一、基于单片机和CPLD的串行通信帧协议转换系统（论文文献综述）
黄征宇[1]（2019）在《实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究》文中研究说明总线式控制系统作为工业控制系统的一种重要类型,在军民装备控制领域中得到了广泛而深入的应用。基于实时以太网通信链路的总线式控制系统已成为当今工控系统发展的主流。而国内关于此类系统性能方面的研究较少,整体水平与国外仍有一定差距。随着高端装备对控制精度,响应速度以及运行安全性等要求的不断提高,迫切需要突破实时以太网分布式架构中的系统任务调度、多节点高精度同步以及总线通信安全等核心关键技术。这些关键技术涉及系统各模块间的任务时间管理、通信协议转换以及安全功能设计等多个方面。如何综合考虑这些系统内在因素,提高系统实时、同步以及安全等性能是此类系统所关注的主要问题。本文将围绕这些技术难题展开深入研究。本文的研究工作包括以下几个方面:1.根据工控系统发展现状,本文对基于实时以太网总线的分布式系统架构进行了全面论述,提出了一种典型主从架构的实时以太网总线式控制系统设计方案,详细说明了系统各部分功能模块设计方法,明确了系统实时性、同步性以及安全性等关键性能指标,为后续系统关键问题的研究工作提供设计依据。2.总线式控制系统实时性是高端装备控制领域所关注的主要问题。论文分析了主从站间的数据传输、多任务执行时机以及任务延迟等因素对系统实时性能的影响,并从任务调度和实时通信模块设计两方面展开研究。在任务调度方面,提出了一种针对实时以太网总线式控制系统的任务调度方法。该方法建立了各控制回路任务间的时间关系,可使系统控制周期降低至百微秒量级。在通信实时性方面,对主站实时通信模块进行设计,可使系统最小通信周期达到125微秒。为进一步开展高速高精同步控制与安全问题研究打下基础。3.同步性能是制约系统多轴联动控制性能提升的重要技术指标。针对高端装备控制领域不断提升的系统同步性能要求,本文分析了影响系统同步性能的主要原因,提出了一种基于实时以太网且符合CANopen协议的系统同步方法。该方法综合考虑了总线通信、协议转换以及任务调度等因素对同步性能的影响。基于该方法,各节点控制信号的最小同步误差约为100纳秒。所提方法可直接用于实时以太网总线式控制系统的多节点高精度协同控制。4.开放式总线架构使系统易于受到非法网络攻击等信息安全威胁。而通信不确定性会直接影响主从站数据交互的稳定性。本文分析了影响系统通信安全的主要因素,并结合SESAMO建模方法,设计了节点身份验证、通信加密以及数据校验等安全功能块,形成了一种兼顾功能安全和信息安全的Safe-COE安全通信架构。该架构可为分布式系统的通信安全设计提供较有效的解决方案。5.为了验证论文研究工作的有效性,本文在所搭建的实验系统上进行了实时及同步性能测试,并利用形式化建模方法对系统安全通信架构进行建模、仿真与功能验证。实验表明,采用本文所提出的任务优化调度、外设高精度同步控制以及安全集成设计方法,系统在实时性、同步性以及安全性等方面具有优良的性能。
张学飞[2]（2015）在《基于USB的多功能JTAG编程器设计》文中提出随着超大规模集成电路（Very Large Scale Integration,VLSI）技术的迅速发展,包括现场可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array,FPGA）与复杂可编程逻辑逻辑器件（Complex Programmable Logic Device,CPLD）,因具有在线编程的独特功能,广泛应用于航空航天、网络通信、军用雷达、仪器仪表、工业控制、医用CT、家用电器、手机和计算机等各个领域,使传统设计方法正在进行一场巨大的变革。然而FPGA和CPLD得到广泛应用的同时也给烧写配置CPLD和FPGA的编程器提出了更高的挑战。当前,FPGA和CPLD的编程器主要有两种:一种是基于并口的,一种是基于USB高速接口的,前者由于下载速度慢加之便携式电脑已无并口已经很少使用,后者由于其更高的数据传输速率和使用的方便性使其在性能上更优越。但是由于USB接口的编程器价格昂贵,使得许多FPGA开发人员望而却步。其次编程器功能单一,不能满足使用者扩展功能的需求。本文研究并设计了基于IEEE1149.1标准的FPGA/CPLD编程器,在深度解析JTAG标准协议、边界扫描测试技术和USB总线技术的基础上,选择了Altera官方的可编程逻辑器件编程器作为研究对象,通过对其内部工作流程进行解析,得出了编程器的内部工作机制,并采用以PIC处理器为控制器,完成了编程器电路的设计,实现了对FPGA/CPLD的编程配置功能。不同于当前开发设计的可编程逻辑器件编程器,本论文中所设计的编程器硬件设计上更精简且不用另行设计上位机软件,直接采用Quartus II开发环境即可使用,另外由于本编程器采用了SPI设计JTAG状态机的方案,编程配置速度比当前的USB-Blaster更快;本编程器具有多种功能,除了具有高速编程配置可编程逻辑器件的功能能外,还具有多接口数据传输功能,并能够通过自行开发设计的软件直接操作数据传输。
