嵌入式机车电气仪表校验系统的研制

摘要

机车电气仪表用于机车各种电量(电压、电流)的测量和模拟指示，以帮助司机实时了解机车各部分工作是否正常。它是保证机车安全运行的重要监督手段。为了保证机车电气仪表的正常使用，需要定期对仪表的准确度等级的检定。 本论文通过对当前仪表校验校验技术的研究，结合软、硬件发展的新成果，针对机车电气仪表校验系统研制的需求，通过引进嵌入式技术先进的设计思路及软、硬件技术，试图寻求一条解决这些问题的途径。 本论文首先论述了嵌入式机车电气仪表校验系统整体设计方案，然后结合嵌入式技术从软件、硬件两个方面对下位机系统与上位机系统进行了详细论述。下位机系统的硬件方面主要研究工作集中在以单片机为核心的高精度测量与高精度输出电路的实现；软件方面结合嵌入式软件的设计思想，给出了各功能模块的软件流程设计。上位机系统的硬件方面主要介绍了PC104平台：软件方面首先详细介绍了嵌入式操作系统Windows CE平台的定制，然后阐述了在Windows CE平台使用．NET Compact Framework进行软件开发流程并且给出了关键功能的实现过程。主要研究工作如下： 1、以 AT89C52单片机为控制核心设计了测量(MAX133)与输出系统(DAC714)，实现了高精度测量与高精度输出，并且实现了基于RS-422协议的串行通信。 2、完成嵌入式实时操作系统Windows CE 4.2的平台定制。包括系统的剪裁、设备驱动程序的加载、相关配置文件的修改。 3、在Windows CE 4.2下，使用C＃语言完成基于．NET Compact Framework的应用程序开发。该程序完成了人机交互、串行通信、数据显示和数据存储等功能。 目前，已经完成了校验系统的硬件设计与软件调试，并在实验室验证了校验系统各项功能，达到设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1．1选题的意义和背景

1．2仪表校验系统的发展概况

1．3电气仪表计量检定原理与规程

1．3．1测量误差与准确度等级

1．3．2电气仪表检定的方法与流程

1．4嵌入式系统概述

1．4．1嵌入式系统的基本思想

1．4．2嵌入式系统的硬件

1．4．3嵌入式系统的软件

2嵌入式机车电气仪表校验系统的总体方案研究

2．1系统的设计要求

2．1．1系统准确度要求

2．1．2输出分辨率要求

2．1．3系统可靠性与抗干扰要求

2．2系统的总体方案

2．3系统的主要功能

3下位机系统设计

3．1单片机的选择

3．2高精度测量电路设计

3．2．1MAX133的性能特点

3．2．2MAX133的引脚功能

3．2．3MAX133的工作原理

3．2．4MAX133的外围电路

3．3高精度输出电路设计

3．3．1DAC714的原理及特点

3．3．2Howland式压控电流源电路设计

3．4光电编码式旋钮控制电路设计

3．4．1光电编码器的特点

3．4．2鉴相与计数原理

3．5RS-422通讯电路设计

3．5．1RS-422接口标准的特点

3．5．2RS-422接口芯片介绍

3．5．3MAX1490与单片机的接口

3．5．4通信协议设计

3．6下位机软件设计

4上位机系统设计

4．1PC104嵌入式计算机模块

4．2Windows CE嵌入式系统的介绍

4．2．1Windows CE的特点

4．2．2Windows CE嵌入式系统开发流程

4．3Windows CE平台定制

4．3．1使用Platform Builder定制平台的具体过程

4．3．2添加必要的特征

4．3．3CompactFlash Cards驱动程序的加载

4．3．4实现注册表的永久保存

4．3．5Intel 82559ER网卡驱动程序的加载

4．3．6触摸屏驱动程序的加载

4．3．7实现系统的本地启动

4．4上位机系统应用程序设计

4．4．1应用软件开发平台的搭建

4．4．2系统总流程的设计

4．4．3多线程技术

4．4．4串口通信的实现

4．4．5用户界面及操作简介

5系统的误差分析

5．1系统的误差源

5．2总体误差分析

6总结与展望

6．1实现现状与总结

6．2不足与展望

参考文献

作者简历