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落锤式弯沉仪数据采集控制系统的研制

作　者: 杨志炜
导　师: 叶明
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 落锤式弯沉仪数据采集控制系统嵌入式系统 ARM μC/OS-Ⅱ
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 77次
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内容摘要

本文研制的“数据采集控制系统”是落锤式弯沉仪路面检测系统的重要组成部分,它通过液压系统控制重锤从一定高度自由落下对路面施加一冲击荷载,同时利用沿荷载轴线分布的传感器阵列采集路面的弯沉数据。本系统集控制、数据采集和数据分析处理为一体,它包括数据采集控制器和运行数据处理软件的上位机。论文首先概述了落锤式弯沉仪路面测试系统;描述了其数据采集控制器的性能要求和技术指标;依据实用性、可靠性及系统可扩展性原则,提出了一种基于嵌入式技术的硬件和软件实施方案。以此为基础,在数据采集控制器中,设计了以ARM微处理器S3C44BOX为核心的各硬件单元电路,并使用μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统完成了软件编程和现场调试;论文还讨论了在印刷电路板绘制和系统调试过程中遇到的问题及解决方法。此外,作者在分析了上位机数据处理软件的界面、结构及功能的基础上,用VC++进行了相应模块的程序设计。最后,论文对研制工作进行了总结,对数据采集控制器性能改进和系统升级提出了进一步的设想。目前该系统已交付用户,进行各种外场实验。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-15
  1.1 概述  11-13
    1.1.1 落锤式弯沉仪路面测试系统的研制背景  11
    1.1.2 落锤式弯沉仪路面测试系统的发展概况  11-12
    1.1.3 落锤式弯沉仪路面测试系统的构成及测试原理  12-13
  1.2 课期的来源及论文的主要内容  13-15
    1.2.1 课题来源  13-14
    1.2.2 论文工作的主要内容  14-15
第二章嵌入式的系统设计方案  15-27
  2.1 数据采集控制器技术要求  15-18
    2.1.1 功能要求  15-17
    2.1.2 技术指标  17-18
  2.2 嵌入式数据采集控制器的系统设计方案  18-26
    2.2.1 嵌入式的硬件设计方案  18-23
    2.2.2 嵌入式的软件总体方案  23-26
  2.3 小结  26-27
第三章系统各硬件模块的设计  27-45
  3.1 储存模块的设计  27-31
    3.1.1 FLASH 存储器设计  28-30
    3.1.2 SDRAM 存储器设计  30-31
  3.2 通信模块  31-34
    3.2.1 R5232 通信  31-32
    3.2.2 USB 通信  32-34
  3.3 信号调理模块  34-40
    3.3.1 传感器原理与信号特性  34-35
    3.3.2 模拟输入调理电路  35-38
    3.3.3 脉冲量开关量调理电路  38-39
    3.3.4 温度与电源电压调理电路  39-40
  3.4 A/D 模块  40-41
  3.5 液晶显示模块  41-43
    3.5.1 LM057QC1T01 型液晶显示模块  41-42
    3.5.2 53C4480X 的内部LCD 控制器  42
    3.5.3 LCD 控制器的外部接口信号  42-43
  3.6 复位电路  43
  3.7 电源模块  43-44
  3.8 JTAG 接口模块  44
  3.9 小结  44-45
第四章采集控制器硬件调试与系统标定实验  45-59
  4.1 印刷电路板的设计  45-46
  4.2 硬件的调试  46-55
    4.2.1 电源、晶振和复位电路调试  47
    4.2.2 53C4480X 及JTAG 接口电路调试  47-48
    4.2.3 SDRAM 接口电路调试  48-49
    4.2.4 FLASH 接口电路调试  49-50
    4.2.5 USB 电路的调试  50
    4.2.6 R5232 串行口电路调试  50-51
    4.2.7 A/D 部分电路调试  51-53
    4.2.8 模拟通道的调试  53
    4.2.9 液晶显示的调试  53-55
  4.3 校准和标定  55-58
  4.4 小结  58-59
第五章采集控制器的软件设计  59-73
  5.1 53C4480X 启动代码的实现  59-61
  5.2 μC/OS-Ⅱ操作系统的移植  61-63
    5.2.1 移植μC/OS-Ⅱ要满足的条件  61-62
    5.2.2 μC/OS-Ⅱ在ARM 上的移植过程  62-63
  5.3 应用程序规划  63-70
    5.3.1 主任务  65-66
    5.3.2 USB 扫描任务  66
    5.3.3 Lcd 刷新On_lcd 任务  66-67
    5.3.4 里程计数Dst_Rct 任务  67-68
    5.3.5 键盘扫描Scan_key()任务  68-69
    5.3.6 执行命令On_command 任务  69-70
  5.4 任务之间的调度  70-72
  5.5 嵌入式应用程序可靠性分析  72
  5.6 小结  72-73
第六章数据分析软件  73-79
  6.1 通信模块  73-76
    6.1.1 通信协议  73-75
    6.1.2 下传数据  75-76
    6.1.3 上载数据  76
    6.1.4 通信函数  76
  6.2 数据处理模块  76-78
  6.3 小结  78-79
第七章总结与展望  79-81
  7.1 论文的总结  79-80
  7.2 系统的改进  80-81
参考文献  81-83
致谢  83-84
攻读硕士学位期间发表的论文  84-85
附录1 数据采集控制器电路PCB 图  85-86
附录2 通信动态链接库函数  86-88

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