基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计

合肥工业大学

硕士学位论文

基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计

姓名：陈文博

申请学位级别：硕士

专业：控制理论与控制工程

指导教师：王华强

20071201

基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计

摘要

温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用，尤其在石油、化工、电力、

冶金等工业领域中，对温度的测量和监控是非常重要的一个环节，温度参数是工

业控制中的一项重要的指标。

本文主要研究了基于ARM9架构的嵌入式Linux系统在工业领域中各种炉温

控制场合中的应用。目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进行控制。PLC主要是针对单项工程或者重复数极少的项目，灵活性相对不足，并且体积大，成本相对较高；而单片机主要用于小型设备的控制，具有成本低，功耗低，效率

高的特点，但可移植性较差。为了适应信息产业的发展，新技术革新以及产业的

专业化现代化的发展，本文针对PLC和单片机控制的优缺点和应用场合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Limtx操作系统相结合的嵌入式温度控制系统，具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点，为用

户提供了一种新型的控制方案。

本文首先论述了嵌入式操作系统的组成，接着设计了温度控制系统的硬件系统，主要包括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分；在对温度控制系统的软件部分的设计中，主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内

核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。

系统功能主要是循环采集AD通道数据，上传AD数据到服务器，接收服务器下发的控制数据包，记录日志等。通过在线运行测试，该系统稳定可靠，采集

和控制效果良好，可有效降低了生产成本和工人的劳动强度，为安全生产提供保

证。

关键词：ARM，Linux，嵌入式系统，温度控制系统

The design of the embedded temperature control system

based onARM

Abstract

It’s a broad appli cat ion tO measuI℃and control temperature in the industry

production ．Especially in some industry,such

as oil ，chemistry,electric power, metallurgy,it’S a very important tache to measllre and control temperature ，

temperature parameter is all impo rtant index in industry control situation ．

The paper mainly researches the application in kinds of temperature control situations in the industry field based on ARM9 const ruct and embedded Linux system ． Presently the control projects normal ly are PLC and SCM ．PLC normally aims at

single proj ect or small repetition project ，lacks in

ag ility and volume ，the cost is

higher comparatively ；SCM is mainly used in the minitype equipment ，the cost and the power is]OWer ，the efficiency is higher,but

it is hard to transplant ．In order to adapt to the improvement of information industry,the paper focuses on strongpointa ，

weakpoints and applied fields of PLC and SCM ，and puts forward to adopt ARM9

embedded micro controller and Linux operation system to control the temperature ．It

has a good expansibility,dependability,fast response speed ，small volume ，offers a

new type control project to use rs ．

Firstly the paper discusses the composing of the embedded opera tion system,

then designs the hardware system of temperature control system which mainly

consists of CPU module ，analog circuit modde ，storage module and communication

module ；In the design of software system ，we aim at the transplant ofBoot-loader,the

transplant of Linux kernel ，the tailor of root file system ，the programming of dfivers

and

applications ．

The functions of system mainly are circularly sampling the data from the AD

channels ，uploadi ng the data to

the server,and receiving the control data package from the server and record logs ．Throug}1 the online test,we conclude that,the system is steady,has good sampling andcontrol effect ．It Can be good for reducing the cost of

production and labour intensity,and guarantees the safe production ．

Key words ：ARM ，Linux ，embedded system ，temperature control system

插图清单

图2．I系统整体框图?????????????????????????5

图3。1ARM920T系统结构图????????????????????????????．．8

图3．2ARM状态下的寄存器组织???????????????????11

图3．3外部存储器映射空间结构图??????????????????．12

图3-4静态存储控制器????一??????????????????．13

图3-574HCl38连接图???????????????????????。14

图3-674HC574锁存器连接图????????????????????．15

图3．7多路开关DG506及输出电路??????????????????15

圈3-8ADS7842连接图???????????????????????．16

图3-9DAC712连接图????????????????????????16

图3．1074LvCHl62245连接图??????????????????????????．．17

图3．11Nor Flash存储器连接图???????????????????

?18

图3．12SDRAM片1存储器连接图??????????????????．19

图3．13SDRAM片2存储器连接图??????????????????．19

图3．14NandFlash电路及74HC245锁存器连接图????????????20 图3．15串行通信电路连接图?????????????????????21

图3—16JTAG接口电路???????????????????????．22

图3—16DM9161电路连接图?????????????????????22

图4．1内部存储器映射???????????????????????．25

图4．2Uboot启动信息????????????????????????28

图4．3内核配置界面????????????????????????．29

图4-4Busybox配置界面?????????????????????

??32

图4．5添加模块自启动修改图????．．．．???????????????．43

图5-1计算机控制系统基本框图??????????????????

?．5l

图5-2AD程序流程图????????????????????????52

图5．3DA程序流程图?????????．．

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54

图5-4SOCKETNET程序流程图?????．

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图5．5RECORD程序流程图???????

