本文關鍵詞：基于嵌入式的1553B-RS485總線轉換設備的研制

  更多相關文章： 1553B RS485 FPGA ARM-Linux 總線轉換設備

【摘要】：自上世紀50年代計算機發(fā)明以來，計算機、電子等技術便開始應用于航空電子領域，并開啟了模擬電子控制系統(tǒng)的時代。直到上世紀70年代數(shù)字總線技術1553B標準的提出和應用，其大大提高了航電控制系統(tǒng)的性能，并正式開始進入數(shù)字電子控制系統(tǒng)的時代。而信息數(shù)字化高速發(fā)展的今天，單一的數(shù)字總線技術已不能完全滿足特定系統(tǒng)的要求。因此，，混合總線技術正逐漸成為新的發(fā)展方向。 課題以航電總線為研究背景，功能擴展、節(jié)省成本為目標，通過研究將成本低廉、功能強大的RS485工業(yè)控制總線與價格昂貴、性能穩(wěn)定的1553B航電總線結合的方法，提高混合總線的性能，研制一套基于ARM-Linux平臺的1553B-RS485總線轉換設備。 論文首先分析了兩類總線的傳輸協(xié)議和性能指標，提出1553B、RS485的節(jié)點接口和ARM9控制平臺的設計方法。對來自1553B總線上的數(shù)據(jù)信息，通過由FPGA實現(xiàn)的RT節(jié)點進行協(xié)議解析，再由ARM-Linux平臺進行調度管理、數(shù)據(jù)處理，最后通過RS485總線完成消息傳輸，實現(xiàn)終端設備的控制與信息反饋。在此基礎上論文完成關鍵元器件設計選型，實現(xiàn)了基于ARM-Linux平臺的1553B和RS485總線轉換方案。 論文對轉換設備的軟硬件設計過程進行了詳細闡述。硬件設計以S3C2440作為ARM9控制平臺，設計了平臺的最小系統(tǒng)電路、RS485端通信電路、以FPGA為核心的RT模塊電路；軟件設計以Linux操作系統(tǒng)為核心，并在硬件基礎上完成了Bootloader和內核的移植、根文件系統(tǒng)的掛載、兩類總線接口的驅動程序編寫以及系統(tǒng)的整體應用程序編寫。 文末通過對軟硬件模塊進行功能測試并對運行數(shù)據(jù)對比分析，數(shù)據(jù)傳輸轉換準確可靠。試驗表明總線轉換設備能夠完成1553B-RS485的數(shù)據(jù)轉換功能，該方案具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：1553B RS485 FPGA ARM-Linux 總線轉換設備
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V243;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 航電系統(tǒng)總線的國內外發(fā)展概況11-13
• 1.2.1 國外發(fā)展概況11-12
• 1.2.2 國內發(fā)展概況12-13
• 1.3 RS485 總線的發(fā)展歷史13
• 1.4 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史13-14
• 1.5 本文主要研究內容14-16
• 第二章 1553B 與 RS485 總線概述16-20
• 2.1 1553B 總線簡介16-17
• 2.1.1 總線基本信息16
• 2.1.2 總線可靠性分析16-17
• 2.2 RS485 總線簡介17-19
• 2.2.1 總線參數(shù)17-18
• 2.2.2 總線可靠性分析18-19
• 2.3 本章小結19-20
• 第三章 總線轉換設備設計方案分析設計20-27
• 3.1 整體設計分析20-24
• 3.1.1 1553B 節(jié)點設計分析20-22
• 3.1.2 RS485 端點設計分析22
• 3.1.3 ARM9 控制平臺設計分析22-24
• 3.2 器件選擇24-25
• 3.2.1 1553B 節(jié)點器件選擇24
• 3.2.2 RS485 端器件選擇24-25
• 3.3 傳輸方案設計25-26
• 3.4 本章小結26-27
• 第四章 總線轉換設備的硬件設計27-45
• 4.1 整體硬件設計27
• 4.2 ARM9 最小系統(tǒng)電路設計27-31
• 4.2.1 嵌入式核心電路27-30
• 4.2.2 電源電路30
• 4.2.3 晶振電路30-31
• 4.2.4 下載電路31
• 4.3 RS485 端通信電路設計31-34
• 4.3.1 隔離模塊設計33
• 4.3.2 收發(fā)模塊設計33-34
• 4.4 RT 內部模塊設計34-39
• 4.4.1 曼側斯特編解碼模塊設計36-37
• 4.4.2 命令解析模塊設計37-38
• 4.4.3 收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖模塊設計38-39
• 4.5 RT 外部電路設計39-43
• 4.5.1 FPGA 工作電路設計39-42
• 4.5.2 收發(fā)電路模塊設計42-43
• 4.6 整體 PCB 設計43-44
• 4.7 本章小結44-45
• 第五章 軟件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)45-69
• 5.1 嵌入式 Linux 概念45
• 5.2 引導加載程序 Bootloader45-51
• 5.2.1 Bootloader 概述45-46
• 5.2.2 Bootloader 啟動方式46-47
• 5.2.3 Bootloader 移植47-51
• 5.3 內核移植51-56
• 5.3.1 內核啟動方式52-53
• 5.3.2 內核配置53-56
• 5.4 文件系統(tǒng)掛載56-58
• 5.4.1 文件系統(tǒng)選型56-57
• 5.4.2 BusyBox 配置57-58
• 5.5 總線接口設備驅動開發(fā)58-64
• 5.5.1 RT 端驅動設計59-63
• 5.5.2 485 端驅動設計63-64
• 5.6 轉換設備應用程序設計64-68
• 5.7 本章小結68-69
• 第六章 轉換設備測試69-74
• 6.1 模塊測試69-72
• 6.1.1 供電系統(tǒng)模塊測試69-70
• 6.1.2 核心電路模塊測試70
• 6.1.3 485 通信模塊測試70
• 6.1.4 RT 模塊 FPGA 測試70-72
• 6.2 整體運行測試72-73
• 6.3 本章小結73-74
• 第七章 總結與展望74-76
• 7.1 總結74
• 7.2 展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-80
• 附錄80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 劉健,劉剛;總線技術在武器系統(tǒng)中的應用[J];兵工自動化;2002年05期

2 周有利;;RS485總線的使用和解決方案探討[J];電腦知識與技術;2009年05期

3 王春燕;劉和平;;現(xiàn)場總線技術在智能家庭控制網(wǎng)絡中的應用[J];電氣自動化;2006年05期

4 虞日躍 ,史洪源;RS-485總線的理論與實踐[J];電子技術應用;2001年11期

5 熊華鋼;1553B總線通信技術的應用與發(fā)展[J];電子技術應用;1997年08期

6 黃家平;王明皓;謝慧玲;呂朝暉;;1553B總線通信系統(tǒng)可靠性分析[J];飛機設計;2010年02期

7 龐國安;岳喜順;;Linux啟動過程分析[J];計算機與現(xiàn)代化;2010年02期

8 孫棣華;龔康;廖孝勇;;面向S3C2440的U-Boot分析與改進[J];控制工程;2012年05期

9 段滋鴻;段滋華;;UNIX V(CTIX)操作系統(tǒng)的使用及管理[J];計算機工程與應用;1991年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張澤;外空安全戰(zhàn)略研究[D];外交學院;2012年

本文編號：570871