| 【中文题名】 | 基于CAN现场总线嵌入式微处理器控制装置的研究 |
| 【英文题名】 | Control Equipment's Researching Base on CAN Fileld Bus and Embedded Micro-Processing Unit |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-14 |
| 【中关键词】 | S3C44BOX,μClinux,CAN总线,MiniGUI,解释程序, |
| 【英关键词】 | S3C44BOX,μClinux,CAN Bus,MiniGUI,Explaining Programm, |
| 【分类导航】 | 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>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
基于目前机电一体化设备控制系统主要采用国外可编程序控制器(PLC)为核心组成的控制装置；以及由PLC为核心组成的现场控制总线和工业控制计算机(工业PC)为核心的控制系统，其价格高，PLC几乎全部都是国外进口产品，核心芯片(OPU)主要采用专用芯片或单片机，本课题提出以嵌入式微处理器S3C44BOX+FPGA为核心，扩展系统存储器、开关量模拟量输入输出模块以及CAN通信模块组成系统控制电路，系统主控制器用点阵液晶显示模块和触摸屏作为编程、系统运行状态监控器，同时系统嵌入μClinux嵌入式操作系统，实现多任务、友好图形界面用户界面设计。系统运用C语言独立编制、设计PLC基本指令和功能指令解释程序。系统通过FPGA嵌入先进的智能控制算法，如先进的PID、模糊控制，BP神经网络等，这些控制算法作为控制模块嵌入到PLC的梯形图中作为功能模块调用。
本文重点详细介绍以32位ARM嵌入式微处理器S3C44BOX为控制核心，以CAN总线为现场总线设计小型可编程控制器，描述了系统的工作原理；论述PLC主控制器各功能模块与嵌入式微处理器S3C44BOX的接口电路原理；开关I／O口采用FPGA进行配置，扩展可编... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-10 |
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第一章 绪论 |
10-15 |
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1.1 引言 |
10 |
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1.2 PLC国外发展状况 |
10-12 |
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1.2.1 PLC发展史 |
10-11 |
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1.2.2 PLC特点 |
11-12 |
|
1.3 PLC国内发展状况 |
12-13 |
|
1.4 课题来源 |
13 |
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1.5 课题研究意义 |
13-14 |
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1.6 本课题研究内容 |
14-15 |
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第二章 PLC主控制器硬件总体设计 |
15-31 |
|
2.1 PLC系统结构设计 |
15 |
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2.2 PLC主控制器硬件连接图 |
15-16 |
|
2.3 PLC主控制器核心板的设计 |
16-20 |
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2.3.1 存储器Nor Flash的扩展 |
17-18 |
|
2.3.2 存储器SDRAM的扩展 |
18-19 |
|
2.3.3 EEPROM的扩展 |
19-20 |
|
2.3.4 程序和数据在存储器的总体分配小结 |
20 |
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2.4 PLC主控制器外围电路的设计 |
20-27 |
|
2.4.1 CAN现场总线通信模块的设计 |
20-22 |
|
2.4.2 输入输出技术参数指标 |
22-24 |
|
2.4.3 FPGA配置扩展I/O口 |
24 |
|
2.4.4 开关量输入输出模块设计 |
24-26 |
|
2.4.5 模拟量输入输出模块设计 |
26-27 |
|
2.5 PLC程序执行过程及原理 |
27-29 |
|
2.6 电路的测试和调试方法 |
29 |
|
2.7 实验结果分析和本章小结 |
29-31 |
|
第三章 嵌入式操作系统uClinux与图形用户界面MiniGUI的实现 |
31-55 |
|
3.1 引导程序Bootloader的介绍和嵌入式操作系统的选择 |
31-34 |
|
3.1.1 引导程序Bootloader的介绍 |
31-32 |
|
3.1.2 嵌入式操作系统的选型和介绍 |
32-34 |
|
3.2 uClinux操作系统在控制板上的移植 |
34-44 |
|
3.2.1 交叉编译环境的建立 |
35 |
|
3.2.2 uClinux内核源码包文件组织 |
35-36 |
|
3.2.3 uClinux操作系统的移植 |
36-40 |
|
3.2.4 uClinux操作系统配置和编译 |
40-44 |
|
3.3 MiniGUI在嵌入式操作系统uClinux上的移植 |
44-54 |
|
3.3.1 几种典型图形用户界面 |
44-45 |
|
3.3.2 MiniGUI介绍 |
45-47 |
|
3.3.3 Framebuffer设备驱动程序 |
47-49 |
|
3.3.4 MiniGUI的移植 |
49-54 |
|
3.4 本章小结 |
54-55 |
|
第四章 PLC控制系统外围设备驱动程序的实现 |
55-66 |
|
4.1 Linux设备驱动程序的介绍 |
55-59 |
|
4.1.1 Linux设备管理 |
55-56 |
|
4.1.2 file_operations结构体 |
56-57 |
|
4.1.3 设备注册 |
57-58 |
|
4.1.4 Linux对设备中断控制方式 |
58-59 |
|
4.2 CAN总线设备在uClinux下驱动程序的实现 |
59-64 |
|
4.2.1 编写驱动程序的各个操作例程 |
59-63 |
|
4.2.2 交叉编译CAN驱动程序 |
63-64 |
|
4.3 CAN驱动程序的测试 |
64-65 |
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4.3.1 编写应用程序 |
64-65 |
|
4.3.2 编译CAN应用程序 |
65 |
|
4.4 本章小结 |
65-66 |
|
第五章 PLC指令系统解释程序的设计 |
66-80 |
|
5.1 指令编码及功能 |
66-70 |
|
5.2 指令系统解释原理 |
70-79 |
|
5.2.1 基本指令的解释方法 |
70-74 |
|
5.2.2 定时器T、计数器C实现的方法 |
74-77 |
|
5.2.3 功能指令的解释 |
77-79 |
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5.3 本章小结 |
79-80 |
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第六章 结论与工作展望 |
80-82 |
|
参考文献 |
82-85 |
|
致谢 |
85-86 |
|
在学期间发表的学术论文与研究成果 |
86 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385334 |