马常伟[3]（2015）在《海底电磁水平正交激发源控制系统设计》文中进行了进一步梳理作为一种新兴的海洋地球物理探测方法,可控源电磁法在探测深海浅层天然气水合物埋藏应用方面具有成本低、准确率高的优势。当前可控源电磁仪器中激发源信号发射方式广泛使用单发射偶极拖曳式发射,现有人提出了一种新的水平正交电磁双发射偶极,采用定点坐底式发射方法,相比原来的拖曳式发射方式具有对海底浅层构造识别能力更高的优势。水平正交双发射偶极激发源控制系统是可控源坐底式电磁发射机的核心控制功能实现部分,本文的研究内容重点在于实现控制系统的以下几大关键技术:功耗控制管理技术、双路电磁信号发射控制与方向切换技术、姿态俯仰横滚方位角的测量技术、发射电磁信号记录与数据时间标识技术。控制监测电路以LPC2368与EPM570T为核心,实现了系统内部时间基准,同时兼具有过流、过压报警功能,解决了姿态方位角测量与双路电磁信号发射控制技术;双路电流信号采集电路以ARM7为核心,搭配USB接口总线转换芯片CH375B,实现双路电流采集并为数据附加时间信息数据记录功能,记录的数据最终被写入仪器挂载的U盘;功耗控制电路以ATmega 8为控制核心,搭配相关电压转换电路,软件包括基于AVR Studio平台程序与上位机VC界面,可通过VC界面实现对各电压转换电路的控制,实现功耗控制管理功能。控制系统软件实现内容还包括由CPLD分频的本地秒脉冲信号和PPS的软件同步和本地秒脉冲相对于PPS偏移量测量,本地秒脉冲和PPS软件同步实现是CPLD在ARM7控制下通过VHDL程序完成。偏移量测量的实现是CPLD对偏移时间测量,传输协议将计数结果送给ARM7,ARM7对数据处理后反馈给上位机控制端。基于本设计的激发源控制系统,研发了海洋可控源电磁坐底式发射机,并进行了相关海试工作,验证了仪器的功能性和可靠性。初步实现海底水平正交激发源控制系统所需解决的几大关键技术,完成了系统预定的电磁信息发射采集等各项功能,满足了浅层水合物的勘探需求。
郝兵[4]（2015）在《嵌入式智能家居系统的研究与设计》文中研究说明随着人们对智能、舒适、便捷家居环境的追求,智能家居越来越受到人们的关注,并在逐渐改变着人们的生活习惯。论文分析了智能家居在国内外的发展现状,结合目前市场中智能家居产品的特点,设计了一种基于嵌入式的智能家居系统,该系统主要由家庭网关和终端节点组成。家庭网关是整个系统的核心,负责管理和控制整个系统,终端节点是家庭网关控制的对象,主要用来对家用电器进行控制和对家庭环境进行检测。本文从硬件角度和软件角度两个方向对智能家居系统的设计进行了详细的介绍,最后对系统进行测试。硬件部分设计了家庭网关和终端节点的硬件结构,并对家庭网关和终端节点各个模块和接口电路进行设计。实现了家庭网关的电源模块、复位电路、JTAG调试接口、网络接口、存储模块、无线通信模块等的电路设计。同时实现了终端节点的存储模块、电源控制模块、红外控制模块和温湿度检测模块等的电路设计。软件部分介绍了智能家居系统的软件功能,设计了系统的通信协议,并且从家庭网关和终端节点两个方面对智能家居的软件设计进行介绍。在家庭网关软件设计中搭建了家庭网关软件的开发平台,设计了智能家居系统的数据库,对配置模块、协议转换模块和控制模块的软件进行设计;终端节点软件设计中介绍了存储模块,红外控制模块和温湿度检测模块的软件设计。测试部分对整个系统进行了测试,包括系统配置、控制和内部无线通信性能测试。测试结果表明,该系统具有成本低廉,可靠性高,系统性强等特点,满足设计的目标和要求。
邓頔[5]（2013）在《铁路道岔转辙机电动机在线监测集中器及上位机设计与实现》文中进行了进一步梳理道岔转辙机作为铁路线路电气集中的主要控制设备,其工作可靠性与行车安全有着密切的关联。现阶段电动转辙机在我国使用量较为广泛,其动力由直流电动机提供。电动转辙机的核心部件为电动机,其性能的优劣对转辙机的稳定性有着重大的影响。目前对于转辙机电动机的故障检测,大多采用周期性的人工检查与转辙机试验台测试的方式。该方式存在浪费人力资源、效率低、故障定位慢等缺点。针对上述问题,论文设计并实现可实时采集转辙机电动机工作状态的监测系统。根据系统功能需求并结合站场的实际情况,该系统分为前端检测装置、数据集中器和上位机监测软件三部分。其中数据集中器作为通信中间层,利用串行通信扩展模块与多个电动机检测装置连接并负责数据转发。前端电动机检测装置接收到检测命令后,完成对规定监测参量的采集后,按通信协议帧格式进行数据封装,通过电力载波通信技术将数据耦合送入电力线并传输至数据集中器端,数据集中器完成通信帧地址位转换后,再利用TCP/IP通信技术发送至上位机监测软件。上位机监测软件首先完成通信帧的解析,然后根据监测参量数据值对电动机进行故障分析并显示检测结果。检测结果将被录入数据库,形成转辙机监测日志供检测工程师查看。为提高系统的可靠性,强化了系统自诊断功能,实现电动机检测装置的自检与通信线路的连通性检测。系统实现了对站场转辙机电动机的实时监测,包括转辙机电动机的故障分析与报警、实时监测显示、监测数据存储、报表生成等功能。监测界面通过站场平面图的绘制将各转辙机的实时状态直观的反馈给检测工程师,便于快速的对故障进行定位。该系统的实时监测方案相比传统的转辙机维护方式,减小了日常电动机检修的工作量,缩短了转辙机故障的存在时间,使行车安全进一步得到了保障。系统具有可靠性、安全性、可扩展性,为完善和改进铁路道岔转辙机故障诊断提供一定的参考。
顾爱平[6]（2012）在《基于ARM和UCOS-Ⅱ的加压溶剂萃取仪的研究与开发》文中研究说明复杂样品的前处理，常常是现代分析方法的薄弱环节，在以往的数年中，人们经过多种尝试以期找到一种高效、快捷的方法以取代传统的萃取法，例如，自动索氏萃取、微波消解、超声萃取和超临界萃取等。这些方法都存在有机溶剂的用量偏多，萃取时间较长，效率不够高等缺点。而萃取过程中高温、高压下压力的稳定性，长期以来一直是工程界的研究热点和难点。因此市场迫切需要一种既能够满足耐高温和高压力的条件，又具备有机溶剂用量少、萃取时间短、回收率高、稳定可靠的自动化萃取仪器。本控制系统设计方案的确定是依赖于溶剂萃取流程的实际需求而提出的，即以ARM单片机为核心的主板在嵌入式实时操作系统μCOS-Ⅱ的调度下来完成各项控制任务。本文着重介绍了加压萃取仪主机箱的结构、功能及设计实现。硬件电路方面：采用32位ARM单片机STM32F103为核心，结合CPLD芯片及其它外围元器件实现设计。主要完成原理图和印刷电路板的设计、温度与压力信号的采集与控制、气缸的驱动、电源和复位电路的设计。软件方面：由于多任务的需要，引入了微内核的嵌入式操作系统μCOS-Ⅱ，需要完成μCOS-Ⅱ在STM32F103上的移植、任务的划分，并实现相应功能软件代码的编制。经过反复的设计与改进，本系统已通过课题验收。在用户试用的结果表明，该系统能够满足设计要求，实现全部的预期功能，可完成全自动加压溶剂萃取相关功能的控制。
