本文關鍵詞：基于ARM的多總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器的研究與設計

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【摘要】：現(xiàn)場總線技術憑借其可控性強、可靠性高、開放性好等優(yōu)點在現(xiàn)代工業(yè)控制領域中得到了廣泛應用，，但多種總線標準的共存與競爭現(xiàn)象給用戶帶來了諸多不便。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)功能也越來越完善，以太網(wǎng)TCP/IP網(wǎng)絡的應用已經(jīng)在社會的各個角落得到了廣泛應用。現(xiàn)場總線技術與以太網(wǎng)技術的融合已經(jīng)成為社會發(fā)展的必然趨勢。 本文在深入研究現(xiàn)場總線協(xié)議和以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的基礎上設計一種多總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)在一個系統(tǒng)中多種現(xiàn)場總線協(xié)議能分別與以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。本文中采用的總線協(xié)議有CAN總線協(xié)議、Modbus協(xié)議、Profibus-DP總線協(xié)議和RS232串行通信協(xié)議。 本文提出了采用接收數(shù)據(jù)包解包打包再發(fā)送的方法實現(xiàn)協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。硬件部分完成了協(xié)議轉(zhuǎn)換器的核心板設計和應用板設計。協(xié)議轉(zhuǎn)換器核心板為基于ARM9的最小系統(tǒng)，包括存儲系統(tǒng)、電源電路、復位電路、時鐘電路等。應用板包括以太網(wǎng)接口電路、CAN總線接口電路、Modbus總線接口電路、Profibus-DP模塊電路、RS232接口電路和LCD及觸摸屏接口電路等。轉(zhuǎn)換器置入嵌入式Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺，完成了相應接口硬件的移植和裁剪，包括U-Boot移植、Linux內(nèi)核的配置與移植、文件系統(tǒng)的建立。設計了CAN總線設備的驅(qū)動程序并成功加載進入內(nèi)核；完成了各總線協(xié)議模塊程序及協(xié)議轉(zhuǎn)換程序設計；對TCP/IP協(xié)議與RS232協(xié)議之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進行了測試。采用Qt設計了協(xié)議轉(zhuǎn)換器靈活、方便的人機交互操作界面，包括開機歡迎界面、用戶登陸界面、協(xié)議轉(zhuǎn)換選擇界面和參數(shù)配置界面等。 實驗結(jié)果表明，本文設計的多總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器具有豐富的通信接口且可以完成協(xié)議轉(zhuǎn)換功能、具有友好的人機交互界面，并且運行情況穩(wěn)定，達到了預期的設計要求，具有良好的實用性和應用前景。
【關鍵詞】：協(xié)議轉(zhuǎn)換 總線協(xié)議 S3C2440 Linux
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP273;TP393.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-12
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 工業(yè)現(xiàn)場總線及 TCP/IP 協(xié)議14-23
• 2.1 OSI 開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型14
• 2.2 CAN 總線技術14-16
• 2.3 PROFIBUS 總線技術16-17
• 2.4 MODBUS 總線技術17-18
• 2.5 RS-232 串行通信協(xié)議18
• 2.6 以太網(wǎng)與 TCP/IP 協(xié)議18-21
• 2.6.1 TCP/IP 協(xié)議模型19
• 2.6.2 以太網(wǎng)幀結(jié)構19-21
• 2.7 協(xié)議轉(zhuǎn)換設計21-22
• 2.8 本章小結(jié)22-23
• 第3章 系統(tǒng)硬件電路設計23-34
• 3.1 S3C2440A 最小系統(tǒng)硬件電路設計23-27
• 3.1.1 S3C2440A24
• 3.1.2 FLASH 存儲系統(tǒng)24-25
• 3.1.3 SDRAM 存儲系統(tǒng)25-26
• 3.1.4 電源電路26
• 3.1.5 復位電路26
• 3.1.6 時鐘電路26-27
• 3.1.7 JTAG 接口電路27
• 3.2 以太網(wǎng)接口電路設計27-29
• 3.3 CAN 接口電路設計29-30
• 3.4 Modbus 總線接口電路設計30-31
• 3.5 Profibus-DP 模塊硬件電路設計31-32
• 3.6 RS-232 接口電路設計32
• 3.7 LCD 和觸摸接口電路設計32-33
• 3.8 本章小結(jié)33-34
• 第4章 多總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器軟件平臺的設計34-43
• 4.1 嵌入式 Linux 系統(tǒng)34-35
• 4.2 嵌入式 Linux 系統(tǒng)的移植35-42
• 4.2.1 準備工作35-36
• 4.2.2 Bootloader 的移植與配置36-37
• 4.2.3 嵌入式 Linux 內(nèi)核的移植37-41
• 4.2.4 文件系統(tǒng)的移植41-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第5章 系統(tǒng)功能與實現(xiàn)43-63
• 5.1 設備驅(qū)動程序設計43-50
• 5.1.1 CAN 總線驅(qū)動程序設計43-47
• 5.1.2 驅(qū)動程序的編譯加載47-50
• 5.2 協(xié)議轉(zhuǎn)換功能與程序設計50-55
• 5.2.1 以太網(wǎng)模塊50-52
• 5.2.2 CAN 總線模塊52-53
• 5.2.3 RS232 模塊53
• 5.2.4 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊53-55
• 5.3 人機交互功能與程序設計55-56
• 5.4 實驗與分析56-61
• 5.4.1 觸屏及 Qt 界面顯示56-58
• 5.4.2 測試與分析58-61
• 5.5 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻64-68
• 附錄68-69
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文69-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：721869