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基于ARM和CAN总线的电缆沟道监测系统设计

作　者: 陈东
导　师: 孙万蓉；胡方明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: ARM μC/OS-Ⅱ CAN总线 电力电缆沟道监测
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 130次
引　用: 2次
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内容摘要


本文设计了一种基于ARM7的电力电缆沟道监测系统,该监测系统能够对电缆沟道起到防盗、防火、防潮等安全监测作用。本课题采用的嵌入式硬件是基于ARM7架构的LPC2292芯片;同时针对市场上种类繁多的实时操作系统,本课题选用的是内核小,易剪裁,移植性好源代码公开的实时操作系统μC/OS-Ⅱ并且使用CAN总线进行数据传输。CAN总线是现场总线的一种,它能有效地支持分布式控制或实时控制,具有高性能和高可靠性的特点,现已形成国际标准。本课题简要介绍了电力电缆沟道监测系统的特点与研究背景,讲述了设计电缆沟道监测系统时所采取的总体设计思想与框架结构。之后介绍了ARM7处理器和CAN总线的特点和功能,然后详细论述了整个系统硬件电路设计。在对实时操作系统μC/OS-Ⅱ作了介绍之后,详细说明了将μC/OS-II移植到LPC2292硬件平台的具体实现过程。最后提出了基于CAN总线和ARM7微控制器实现的电缆沟道数据采集控制系统的软件设计。实际测试表明,该系统能够稳定运行,并且能够实现对电缆沟道的实时监测,数据采集以及安全警报等功能,满足电力电缆在线监测系统的要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 电力电缆现状  8-9
  1.3 课题来源及内容  9-11
第二章 系统整体方案设计  11-21
  2.1 方案设计介绍  11-13
  2.2 系统设计要求  13
  2.3 ARM 处理器简介  13-17
    2.3.1 ARM 概述  13-14
    2.3.2 ARM7 简介  14-15
    2.3.3 ARM7 特点  15-16
    2.3.4 ARM 微处理器的应用领域  16-17
  2.4 CAN 总线简介  17-21
    2.4.1 CAN 总线的优点  17-18
    2.4.2 CAN 总线概述  18
    2.4.3 CAN 协议  18-20
    2.4.4 CAN 总线仲裁机制  20-21
第三章 硬件系统总体设计  21-41
  3.1 硬件系统总体结构  21-22
  3.2 系统微控制器配置电路介绍  22-29
    3.2.1 LPC2292 结构  22-24
    3.2.2 电源设计  24-26
    3.2.3 复位电路  26
    3.2.4 JTAG 接口电路  26-27
    3.2.5 存储电路  27-29
  3.3 系统外围电路介绍  29-38
    3.3.1 键盘设计  29-30
    3.3.2 液晶显示电路  30-32
    3.3.3 以太网接口电路  32-33
    3.3.4 数字传感器及接口电路  33-34
    3.3.5 模拟传感器及接口电路  34-36
    3.3.6 CAN 通信接口模块  36-38
  3.4 PCB 设计  38-39
  3.5 系统调试  39-41
第四章 μC/OS-II 在硬件平台上的移植  41-59
  4.1 嵌入式操作系统  41-43
  4.2 μC/OS-II 的内核结构及管理  43-49
    4.2.1 μC/OS-II 性能和特点  43
    4.2.2 μC/OS-II 任务管理机制  43-45
    4.2.3 任务状态  45-46
    4.2.4 任务管理  46-47
    4.2.5 任务调度  47-48
    4.2.6 中断处理  48
    4.2.7 任务间通信  48-49
  4.3 μC/OS-II 在ARM 处理器上的移植  49-59
    4.3.1 移植概念和条件  49-50
    4.3.2 μC/OS-II 移植需要解决问题  50-51
    4.3.3 OS_CPU.H 文件设置  51-52
    4.3.4 编写OS_CPU_C.c  52-54
    4.3.5 用汇编语言编写OS_CPU.ASM  54-59
第五章CAN 通信实现  59-67
  5.1 上位机软件整体介绍  59-60
  5.2 CAN 模块介绍  60-61
  5.3 CAN 通信程序设计  61-67
第六章 结束语  67-69
  6.1 论文总结  67
  6.2 课题展望  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-73
研究成果  73-74
附录  74-75

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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