王绍杰[7]（2011）在《列车车厢环境监测系统设计与实现》文中指出随着铁路事业的长足发展,大量空调列车参与运营,使车厢环境得以改善,但由于列车车厢人员密度、空调系统工作状态等因素的影响,使车内环境有时无法满足旅客舒适度要求,甚至给旅客与乘务员带来不适。因此,为改善列车车厢环境,提高铁路旅客乘坐舒适度,增加铁路客运经济效益,对列车车厢环境监测系统研究是有必要的。该系统采用传感器、现场总线和计算机通信等技术,实现了以单节车厢环境监测系统为子系统,多节车厢组成串联网络的全列车实时环境监测系统。子系统以温度、湿度、碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫、甲醛与酒精作为监测对象,使用相应的传感器进行数据采集,根据采集量的不同做相应的处理后传入单片机,将单片机作为下位机数据处理单元,高性能PC作为上位机监测节点,CAN总线作为数据传输总线的分布式数据采集系统。全列车实时环境监测系统是以网卡通信技术与套接字协议为基础,依据客户端/服务器模型设计实现的串联网络系统。系统以总线结构为基础,基于上下位机构建了分布式数据采集系统,以Windows作为操作系统,VC6.0为软件开发平台,设计并实现车厢内多环境参数的数据采集与处理、显示与报警、记录与查询、报表打印、实时曲线绘制等功能；实现车厢之间通信建立、节点初始化、节点工作状态识别、目标节点数据监视等功能。系统通过对车厢内环境参数在线监测,达到了预期的目的,实现对车厢环境危害快速预警,并采取有效措施加以控制。系统能够为环境部门制定相关标准提供技术支持,对改善乘车出行环境,提高铁路服务质量,促进铁路的大发展是有意义的。另外系统具有一定的可移植性与扩展性,改变前端数据采集与处理模块,可以增加测量参量,并可以移植到其它环境监测领域,同时还可为环保、仓库、农业、林业以及工业生产环境监测的进一步研究提供一定的参考。
余发洪[8]（2011）在《基于FPGA的多协议综合转换系统设计技术研究》文中研究表明由于使用背景与需求的差异,不同的保密通信设备或安全信息网络往往采用不同的通信协议。通信协议的不同,阻碍了网络之间的互联,也使与网络协议不兼容的保密通信设备无法接入信息网络。解决这个问题的一个重要方法就是协议转换,论文提出了一种基于FPGA的多协议综合转换系统的设计,可以实现E1协议、V.35协议、RS449协议、野战地域网A接口协议、野战地域网D接口协议以及RS232协议中任意两种协议之间的相互转换,具有转换速度快,转换模式切换灵活等优点。论文对多协议综合转换系统的体系架构及关键技术设计进行了深入的研究,完成的工作及研究成果如下:第一,深入分析了系统涉及的六种通信协议的特性,包括数据格式、应用模式等,并比较了这些协议之间的主要不同点。分析了基于FPGA的两种常用的嵌入式系统结构及特点。介绍了几种常见的协议转换方法及各自的优缺点。第二,从确立多协议综合转换系统研究目标入手,分析了多协议转换的数据链路,在分析比较了两种典型的多协议转换系统架构的基础上,提出了一种基于FPGA的多协议综合转换系统体系架构的设计,该架构的特点是在协议转换过程中数据链路全部由硬件完成,控制单元可以对每个功能模块分别进行配置,该架构可以快速、灵活、有效的完成多种协议中任意两种协议之间的相互转换。第三,分析了实现多协议综合转换系统的速率匹配、转换矩阵、成帧E1接口设计三种关键技术。结合具体协议和系统架构特点,设计实现了速率匹配模块与转换矩阵。分析了E1的时钟与帧结构,设计实现了成帧的E1接口。最后,论文使用FPGA、MPC875嵌入式CPU等器件实现了原型系统,对多协议综合转换系统架构与关键技术设计进行了验证。使用专用仪表,对系统的各项功能进行了测试,测试结果表明,可以实现多种协议的转换。
王志[9]（2010）在《小型专用刻录系统的设计与实现》文中研究说明作为存储测试的核心环节,小型记录仪已得到了广泛应用。当前存储测试系统已应用在爆炸冲击波场测试中,成为冲击波场测试系统的一个组成部分。它与其他测试组件、无线通信控制组件以及主机之间的通信变得更加复杂。这对记录仪提出了新的要求:多种频率采样、可变触发阈值、海量数据存储、数据快速读取和通信接口更加灵活等。随着超大规模数字集成电路技术和计算机技术等信息技术的快速发展,目前记录仪正在朝着智能化、小型化、低功耗方向发展。本文正是针对以上新的要求和发展趋势,结合水下冲击波数据记录系统项目的具体指标,设计了一种基于CPLD和单片机的记录系统。该系统以PIC16F877A单片机和复杂可编程逻辑器件（CPLD）组成的双控制器为核心。它内部有四组共八种采样频率,单次试验可以选择其中一组进行变频采样,也可以在单一频率下工作;其触发值、存储长度可根据采样频率灵活设置;USB和SPI双通信接口的设计使系统更具有可扩展性。针对单点测试,可灵活的根据被测信号和应用环境的特殊要求来设定参数并有效记录存储数据。在场测试中,可多点分布并在不同参数下协同工作,以获取尽可能多的场信息。该记录系统实时性、稳定性较好,满足了用户的要求,现已投入使用。在此基础上,考虑到尽管这种分立元件组成的系统具有构成简单、成本低等特点,但难以满足大规模数据运算的需求,本文提出并设计了一种基于DSP的记录系统。在实现记录系统的基本功能时,可以使用C语言统一编程,这使得记录系统的开发变得简洁,易于移植。DSP在记录系统中的应用研究,将使系统更加智能化和小型化,为系统的升级做了准备。
