| 【中文题名】 | 基于嵌入式系统和CAN总线技术的自动售货机控制系统开发 |
| 【英文题名】 | Control System of Vending Machine Based on Embeded Operating System and CAN Bus |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-6 |
| 【中关键词】 | 自动售货机,ARM处理器,CAN,bus,μCOS-II实时操作系统, |
| 【英关键词】 | vending machine,ARM processor,CAN bus,μC/OS-II real time operating system, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>专用机械与设备>其他专用机械与设备>商业用机械与设备>售货机 |
| 【论文摘要】 |
随着中国经济的高速发展和国际化进程的加快，自动售货机在中国的普及和发展已经成为必然趋势。本文首先介绍了自动售货机的发展现状和未来的发展趋势，并以实际工程项目——冷热饮料自动售货机为例，对自动售货机的工作原理、用户需求和性能指标进行了详细分析。结合自动售货机的工作需求，规划设计了控制系统的硬件电路和软件编码。
硬件电路部分采用了32位ARM嵌入式处理器，并选用CAN现场总线技术作为通信手段。该部分详细介绍了嵌入式系统的处理器选型，以冷热饮料自动售货机为例的控制系统硬件电路总体框图设计以及各个功能模块设计。为保证系统可靠性，在电路中采取主板和驱动板的设计思路，同时对两板间通信的CAN总线技术及其驱动芯片JTA1040作了详细阐述。
软件编码部分结合自动售货机的工作特点将系统设计为7种工作状态和1个状态监控中心，并给出了每种工作状态的流程框图。采用了源码公开的μC／OS-Ⅱ实时操作系统，并成功将其移植到本文所研究的冷热饮料自动售货机ARM处理器系统中。同时根据设计的系统结构划分系统任务并给出了任务调度流程。另外，对控制系统间通信代码作了约定说明。
最后，对冷热饮料自动售货机进行了实... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-7 |
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ABSTRACT |
7-11 |
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第一章 绪论 |
11-20 |
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1.1 课题提出的背景 |
11-12 |
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1.2 课题研究的目的和意义 |
12 |
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1.3 国内外的研究现状和发展趋势 |
12-18 |
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1.3.1 自动售货机销售动作的实现方式研究 |
13 |
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1.3.2 资金结算及销售信息统计管理的实现方式研究 |
13-17 |
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1.3.3 功耗节省模式的研究 |
17-18 |
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1.4 本文研究的主要内容 |
18-20 |
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1.4.1 研究内容 |
18-19 |
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1.4.2 主要特色和创新点 |
19-20 |
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第二章 课题研究的相关知识 |
20-27 |
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2.1 嵌入式微处理器 |
20-21 |
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2.1.1 嵌入式系统概念及分类 |
20-21 |
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2.1.2 ARM嵌入式微控制器 |
21 |
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2.2 现场总线技术 |
21-24 |
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2.2.1 现场总线的产生与发展 |
21-22 |
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2.2.2 现场总线的技术特点 |
22-23 |
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2.2.3 CAN总线技术 |
23-24 |
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2.3 嵌入式实时操作系统 |
24-27 |
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2.3.1 嵌入式实时操作系统简介 |
24-25 |
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2.3.2 uC/OS-Ⅱ简介 |
25-27 |
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第三章 自动售货机系统分析 |
27-33 |
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3.1 冷热饮料自动售货机结构分析 |
27-29 |
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3.2 自动售货机销售模型分析 |
29-30 |
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3.3 冷热饮料自动售货机用户需求分析 |
30-33 |
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3.3.1 普通用户(购买者)需求分析 |
30-31 |
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3.3.2 经营用户(管理者)需求分析 |
31-33 |
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第四章 控制系统硬件电路设计 |
33-52 |
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4.1 主处理器选择 |
33-38 |
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4.1.1 ARM处理器选型的一般原则 |
33-36 |
|
4.1.2 本应用系统处理器选择 |
36-38 |
|
4.2 CAN通信接口设计 |
38-42 |
|
4.2.1 CAN模型结构 |
38-39 |
|
4.2.2 CAN控制器内部模块 |
39-40 |
|
4.2.3 CAN总线控制器TJA1040介绍 |
40-41 |
|
4.2.4 本控制系统CAN总线接口电路 |
41-42 |
|
4.3 控制系统硬件电路结构设计 |
42-48 |
|
4.3.1 硬件系统设计要求与结构框图 |
42-44 |
|
4.3.2 硬件电路模块 |
44-48 |
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4.4 硬件电路抗干扰 |
48-52 |
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4.4.1 硬件看门狗 |
48-49 |
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4.4.2 抑制干扰源 |
49-50 |
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4.4.3 电路板布线 |
50-52 |
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第五章 控制系统软件设计 |
52-78 |
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5.1 控制系统软件结构设计 |
52-55 |
|
5.1.1 控制系统软件结构 |
52-53 |
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5.1.2 主板程序模块 |
53-55 |
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5.1.3 驱动板程序模块 |
55 |
|
5.2 控制系统软件状态流程 |
55-62 |
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5.2.1 待机状态 |
56 |
|
5.2.2 复位状态 |
56-57 |
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5.2.3 预销售状态 |
57-58 |
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5.2.4 销售状态 |
58-59 |
|
5.2.5 结束销售状态 |
59-60 |
|
5.2.6 暂停销售状态 |
60-61 |
|
5.2.7 故障状态 |
61 |
|
5.2.8 设置状态 |
61-62 |
|
5.3 控制系统任务分配与调度 |
62-70 |
|
5.3.1 实时操作系统μC/OS-II移植 |
62-67 |
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5.3.2 μC/OS-II任务管理与调度 |
67-69 |
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5.3.3 本控制系统任务分配与调度 |
69-70 |
|
5.4 CAN通信管理 |
70-78 |
|
5.4.1 CAN通信规范 |
70-74 |
|
5.4.2 本控制系统通信设计 |
74-78 |
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第六章 系统测试与运行 |
78-81 |
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第七章 总结与展望 |
81-84 |
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7.1 总结 |
81-82 |
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7.2 展望 |
82-84 |
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参考文献 |
84-88 |
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附录1 电路实物图 |
88-91 |
|
致谢 |
91-92 |
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攻读硕士期间发表的论文和参加的工程项目 |
92 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386372 |
