基于ARM9的嵌入式数据采集与控制系统硬件平台的设计

随着微电子、计算机、网络等技术的高度发展,现代工业数据采集与控制系统已经从传统电路、微机模式发展成为嵌入式系统模式,嵌入式系统在现代工业数据采集与控制中扮演着不可替代的重要作用。 本论文研究的主要目的是利用基于ARM9的32位高端嵌入式微处理器AT91RM9200和嵌入式Linux内核设计新型数据采集与控制系统平台,突破传统的测控模式,使其具有更强大的处理能力,更优越的通信方式。 本论文设计的具有数据采集与控制等多种功能的测控平台包括以下几个部分:基于SPI串行接口设计的8路A/D模拟量采集硬件电路,基于EBI并行接口设计的2路D/A模拟量输出硬件电路,以及采用PIO接口设计的8路开关量输入输出硬件电路,通过USART异步串行口设计的RS-232串口通讯硬件电路。以此平台为基础,初步研究嵌入式Linux,移植U-boot的源代码到Flash作为系统的引导程序,成功启动硬件系统和下载内核与文件系统。并且,操作SPI寄存器设计A/D通道的软件模块,操作静态存储控制器SMC设计D/A通道的软件模块,操作USART控制寄存器设计RS-232串口的软件模块,以及利用Socket方法设计以太网通讯软件模块,驱动UHP设计USB软件模块。 本论文最终能够实现下面几个功能:8路模拟量的采集,2路数模转换输出控制,8路开关量的输入输出,RS-232的串口通讯,以及以嵌入式板卡为服务器的以太网数据传输和U盘在无PC机板卡上的数据传输。 本论文所设计的数据采集和控制系统可广泛应用于各种工业领域,也可作为一个嵌入式控制器应用于对各种工业设备的控制。本论文对于基于嵌入式的数据采集和控制系统所作的一些研究结果和系统设计中的一些方法具有一定的先进性和良好的实用性,应用前景十分广阔。