王志,王文廉,张志杰[10]（2010）在《SPI及USB双通信接口的设计与实现》文中提出针对存储测试系统中记录仪的研制周期长、难以互换扩展等缺点,采用USB和SPI接口技术对其接口进行了改进。复杂可编程逻辑器件（CPLD）控制了信号的有效采集存储,而单片机与USB接口芯片配合则实现了与外围器件的有效通信。实验证明,USB接口可实现数据的快速传输;SPI接口可更方便地与无线控制及多种智能仪器实现对接。接口兼容将是记录仪未来的发展方向。
二、基于单片机和CPLD的串行通信帧协议转换系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于单片机和CPLD的串行通信帧协议转换系统（论文提纲范文）
（1）实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 总线式控制系统发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 工业现场总线发展现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.4 总线式控制系统的关键问题研究现状 |
| 1.4.1 系统实时性问题研究 |
| 1.4.2 系统同步方法研究 |
| 1.4.3 系统安全设计问题研究 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第二章 总线式控制系统总体方案设计 |
| 2.1 系统整体架构设计 |
| 2.2 系统功能模块设计 |
| 2.2.1 主站模块 |
| 2.2.2 从站模块 |
| 2.2.3 系统总线通信模块及架构设计 |
| 2.2.4 软件集成开发环境 |
| 2.2.5 监控组态软件 |
| 2.3 需求分析与关键指标设计 |
| 2.3.1 系统实时性指标 |
| 2.3.2 系统外设控制的同步指标 |
| 2.3.3 系统安全设计指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 任务调度与实时通信模块设计 |
| 3.1 系统实时性能影响分析 |
| 3.2 系统任务优化调度方法设计 |
| 3.2.1 系统控制回路任务图构建 |
| 3.2.2 系统任务的时间约束分析与推导 |
| 3.2.3 系统任务的优先级设置 |
| 3.2.4 任务优化时间参数求解 |
| 3.3 主站实时网络通信模块设计 |
| 3.3.1 主站系统内核实时化改造 |
| 3.3.2 主站网络实时通信模块设计 |
| 3.4 系统任务调度与通信性能测试 |
| 3.4.1 实验系统任务调度设计 |
| 3.4.2 通信性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 总线式控制系统的高精度同步方法研究 |
| 4.1 系统同步的影响因素分析 |
| 4.1.1 系统软件体系架构 |
| 4.1.2 系统通信与控制任务 |
| 4.1.3 影响同步的关键因素分析 |
| 4.2 总线式控制系统同步方法研究 |
| 4.2.1 实时以太网总线同步方法 |
| 4.2.2 实时以太网总线运行 CANopen 协议的机制设计 |
| 4.2.3 通信和控制的时间同步方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总线式控制系统的通信安全设计 |
| 5.1 系统安全问题分析 |
| 5.1.1 总线控制系统的安全问题 |
| 5.1.2 基于实时以太网的通信安全分析 |
| 5.2 基于SESAMO方法论的系统通信安全设计 |
| 5.2.1 SESAMO和形式化建模相结合的系统设计方法 |
| 5.2.2 操作概念阶段 |
| 5.2.3 系统设计阶段 |
| 5.2.4 系统的安全集成 |
| 5.2.5 系统安全的形式化建模与验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总线式控制系统软硬件实现 |
| 6.1 实验系统整体说明 |
| 6.2 系统功能模块设计说明 |
| 6.2.1 主站模块 |
| 6.2.2 从站模块 |
| 6.2.3 软件集成开发环境 |
| 6.2.4 监控组态软件 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 实验验证与仿真 |
| 7.1 系统实时性能测试 |
| 7.2 系统同步性能测试 |
| 7.3 系统安全通信体系性能测试与仿真 |
| 7.3.1 主从站总线通信性能测试 |
| 7.3.2 功能安全与信息安全验证 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文工作总结 |
| 8.2 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 1.学术论文 |
| 2.科研项目 |
| 3.专利申请 |
| 4.科技奖项 |
（2）基于USB的多功能JTAG编程器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 FPGA和CPLD国内外研究现状 |
| 1.3 FPGA和CPLD编程器国内外发展状况 |
| 1.4 JTAG协议的应用 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 编程器相关技术及数据接 |
| 2.1 编程器结构 |
| 2.2 USB总线技术 |
| 2.2.1 USB通信模式 |
| 2.2.2 USB数据传输及设备枚举 |
