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基于DSP的嵌入式石油测井系统的设计

作　者: 冯战鹏
导　师: 孙万蓉
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: DSP 测井 μC/OS-II 以太网 FAT文件系统
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着物联网概念的提出，其用途不断的扩展，现在已普遍的应用到工业检测、楼控系统、家庭智能设备、移动终端、视频监控系统和铁路监控系统等各个领域，在测井系统设计中也可以运用物联网的原理。本文的主要研究方向为基于DSP的嵌入式石油测井系统中的数据传输和控制部分。根据物联网的设计理念，本测井系统可分为三部分,分别是井下数据采集和传输系统（下位机）、地面数据传输和检测系统（上位机）、数据监控中心（服务器）等。下位机是由数据采集和数据传输两个模块组成，数据采集是通过各种测井需要的传感器和AD模块配合进行数据采集，而数据传输是运用CAN总线将采集到的数据发送出去。服务器可以接收多个下位机传输的数据，同时完成数据的分析、管理、存储和显示等。上位机的主要功能是通过CAN总线接收下位机的数据，然后数据打包后通过TCP/IP协议传输给服务器。论文主要介绍了该系统的整体构架和上位机的实现。上位机的硬件电路的设计主要包括TMS320F2812的最小系统、CAN通信模块、以太网通信模块、电子盘存储模块等。本系统在TMS320F2812芯片上移植了μC/OS-II实时操作系统，并在此基础上实现以太网协议栈、FAT文件系统、CAN通信等各个功能模块之间的协调工作。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-10
  1.1 课题的研究背景及意义  8
  1.2 物联网的概念和应用方向  8-9
  1.3 论文研究的主要工作及结构  9-10
第二章系统整体架构和数据传输板的功能介绍  10-18
  2.1 系统的整体架构  10-11
  2.2 数据传输板的构建和功能介绍  11
  2.3 系统设计中运用的技术介绍  11-13
    2.3.1 CAN 通信协议的简介  11-12
    2.3.2 TCP/IP 协议的简介  12-13
    2.3.3 FLASH 简介  13
  2.4 微处理芯片 DSP 的功能和应用  13-18
    2.4.1 芯片主要性能  13-14
    2.4.2 存储器及扩展接口  14-15
    2.4.3 存储器及扩展接口  15-18
第三章系统硬件电路设计  18-32
  3.1 系统电源设计  19-20
  3.2 CAN 接口电路的设计  20-24
    3.2.1 TMS320F2812 的 CAN 模块介绍  20-23
    3.2.2 收发器 CTM8250 的介绍  23
    3.2.3 CAN 接口电路设计  23-24
  3.3 以太网接口电路的设计  24-26
    3.3.1 局域网处理芯片 CS8900A 性能及结构  24-25
    3.3.2 CS8900A 的工作原理  25
    3.3.3 以太网接口电路  25-26
  3.4 RAM 存储模块电路的设计  26-28
    3.4.1 静态 RAM 芯片 IS16LV51216AL 特性  26-27
    3.4.2 外扩 RAM 的接口电路  27-28
  3.5 NANDFLASH 模块电路的设计  28-32
    3.5.1 NANDFlash K9F2G08 的介绍  28-30
    3.5.2 K9F2G08 的设计电路  30-32
第四章 μ C/OS-II 操作系统的分析与移植  32-52
  4.1 μC/OS-II 实时操作系统的概括介绍  32-42
    4.1.1 μC/OS-II 的任务简单介绍  32-34
    4.1.2 μC/OS-II 的任务管理  34-35
    4.1.3 μC/OS-II 的任务调度  35-36
    4.1.4 μC/OS-II 的任务同步与通信  36-37
    4.1.5 μC/OS-II 事件的介绍  37-40
    4.1.6 μC/OS-II 的中断与时钟  40-42
  4.2 μC/OS-II 实时操作系统在 TMS320F2812 上的移植  42-52
    4.2.1 移植可行性分析  42
    4.2.2 移植时需要注意的问题  42-43
    4.2.3 移植所需的工作  43-49
    4.2.4 移植测试  49-52
第五章测井系统上位机软件的设计  52-74
  5.1 CAN 模块通信软件实现  52-54
    5.1.1 初始化模块  52
    5.1.2 发送模块  52-53
    5.1.3 接收模块  53
    5.1.4 中断处理模块  53
    5.1.5 CAN 模块的通信测试  53-54
  5.2 网络通信模块的软件实现  54-65
    5.2.1 TCP/IP 协议栈的分析  54-59
    5.2.2 嵌入式 TCP/IP 协议栈的实现  59-60
    5.2.3 以太网控制器(CS8900A)驱动程序的编写  60-62
    5.2.4 以太网协议栈的应用  62-65
  5.3 NANDFLASH 模块的文件系统实现  65-72
    5.3.1 FAT 的设计  65-68
    5.3.2 NANDFLASH 的驱动程序  68-72
  5.4 数据传输板系统软件设计  72-74
第六章总结和展望  74-76
  6.1 论文总结  74
  6.2 课题展望  74-76
致谢  76-78
参考文献  78-80
研究成果  80-81

基于DSP的嵌入式石油测井系统的设计

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