具有A类设备接口功能的LXI仪器通用接口模块的设计与实现

摘要

本论文以测控技术与仪器教研中心重点研究课题-LXI总线仪器与系统为背景和选题来源。论文以LXI总线标准为指导，研究和探讨LXI总线的A类设备通用接口功能模块的设计和实现方法，主要包括通用接口功能模块硬件平台、μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统、TCP/IP协议栈和Web服务器在S3C44B0X微处理器上的移植，设备远程控制、IEEE1588同步时钟协议和硬件触发总线的研究和实现方法。
　　 本论文设计了以S3C44B0X微处理器为核心的通用接口功能模块硬件平台，设计了100M以太网通信接口、USB通信接口、RS-232串行通信接口和GPIB并行通信接口等；研究了μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的嵌入及移植方法，并在μC/OS-Ⅱ操作系统上成功移植了TCP/IP协议栈和Web服务器，实现了100M以太网、USB、RS-232等通信接口的功能。同时实现了上位机通过浏览器远程访问通用接口功能模块硬件平台服务器，以及对远程设备的控制。在IEEE1588精密时钟同步协议上，详细研究了精密时钟同步原理，初步实现了时钟同步消息和跟随消息的发送。在硬件触发总线的设计上，完成了硬件触发总线的原理图设计，提出了8个通道的功能设计。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1测控总线概述

1.1.1测控总线与系统定义

1.1.2测控总线与系统的发展历程

1.2课题介绍

1.2.1课题的背景

1.2.2论文的任务和意义

1.3 LXI标准及技术概要

1.3.1 LXI测控总线介绍

1.3.2 LXI设备的物理规范

1.3.3 LXI测控总线数据包格式

1.3.4 LXI测控总线的同步与触发方式

1.4本章小结

第二章嵌入式系统构建技术研究与实现

2.1嵌入式操作系统

2.1.1嵌入式操作系统概述

2.1.2μC／OS-Ⅱ嵌入式操作系统介绍

2.2嵌入式处理器介绍

2.2.1 ARM处理器综述

2.2.2 S3C44BOX嵌入式处理器介绍

2.3 ARM微处理器开发工具介绍

2.3.1 ARM Developer Suite V1.2编译器介绍

2.3.2 ARM Developer Suite V1.2编译器配置

2.4μC／OS嵌入式操作系统的移植

2.4.1 Boot Loader的编写

2.4.2μC／OS-Ⅱ的移植条件及移植步骤

2.4.3μC／OS-Ⅱ的调试

2.5本章小结

第三章LXI通用接口功能模块硬件系统设计

3.1 LXI通用接口功能模块总体设计

3.2电源模块的设计

3.3 S3C44BOX微处理器小系统的设计

3.4通用仪器接口设计

3.5 LAN接口设计

3.6 USB接口设计

3.7本章小结

第四章LXI设备接口关键技术与实现方法研究

4.1 LXI设备接口基本功能的实现

4.1.1 LXI设备接口功能简介

4.1.2 TCP／IP协议移植的相关问题

4.2 SCPI命令集的实现

4.2.1 SCPI命令集的介绍

4.2.2 SCPI指令的编写

4.3 Web服务器的建立

4.3.1 Web服务器介绍

4.3.2 LXI通用主页制作

4.3.3 Web服务器的建立

4.3.4 Web服务器调试

4.4 IEEE 1588精密时钟的解决方案

4.4.1 IEEE 1588协议介绍

4.4.2 IEEE 1588协议的体系结构

4.4.3 IEEE1588协议时间同步的实现过程

4.4.4 IEEE 1588协议实现中的问题

4.4.5 IEEE1588协议的初步实现

4.5本章小结

第五章LXI硬件触发总线实现方法的研究

5.1硬件触发总线简介

5.1.1硬件触发总线的电气要求

5.1.2硬件触发总线的物理要求

5.1.3 M-LVDS标准简介

5.2硬件触发总线的硬件设计与实现

5.3硬件触发总线的功能设计研究

5.4本章小结

第六章研究总结

致谢

参考文献

附录