| 2.3 边界扫描测试技术 |
| 2.3.1 边界扫描基本原理 |
| 2.3.2 TAP状态机 |
| 2.4 通用串行接 |
| 2.4.1 IIC接 |
| 2.4.2 SPI接 |
| 2.4.3 UART接 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 编程器数据下载时序设计 |
| 3.1 FPGA编程配置方案研究 |
| 3.1.1 FPGA编程配置结构 |
| 3.1.2 编程配置模块分析 |
| 3.2 编程下载流程分析 |
| 3.2.1 EP4CE6简介 |
| 3.2.2 FPGA编程配置时序分析 |
| 3.3 JTAG状态机设计 |
| 3.3.1 接收状态机设计 |
| 3.3.2 发送状态机设计 |
| 3.3.3 SPI-JTAG设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 编程器硬件电路设计及数据传输功能设计 |
| 4.1 编程器硬件电路设计 |
| 4.2 编程器数据传输功能设计 |
| 4.3 数据传输界面设计 |
| 4.4 多功能编程器测试与验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）海底电磁水平正交激发源控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与研究意义 |
| 1.2 海洋可控源电磁方法及仪器简介 |
| 1.3 可控电磁激发源国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 激发源控制系统实现关键技术研究 |
| 2.1 论文研究内容 |
| 2.2 论文研究技术方案 |
| 第3章 控制系统硬件电路设计 |
| 3.1 功耗控制电路 |
| 3.1.1 电路实现方案原理 |
| 3.1.2 功耗管理MCU的选型 |
| 3.1.3 ATmega 8 最小系统电路实现 |
| 3.1.4 电压转换电路实现 |
| 3.2 控制运行监测电路 |
| 3.2.1 电路实现方案原理 |
| 3.2.2 控制运行监测电路硬件实现方案 |
| 3.2.3 ARM7 芯片最小系统电路及芯片外围实现 |
| 3.2.4 CPLD电磁信息发射电路 |
| 3.3 电流信号采集记录电路 |
| 3.3.1 电路实现方案原理 |
| 3.3.2 电流信号调理电路 |
| 3.3.3 过流信号报警电路 |
| 第4章 激发源控制系统软件设计 |
| 4.1 双路信号发射控制与状态监测程序 |
| 4.1.1 ARM端单片机软件程序 |
| 4.1.2 方位姿态信息测量与双路发射技术实现 |
| 4.1.3 硬件描述语言VHDL程序 |
| 4.2 双路电流采集程序 |
| 4.3 功耗管理程序 |
| 4.3.1 ATmega 8 芯片端功耗控制程序 |
| 4.3.2 Windows平台上位机VC界面 |
| 4.4 系统时间秒脉冲偏移测量程序 |
| 第5章 仪器调试与海上试验 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）嵌入式智能家居系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 智能家居发展趋势 |
| 1.4 研究目标与主要内容 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第2章 智能家居系统总体设计 |
| 2.1 系统设计目标 |
| 2.2 系统设计原则 |
| 2.3 系统结构设计 |
| 2.3.1 系统总体结构 |
| 2.3.2 硬件结构 |
| 2.3.3 软件结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 智能家居系统硬件设计 |
| 3.1 家庭网关硬件设计 |
| 3.1.1 家庭网关硬件总体设计 |
| 3.1.2 主要芯片选择 |
| 3.1.3 外围模块及接口电路设计 |
| 3.2 终端节点硬件设计 |
| 3.2.1 终端节点硬件总体设计 |
| 3.2.2 外围模块电路设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 智能家居系统软件设计 |
| 4.1 软件功能 |
| 4.1.1 家庭网关软件功能 |
| 4.1.2 终端节点软件功能 |
| 4.2 智能家居通信协议设计 |
| 4.2.1 外部通信协议设计 |
| 4.2.2 内部通信协议设计 |
| 4.3 家庭网关软件设计 |
| 4.3.1 家庭网关软件平台搭建 |
| 4.3.2 数据库模块设计 |
| 4.3.3 配置模块设计 |
| 4.3.4 协议转换模块设计 |
| 4.3.5 控制模块设计 |
| 4.4 终端节点软件设计 |
| 4.4.1 存储模块软件设计 |
| 4.4.2 电源控制模块软件设计 |
| 4.4.3 红外控制模块软件设计 |
| 4.4.4 温湿度检测模块软件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统测试 |
| 5.1 搭建测试环境 |
| 5.1.1 测试工具及运行环境 |
| 5.1.2 测试场景 |
| 5.2 测试过程及结果 |
| 5.2.1 配置系统测试 |
| 5.2.2 控制系统测试 |
| 5.2.3 通信性能分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录) |
| 附录B (系统硬件实物图) |
