基于PC/104和ARM的工业控制平台设计及应用

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PC/104总线在是一种专门为嵌入式控制系统定义的一种工业控制总线,它在工业控制领域有着广泛的应用。本文研究了基于PC/104架构的ARM7通用控制平台的开发与设计。本文介绍了PC/104在嵌入式控制领域中的应用与总体的发展情况,并研究分析了目前现在的PC/104嵌入式模块的构成及其优缺点,进而结合目前ARM处理器在嵌入式领域的广泛应用,提出将ARM处理器应用于PC/104嵌入式主板模块的想法。根据实际应用需要,本论文对一款基于ARM7TDMI内核的ARM7处理器STR710FZ的结构特点的接口扩展技术进行了分析,并设计各个模块,对扩展接口和存储接口等关键技术进行了阐述。具体针对PC/104总线规范和STR710FZ的总线时序进行分析,采用可编程逻辑门陈列实现两者时序的兼容。为验证平台的可靠性与实用性,在此基础上设计了一款符合PC/104标准的数据采集卡,并对此进行测试。在软件设计中,本论文对工业控制平台软件进行了详细分析,对其设计思想、总体框架等进行了详细阐述,在此基础上,对STR710FZ进行了μCLinux操作系统移植,文章论述了整个平台的移植过程,以及详细的设计步骤,同时搭建了整个PC/104模块的测试平台,在μCLinux操作系统下设计了测试软件,并针对μCLinux操作系统进行了实时性分析与设计。最后给出了本平台的一个应用实例,将该平台应用于大坝安全监测,实践证明,将ARM处理器应用于PC/104嵌入式主板,可以很好地改善现在PC/104模块的功耗以及实际应用中的一些缺点。本文所设计的嵌入式控制平台结合了PC/104与ARM处理器的优势,具有一定创新性,其通用性和实用性,系统的可靠性和可扩展性均达到了本课题的要求。
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