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1、学学 士士 学学 位位 论论 文文井下供电系统信息采集装置设计井下供电系统信息采集装置设计作者姓名：作者姓名： 尚福浩尚福浩 导师姓名：导师姓名： 徐文尚徐文尚 专业名称：专业名称：电气工程及其自动化电气工程及其自动化所在学院：所在学院：信息与电气工程学院信息与电气工程学院山山 东东 科科 技技 大大 学学2008 年 6 月摘要摘要随着微电子、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 AMR9 的 32 位高端嵌入式微处理器 AT91MR
2、9200 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 POI 接口设计的 8 路开关量输入输出硬件电路，通过 USATR 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
3、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 DA/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 UBS 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 CP 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
4、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。关键词关键词:嵌入式系统;ARM9;传感器;数据采集ABSTRACTABSTRACTWith the rapid development of the technologies of microelectronics，computer and network，in modem time data acquisition and control system has been embedded mode instead of the traditional mode and indu
5、strial Personal compute The embedded system Plays an important and exclusive role in the industrial data acquisition and control systemThis paper gives a design on high voltage power supply monitor for substation in coal mine on the base of analysis about existing condition and related production in
6、 domestic and foreign. A communication interface is designed in order to implement distance monitor with the help of computer. It can accomplish signal conversion from RS232 to RS485. The design selects a chip with optoelectronic isolated RS485 signal named MAX1480B which produced by MAXIM in Americ
7、a. By this means, the communication distance is increased. The intelligent collector is isolated from original synthetical protection device. It is controlled by singlechip together with voltage sensor, current sensor, temperature sensor and data-processing software to collect voltage, current, temp
8、erature, state of switch. At the same time, it performs control operation such as close switch, open switch, reset. In order to cut down checking period, a tributary station structure with double singlechips is designed. It is connected between computer and intelligent collector. It can implement bo
9、th-way communication by a double-port RAM chip. In accordance, the systems whole performance got increase. Also tributary station which structures with a connecting link between the preceding and the following can work independently without host computer. At the same time, this paper also gives the
10、design of multifunction software. The program consists of serial communication and data base procedure. The design makes full use of multiple communication modes between computer and many tributary stations. Unattended substation becomes true by these measures.Keywords: EmbeddedSystem;ARM9;DataAequi
11、sition 目录目录1 1 绪论绪论 .11.1 课题研究内容.1 1.2 课题研究的意义.1 1.3 信息采集的发展概况.22 2 本设计的总体思路本设计的总体思路 .42.1 方案的选择.4 2.2 嵌入式系统的概述.5 2.3AT91RM9200 的概述.123 3 数据信息采集前的准备数据信息采集前的准备 .163.1 井下供电系统需要采集的参数.16 3.2 传感器介绍.184 4 数据采集与控制系统的硬件设计数据采集与控制系统的硬件设计 .334.1A/D 模块的硬件设计.33 4. 2 D/A 通道模块的硬件设计.41第第 5 5 章数据采集与控制系统的软件设计章数据采集与控制系统的软件设计 .445.1 系统引导程序的建立.44 5.2 A/D 通道模块的软件设计.49 5.3 以太网模块的软件设计.546 6 总结总结 .58参考文献参考文献 .