（5）铁路道岔转辙机电动机在线监测集中器及上位机设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.4 论文的组织及章节安排 |
| 第2章 系统需求分析与总体设计 |
| 2.1 可行性研究 |
| 2.2 系统需求分析 |
| 2.2.1 功能需求分析 |
| 2.2.2 性能需求分析 |
| 2.3 总体设计方案 |
| 2.4 系统设计流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数据集中器的硬件设计 |
| 3.1 数据集中器通信模块设计 |
| 3.1.1 通信方案选择 |
| 3.1.2 电力载波通信模块 |
| 3.1.3 TCP/IP通信模块 |
| 3.2 数据处理模块设计 |
| 3.2.1 MCU最小系统 |
| 3.2.2 24C02存储模块 |
| 3.3 串行通信扩展模块 |
| 3.3.1 串行通信扩展方案选择 |
| 3.3.2 串行通信扩展硬件设计 |
| 第4章 系统软件设计 |
| 4.1 通信协议的设计 |
| 4.1.1 上位机监测软件对电动机检测装置的命令帧设计 |
| 4.1.2 电动机检测装置对上位机监测软件的数据帧设计 |
| 4.1.3 差错控制 |
| 4.1.4 帧同步方案 |
| 4.2 数据集中器软件设计 |
| 4.2.1 通信帧处理模块 |
| 4.2.2 数据集中器通信模块 |
| 4.2.3 地址映射模块 |
| 4.3 上位机监测软件设计 |
| 4.3.1 数据库设计 |
| 4.3.2 TCP/IP通信模块 |
| 4.3.3 站场平面图生成模块 |
| 4.3.4 用户管理模块 |
| 4.3.5 设备信息管理模块 |
| 4.3.6 转辙机电动机故障分析模块 |
| 4.3.7 设备自检模块 |
| 4.3.8 用户日志模块 |
| 4.3.9 报表生成模块 |
| 第5章 系统调试 |
| 5.1 数据集中器的调试 |
| 5.2 通信模块调试 |
| 5.3 上位机监测软件调试 |
| 5.4 系统联调 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 数据集中器电路 |
| 附录Ⅱ 串行口通信扩展电路 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果 |
（6）基于ARM和UCOS-Ⅱ的加压溶剂萃取仪的研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 固体样品萃取的现状 |
| 1.3 萃取仪的国内外研究现状与趋势 |
| 1.4 本文研究的意义和主要内容 |
| 第2章 加压萃取仪的原理和结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 溶剂萃取技术介绍 |
| 2.2.1 固体样品萃取原理 |
| 2.3 加压萃取仪 |
| 2.3.1 萃取仪的设计指标及模块组成 |
| 2.3.2 萃取仪的工作流程 |
| 2.4 萃取仪嵌入式控制系统简介 |
| 2.5 软件开发环境 ReaView MDK |
| 2.5.1 μVision 3 的主要特征 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 萃取仪主机箱的设计与实现 |
| 3.1 主机箱功能及硬件设计 |
| 3.1.1 主机箱功能的划分 |
| 3.1.2 主机箱主控制板方案设计 |
| 3.2 主机箱微处理器 |
| 3.2.1 ARM 的 Cortex-M3 内核介绍 |
| 3.2.2 Cortex-M3 处理器技术特点 |
| 3.2.3 主机箱控制器 STM32F103 性能介绍 |
| 3.3 主机箱控制系统的功能实现 |
| 3.3.1 基于 STM32 和 CPLD 的主控板 |
| 3.3.2 主板 PCB 的设计 |
| 3.3.3 多点液位检测装置的设计 |
| 3.3.4 萃取压力控制装置的设计 |
| 3.3.5 萃取池架旋转装置的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 萃取仪温度控制模块的设计 |
| 4.1 温度采集控制单元的电路设计 |
| 4.1.1 温度传感器 |
| 4.1.2 温度采集芯片 MAX6675 |
| 4.1.3 Max6675 的温度采集电路设计 |
| 4.1.4 温度控制电路设计 |
| 4.2 温度控制的软件实现 |
| 4.2.1 PID 的控制原理简介 |
| 4.2.2 数字 PID 控制算法 |
| 4.2.3 改进的积分分离 PID 控制算法 |
| 4.2.4 温度控制参数选择 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 系统软件的设计与实现 |
| 5.1 嵌入式操作系统 |
| 5.2 μCOS-Ⅱ 操作系统 |
| 5.2.1 μCOS-Ⅱ 简介 |
| 5.2.2 μCOS-Ⅱ 的任务调度 |
| 5.2.3 μCOS-Ⅱ 的任务通信机制 |
| 5.3 μCOS-Ⅱ 系统的移植 |
| 5.3.1 应用相关的代码配置 |
| 5.3.2 ARM 相关的移植 |
| 5.4 操作系统的中断管理 |
| 5.4.1 中断处理过程 |
| 5.4.2 时钟节拍的建立 |
| 5.4.3 串口中断 |
| 5.5 萃取仪的任务设计 |
| 5.5.1 任务的划分与设计 |
| 5.5.2 任务的流程图 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 系统调试 |
| 6.1 硬件的调试 |
