基于嵌入式系统的船舶电站自动控制装置研究与设计

摘要

随着电力电子技术和计算机技术的不断发展，船舶自动化系统得到飞速发展，现正朝着数字化、集成化、网络化、标准化、智能化的方向发展。电站自动化是提高电站供电的可靠性、连续性及其质量指标的重要环节，对其进行研究有很重要的现实意义。本文以船舶电站为研究对象，将DSP控制器和嵌入式系统相结合，完成了船舶电站自动控制装置的设计。 本系统采用TI公司TMS320LF2407A型号DSP为处理器，在其上移植uC/OS-Ⅱ操作系统，在此平台上完成数据采集、自动并车和调频调载等任务；采用真有效值集成芯片提高数据采集的快速性和准确性，以可靠性高、抗干扰能力强的CAN总线作为数据传输总线，实现两台控制器之间的数据交换。 随着船舶电站功能的日益强大，其功能程序的复杂度也大大增加。复杂的程序设计使开发难度增大，开发周期加成，编程过程中人为出现的错误增多。针对这一问题，本文重点研究了在处理器中移植操作系统，并在操作系统的平台上编写功能程序。通过对操作系统的性能分析，以及在实验室的调试验证，取得了比较满意的结果。

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文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题来源与应用前景

1.2嵌入式系统简介

1.3课题研究的内容

第2章系统总体设计

2.1系统总体结构

2.2处理器及嵌入式操作系统的选择

第3章系统硬件电路设计

3.1 TMS320LF2407A及其外围电路设计

3.2电源电路设计

3.3信号采集电路设计

3.4模拟输入输出电路设计

3.5通信电路设计

3.6控制屏电路设计

第4章系统控制软件设计

4.1μC/OS-Ⅱ在TMS320LF2407A上的移植

4.1.1 C语言头文件OS_CPU.H的修改

4.1.2 C语言源文件OS_CPU_C.C的修改

4.1.3汇编语言文件OS_CPU_A.ASM的修改

4.2启动代码编写

4.2.1 DSP.CMD文件（链接器命令文件）

4.2.2 Vectors.asm文件

4.3驱动代码设计

4.3.1 IIC驱动程序设计

4.3.2 CAN总线的驱动程序设计

4.3.3异步串行通信的驱动程序设计

4.4应用程序设计

4.4.1操作系统的任务划分及优先级确定

4.4.2各任务间调度机制

4.4.3各任务间通信机制

4.4.4各个任务的流程图

第5章μC/OS-Ⅱ嵌入式系统性能分析

5.1μC/OS-Ⅱ关中断时间分析

5.2μC/OS-Ⅱ调度策略分析

5.3任务切换速度测试

5.4中断级任务调度的性能测试

结论

参考文献

附录A DSP部分程序源代码

攻读学位期间公开发表的论文

致谢

研究生履历