煤组分显微测定装置的设备开发

摘要

传统的煤组分显微测定装置在针对性、稳定性及造价方面都不尽如人意。而炼焦配煤的准确性又决定了钢铁企业炼钢的质量和成本。因此研制性能可靠、体积小、低成本的新型煤组分显微测定装置事在必行。本文提出基于FPGA结构+ARM嵌入式处理器的煤组分显微测定装置解决方案,采用ARM处理器和FPGA可编程逻辑器件,进行基于本方案的硬件设计。系统的硬件设计以ARM和FPGA为平台,ARM处理器采用S3C2410,而FPGA采用Altera公司的EP1C6Q240C8芯片。硬件设计围绕核心芯片,进行了FPGA的外围驱动电路、线阵CCD和A/D转换器的时序设计及与ARM的接口设计；ARM处理器实现了系统的控制和外设驱动,并基于Linux进行内核移植和LCD的驱动的开发。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 选题背景

1.2 选题意义

1.3 本论文的主要工作

1.3.1 FGPA模块部分

1.3.2 ARM模块部分

第二章 系统概况简述

2.1 FPGA开发模块简介

2.1.1 FPGA技术及其工作原理

2.1.2 可编程逻辑器件发展及分类

2.1.3 FPGA的设计流程

2.2 ARM体系及开发板结构简介

2.2.1 内存部分

2.2.2 数据通讯口和外部输入输出口

2.2.3 片选

2.2.4 总线

2.3 本章小结

第三章 FPGA设计模块的外围电路和时序设计

3.1 FPGA设计模块的外围电路及主要器件介绍

3.1.1 光路及照明系统

3.1.2 FPGA外部时钟电路

3.1.3 线阵CCD的选择及时序设计

3.1.4 模数转换器的选择

3.2 基于FPGA的各部件的驱动电路及时序设计

3.2.1 TCD1500C的驱动电路设计

3.2.2 AD7671的时序实现

3.2.3 ARM处理器与FPGA的FIFO接口设计

3.2.4 FPGA对步进电机的驱动电路实现

3.3 本章小结

第四章 ARM部分相关开发

4.1 Linux操作系统内核

4.2 固态存储设备空间设计与分配

4.3 BootLoader简介及移植

4.3.1 BootLoader介绍

4.2.2 BootLoader设计

4.2.3 BootLoader装载

4.3 Linux的移植

4.3.1 内核源码下载

4.3.2 Linux交叉编译

4.3.3 制作根盘文件系统

4.4 Linux驱动程序介绍

4.5 本章小节

第五章 设备的标定与测试

5.1 系统的标定

5.1.2 测量设备的标定

5.1.1 标准校验的操作步骤

5.2 测定结果的分析

第六章 结论

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

在学期间发表的学术论文和参加科研情况