| 6.2 嵌入式软件的调试 |
| 6.3 整机联合调试 |
| 6.4 实验结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间所做的工作 |
（7）列车车厢环境监测系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外现状分析 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 课题的目的与研究内容 |
| 1.3.1 课题的目的 |
| 1.3.2 课题的研究内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第2章 系统总体设计 |
| 2.1 需求分析 |
| 2.2 系统总体结构设计 |
| 2.2.1 分布式数据采集系统 |
| 2.2.2 列车总线网络通信系统 |
| 2.3 系统功能模块设计 |
| 2.4 系统设计流程 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 系统硬件详细设计 |
| 3.1 CAN总线智能节点模块总体设计 |
| 3.2 数据采集与处理模块 |
| 3.2.1 温度检测电路 |
| 3.2.2 湿度检测电路 |
| 3.2.3 智能节点数据采集与处理模块 |
| 3.2.4 PCI6011A数据采集卡 |
| 3.3 RS232与CAN总线协议转换模块 |
| 3.3.1 协议转换器功能 |
| 3.3.2 协议转换器电路设计 |
| 3.4 CAN总线智能节点电路设计 |
| 3.5 列车总线网络架构 |
| 3.5.1 列车总线网络硬件组成 |
| 3.5.2 列车总线网络功能模块 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 系统软件详细设计 |
| 4.1 通信协议 |
| 4.1.1 底层网络通信帧格式 |
| 4.1.2 列车网络通信帧格式 |
| 4.2 CAN总线智能节点软件设计 |
| 4.2.1 温湿度采集与处理软件 |
| 4.2.2 RS232-CAN协议转换软件 |
| 4.3 监测节点软件设计 |
| 4.3.1 本地数据采集 |
| 4.3.2 CAN总线数据收发 |
| 4.3.3 车厢节点初始化 |
| 4.3.4 车厢节点工作状态识别 |
| 4.3.5 目标节点数据监视 |
| 4.3.6 用户操作界面 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 系统调试与测试 |
| 5.1 监测网络搭建与设置 |
| 5.2 系统测试 |
| 5.3 小结 |
| 工作总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（8）基于FPGA的多协议综合转换系统设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要工作及创新点 |
| 1.3.1 主要工作 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 多协议特性介绍及多协议转换系统结构分析 |
| 2.1 多协议特性介绍 |
| 2.1.1 E1 协议 |
| 2.1.2 V.35 协议 |
| 2.1.3 RS449 协议 |
| 2.1.4 野战地域网A接口协议 |
| 2.1.5 野战地域网D接口协议 |
| 2.1.6 RS232 协议 |
| 2.2 多协议特性比较 |
| 2.3 基于FPGA的嵌入式系统 |
| 2.3.1 使用FPGA的传统架构嵌入式系统 |
| 2.3.2 SOPC系统 |
| 2.4 几种常用协议转换方法 |
| 2.4.1 基于传统嵌入式系统实现协议转换 |
| 2.4.2 基于专用协议转换芯片实现协议转换 |
| 2.4.3 基于FPGA实现协议转换 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多协议综合转换系统体系架构设计 |
| 3.1 研究目标分析 |
| 3.1.1 需求分析 |
| 3.1.2 设计目标 |
| 3.2 协议转换的数据链路分析 |
| 3.2.1 多协议转换数据链路分析 |
| 3.2.2 线路接口单元LIU的实现方法 |
| 3.3 典型多协议转换系统架构分析 |
| 3.3.1 软件处理架构 |
| 3.3.2 硬件处理架构 |
| 3.4 多协议综合转换系统体系架构设计 |
| 3.4.1 系统结构描述 |
| 3.4.2 时钟及同步问题 |
| 3.5 控制单元 |
| 3.5.1 控制单元的功能分析 |
| 3.5.2 控制单元的实现方法分析 |
| 3.5.3 控制单元设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多协议综合转换系统SMCS关键技术分析 |
| 4.1 协议转换的速率匹配 |
| 4.1.1 多协议的通信速率分析 |
| 4.1.2 实现速率匹配的原理 |
| 4.1.3 协议转换时速率匹配的实现方法 |
| 4.1.4 多接口协议速率匹配处理 |
| 4.1.5 多协议速率匹配分析 |
| 4.2 多协议转换矩阵 |
| 4.2.1 多协议转换矩阵实现原理 |
| 4.2.2 多协议转换矩阵的设计 |
| 4.3 成帧E1 接口设计 |
| 4.3.1 E1 的时钟系统 |
| 4.3.2 E1 编解帧模块设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多协议综合转换系统SMCS的实现 |
