    2.3.1 μC/OS-Ⅱ多任务运行  22-24
第三章系统硬件电路设计  24-42
  3.1 主控模块设计  24-28
    3.1.1 处理器外围电路设计  26-28
  3.2 人机接口电路设计  28-33
    3.2.1 键盘输入接口设计  29-30
    3.2.2 LCM 显示电路设计  30-32
    3.2.3 字库芯片电路设计  32-33
  3.3 UHF 标签识别模块电路设计  33-35
  3.4 通信接口设计  35-37
    3.4.1 串口通信电路  35-36
    3.4.2 USB 接口电路设计  36-37
  3.5 电源管理设计  37-42
    3.5.1 供电电路设计  37-39
    3.5.2 USB 充电电路设计  39-40
    3.5.3 电源电压检测电路  40-42
第四章系统软件设计  42-62
  4.1 系统软件总体设计  42-43
    4.1.1 显示项目规划  42-43
  4.2 μC/OS-Ⅱ内核结构与移植  43-48
    4.2.1 μC/OS-Ⅱ内核结构  43-44
    4.2.2 μC/OS-Ⅱ的移植  44-48
  4.3 LPC2146 启动代码设计  48-49
    4.3.1 启动代码的工作流程  49
  4.4 模块驱动程序设计  49-62
    4.4.1 键盘扫描设计  49-50
    4.4.2 显示电路驱动程序设计  50-53
    4.4.3 字库芯片驱动程序设计  53-56
    4.4.4 UHF 读写器通信格式  56-57
    4.4.5 USB 驱动程序设计  57-62
第五章系统测试  62-70
  5.1 硬件电路测试与程序下载  62-64
  5.2 μC/OS-Ⅱ操作系统移植测试  64-65
  5.3 用户界面功能测试  65-66
  5.4 通信测试  66-67
    5.4.1 USB 通信测试  66-67
  5.5 UHF 标签识别通信测试  67-69
  5.6 测试结论分析  69-70
结论  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-74
附录  74-75
攻读硕士期间取得的成果  75-76

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