基于嵌入式的模块化控制系统设计

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1、大连海事大学硕士学位论文基于嵌入式的模块化控制系统设计姓名：宁志明申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：赵永生20090601中文摘要摘要数据采集与控制是信息科学领域的一个重要分支，发展至今已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。现场总线的出现和发展增强了数据采集控制系统的通信能力，使得设备间的联系更加紧密。以TCP／IP协议为基础的以太网具有传输通信距离远、方便快捷的特点，已经向采集控制领域发展。采集控制设备接入以太网可大大提高其地域分布性，已成为一种趋势。传统采集控制系统针对特定的控制现场设计，适应性不强，当新的控制需求出现时，系

2、统需要重新设计，费时费力。针对这种需求，出现了PLC，DCS等控制设备，它们采用模块化设计，强大、灵活、稳定，可以很好的满足控制需求。但它们往往由国外厂商设计，同时技术保密，占据国内工控市场大部分份额，我们需要自主研发的控制系统。而近年来，嵌入式系统技术及高性能mUⅥ处理器的发展，为我们设计灵活强大的控制系统提供了物质基础，本文的主要工作是致力于设计基于嵌入式的模块化控制系统。本文设计的系统采用主从式结构。采集控制模块以AT89S52单片机为核心，主控制器以83C2410微处理器为核心。采集控制模块负责底层数据采集和控制输出，主控制器负责数据的处理和运算。主控制

3、器内部带有许多功能模块，用户通过组态序列调用这些模块实现控制运算功能，灵活自由。本系统以CAN总线和以太网作为内部和外部通信方式，采集模块和主控制器通过a悄总线通信，同时主控制器带有网络接口，用户可通过网络远程下载或修改组态序列，满足自己的控制需求。本文首先对本系统采用的有关技术做了简单的介绍，其次阐述了本系统总体设计方案及软硬件选型，然后介绍了采集控制模块及主控制器的硬件电路设计，接着我们详细介绍了系统的软件设计，包括采集控制模块的软件设计和主控制器的软件设计，最后对本系统的设计做了总结。关键词：嵌入式；控制系统；Linux；洲总线；以太网英文摘要ABSTRA

4、CTDataacquisitionandcontrolisallimportantbranchofiIⅡ10nnationsciencefield．developasyethasbecomeaspecializedtechnology，widelyusedintheindustrialfield．Theemergenceanddevelopmentoffieldbusenhancedcommunicationcapabilityofdataacquisitionandcontrolsystem,makingrelationamongequipmentmorean

5、dmorecloser．Ethemet,whichbasedonTCP／IPprotocol，withlongdistancetransmissionpowerandconvenientfeatures，hasdeveloptothedataacquisitionandcontrolfiled．Controlequipmentjoinupethemet,becomingatrend,Cangreatlyenhanceitsgeographicaldistributionability．Traditionalacquisitionandcontrolsystemu

6、suallydesignedforparticularsceneofcontrol，withlowadaptability．Whennewcontroldemandcomesup,thesystemneedtore-design,wastingtimeandlabor．Inresponsetothisdemand,PLC，DCSandothercontrolequipmentscomeup，theyaremodulardesign,powerful，flexibleandstable，andCallmeetthecontroldemandverywell．How

7、ever,theseequipmentsaleoRendesignedbyforeignmanufacturers，technologicalsecurityatthesametime。TheseproductsoccuFyahighrateofdomesticindustrialcontrolmarket,whichisunacceptableforUS．Inrecentyears，embeddedsystemstechnologyandhighperformanceARMmicro-processoraledevelopingveryfast,thesepr

8、ovidesamater