| 5.1 电路板设计 |
| 5.1.1 电路板原理框图 |
| 5.1.2 主要器件功能介绍 |
| 5.1.3 控制单元设计 |
| 5.1.4 电源模块设计 |
| 5.2 原型系统硬件结构及部分模块设计 |
| 5.2.1 硬件结构 |
| 5.2.2 接口数据收发模块设计 |
| 5.2.3 总线接口单元设计 |
| 5.2.4 键盘设计 |
| 5.3 软件设计 |
| 5.3.1 软件开发环境 |
| 5.3.2 系统初始化 |
| 5.3.3 软件主程序 |
| 5.4 多协议综合转换系统的测试 |
| 5.4.1 测试内容 |
| 5.4.2 测试方案及测试结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作 |
| 致谢 |
（9）小型专用刻录系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与意义 |
| 1.2 专用记录系统的发展状况与应用领域 |
| 1.2.1 发展状况 |
| 1.2.2 应用领域 |
| 1.3 本人的主要工作和研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 记录系统总体方案设计 |
| 2.1 设计原则 |
| 2.2 系统技术指标与功能 |
| 2.2.1 技术指标 |
| 2.2.2 系统功能 |
| 2.3 系统整体设计 |
| 2.3.1 状态设计及工作说明 |
| 2.3.2 硬件构成方案 |
| 2.3.3 系统软件分析 |
| 3 基于 CPLD 与单片机的记录系统 |
| 3.1 系统框图与工作原理 |
| 3.2 系统硬件实现 |
| 3.2.1 模拟调理模块 |
| 3.2.2 A/D 转化模块 |
| 3.2.3 CPLD 逻辑控制模块 |
| 3.2.4 存储器模块 |
| 3.2.5 通信接口模块 |
| 3.2.6 电源模块 |
| 3.3 系统软件模块设计 |
| 3.3.1 CPLD 逻辑控制部件 |
| 3.3.2 单片机控制部件 |
| 3.4 上位机软件设计 |
| 3.5 实验与结果分析 |
| 3.5.1 实验装置 |
| 3.5.2 记录系统单次实验 |
| 3.5.3 采样频率的可编程测试 |
| 3.5.4 长度参数的可编程测试 |
| 3.5.5 触发阈值的可编程测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于 DSP 的记录系统 |
| 4.1 研究意义与开发方法 |
| 4.1.1 研究基于DSP 的记录系统的意义 |
| 4.1.2 基于DSP 的记录系统的开发方法 |
| 4.1.3 DSP 软件开发流程 |
| 4.2 系统总体设计 |
| 4.2.1 DSP 芯片的选型 |
| 4.2.2 记录系统整体设计 |
| 4.2.3 工作原理 |
| 4.3 硬件设计 |
| 4.3.1 模拟调理模块 |
| 4.3.2 记录系统模块 |
| 4.4 各功能模块软件设计 |
| 4.4.1 数据采集模块 |
| 4.4.2 数据存储模块 |
| 4.4.3 数据传输模块 |
| 4.5 系统性能扩展 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作特点与不足 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研工作 |
| 致谢 |
（10）SPI及USB双通信接口的设计与实现（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 总体设计 |
| 1.1 记录仪工作原理 |
| ① 通过USB接口进行通信 |
| ② 通过SPI接口进行通信 |
| 1.2 接口设计 |
| ① 通信方式选取: |
| ②具体实施: |
| 1.3 串行接口方式的选择 |
| 2 接口电路硬件设计与实现 |
| 2.1 SPI接口电路设计 |
| 2.2 USB接口电路设计 |
| 3 软件设计 |
| ① 主机程序设计 |
| ② 从机程序设计 |
| ③ SPI接口程序 |
| ④ USB接口程序 |
| ⑤ SPI与USB接口的程序兼容 |
| 4 实验与结果分析 |
| 5 结束语 |
四、基于单片机和CPLD的串行通信帧协议转换系统（论文参考文献）
- [1]实时以太网总线式控制系统的同步与安全设计问题研究[D]. 黄征宇. 国防科技大学, 2019(01)
- [2]基于USB的多功能JTAG编程器设计[D]. 张学飞. 哈尔滨工业大学, 2015(03)
- [3]海底电磁水平正交激发源控制系统设计[D]. 马常伟. 中国地质大学(北京), 2015(02)
- [4]嵌入式智能家居系统的研究与设计[D]. 郝兵. 湖南大学, 2015(03)
- [5]铁路道岔转辙机电动机在线监测集中器及上位机设计与实现[D]. 邓頔. 西南交通大学, 2013(11)
- [6]基于ARM和UCOS-Ⅱ的加压溶剂萃取仪的研究与开发[D]. 顾爱平. 北京工业大学, 2012(09)
- [7]列车车厢环境监测系统设计与实现[D]. 王绍杰. 西南交通大学, 2011(04)
- [8]基于FPGA的多协议综合转换系统设计技术研究[D]. 余发洪. 解放军信息工程大学, 2011(07)
- [9]小型专用刻录系统的设计与实现[D]. 王志. 中北大学, 2010(05)
- [10]SPI及USB双通信接口的设计与实现[J]. 王志,王文廉,张志杰. 自动化仪表, 2010(01)
标签：通信论文; 基于单片机的温度控制系统论文; 串行通信论文; 同步通信论文; 帧同步论文;