基于μC/OS-Ⅱ操作系统下总线式多模块系统的研究与开发

摘要

模块化设计是目前所流行的一种新的设计概念和方法。由于市场对机电产品的性能和质量等方面的要求越来越高，传统的设计方法已难满足，因此出现了模块化设计方法。模块化设计在国外机电产品中已获得广泛的应用，而在我国这种设计思想虽起步较晚但也越来越受到重视。随着高性能处理器、总线技术和嵌入式实时系统的快速发展，使得我们设计功能强大的模块化系统变得可能。在这些背景下，本文研究与设计了基于嵌入式实时系统的总线式模块化系统。
　　本文设计的总线式模块化系统采用主从式结构，各模块均使用STM32微控制器为处理核心。输入模块主要负责采集数据，输出模块主要负责数据输出，主控模块通过SPI总线读取输入模块采集到的数据，进行数据的处理和运算，然后通过SPI总线传输到输出模块进行输出。本系统以SPI总线进行模块间的内部通信；CAN总线和以太网来接口外部通信。主控模块有以太网接口，用户可以通过远程访问本系统。首先介绍了系统相关技术及整体方案设计，然后详细讲述主控模块及从模块的硬件电路设计和基于嵌入式实时系统的各模块软件设计。最后，通过在ZJ17卷烟机上的成功应用表明系统的可行性。

目录

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缩略词

第一章 绪论

1.1引言

1.2课题的背景与研究意义

1.3 模块化设计发展现状及前景

1.4 本文主要研究工作内容及结构安排

1.5本章小结

第二章 STM32微控制器及开发环境搭建

2.1 STM32及Cortex-M3内核介绍

2.2 STM32开发环境搭建

2.3 本章小结

第三章 SPI总线及系统方案设计

3.1 SPI总线协议简介

3.2 系统方案设计

3.3 系统硬件方案设计

3.4 系统软件设计方案

3.5 本章小结

第四章 总线式多模块系统硬件设计

4.1 主控模块硬件电路设计

4.2 输入模块硬件电路设计

4.3 输出模块硬件电路设计

4.4 本章小结

第五章 嵌入式系统μC/OS-II的移植与系统软件设计

5.1μC/OS-II实时操作系统的内核结构

5.2μC/OS-II实时系统简要分析

5.3μC/OS-II实时系统在STM32F103系列控制器上的移植

5.4嵌入式主控模块软件设计

5.5 输入模块软件设计

5.6 输出模块软件设计

5.7 本章小结

第六章 系统在ZJ17卷接机上的应用

6.1 ZJ17卷接机简介

6.2嵌入式模块化系统在ZJ17卷接机上的应用

6.3本章小结

第七章 总结与展望

7.1 本文总结

7.2 改进及展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文