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表格清单

表3．1I／O口线引脚定义???????????????????????14

表4．1Boot—Loader的两级代码????????????????????．24

表4．2NorFlash分区信息??????????????????????．．32

表4．3NandFlash分区信息??????????????????????33

基于ARM嵌入式的视频监控系统

毕业设计（论文） 课题名称基于ARM嵌入式远程视频监 控系统 学生姓名蔡明俊 学号 0815022114 专业通信工程 班级 08通信本1班 指导教师张洪涛教授 2012 年 5月

The Remote Video Surveilance Based On ARM Embedded System By Samuel Cai June 2012

毕业设计（论文）任务书 系部电气信息系指导教师张洪涛职称教授 学生姓名蔡明俊专业班级通信工程（一）学号0815022114 论文题目基于ARM嵌入式远程视频监控系统 论文内容目标及进度要求论文要求： 基于Linux平台的ARM系统的实现；通过内核移植与软件移植实现视频信号的采集和压缩，基于TCP/IP技术的视频的网络传输。 论文要求完成远程视频实时监控实例，并描述开发过程。 进度安排： 2012.1.11 布置毕业论文，选定毕业论文题目《基于ARM嵌入式远程 视频监控系统》 2012.1.12-02.28 收集资料, 资料来源主要来自图书馆、校园网电子图书期刊资料,撰写主要参考文献的摘要，翻译外文参考资料。2012.3.1-7 撰写开题报告 2012.2-3月修改开题报告和论文提纲，开题报告定稿 2012.3-4月撰写论文初稿 2012.5.1-9 上交毕业论文初稿,指导老师检查论文初稿,提出修改意见2012.5.10-20 修改论文初稿，完成并上交毕业论文二稿 2012.5.21-30 修改论文二稿，完成并上交毕业论文三稿 2012.5.31 完成论文定稿并打印装订 2012.6.上旬论文答辩 指导教师签名：张洪涛 年月日 系部审核

基于ARM的嵌入式数据库研究与实现

基于ARM的嵌入式数据库研究与实现 陆俊，张佳，刘宏 （湖南师范大学 数学与计算机科学学院， 湖南 长沙 410081） email:lu_jun6@https://www.wendangku.net/doc/79929627.html, 摘 要：ARM与uCLinux是当前非常流行的嵌入式系统组合，SQLite作为嵌入式数据库中的佼佼者，三者的结合，为各自带来了新的发展空间。针对SQLite运用于嵌入式系统所产生的技术问题，提出了较为详实的解决方案。 关键词：嵌入式数据库；ARM；S3C44B0X；uClinux；SQLite；SkyEye 1．引言 32位ARM嵌入式微处理器具有高性能、低功耗的特性，已被广泛应用于消费电子产品、无线通信和网络通信等领域[1]。uClinux是专门为没有内存管理单元MMU的微处理器设计的Linux的衍生嵌入式操作系统，内核较常规Linux小但保留了其绝大多数优点[2]。目前国内外采用ARM-uClinux作为嵌入式系统非常普遍。 SQLite是用C语言编写的开源嵌入式数据库引擎，占用资源非常低，在嵌入式设备中，只需要几百K的内存就够了。它能够支持Windows/Linux等主流操作系统，可与TCL、PHP、Java等程序语言相结合，提供ODBC接口，其处理速度甚至令开源世界著名的数据库管理系统Mysql、PostgreSQL望尘莫及[3]。 本文给出了在一款ARM嵌入式微处理器S3C44BOX上移植uClinux及实现SQLite的具体过程，并简要介绍了硬件模拟平台SkyEye。 2．基于S3C44B0X的uClinux的移植 S3C44B0X是三星公司推出的一款基于ARM7TDMI核的16/32位RISC的嵌入式微处理器，它低功耗、高性能的设计，极其适合于对成本和功耗要求较高的应用场合。 2.1 引导程序BLOB的移植 BootLoader是嵌入式系统软件开发的第一个环节，它紧密地将软硬件衔接在一起，对于一个嵌入式设备后续的软件开发至关重要。BootLoader引导程序 最基本的功能是完成CPU和存储器的硬件初始化(包括CPU的主频、SDRAM、中断、串口等) 和内核启动参数的设置并启动内核等。BLOB(Boot Loader Object)作为一款功能强大、使用方便、可移植性好的开源BootLoader，而成为S3C44B0X开发板上非常适合uClinux的Bootloader。 (1) 在宿主机上搭建交叉编译环境 编译内核与文件系统之前需要建立交叉编译环境。从http:// www. https://www.wendangku.net/doc/79929627.html,/下载 arm-elf-tools安装在Linux宿主机上的/usr/local/bin 目录下,建立Linux机器上ARM的交叉编译环境。BLOB和uClinux 即在此环境下编译。 (2) 下载适当的BLOB版本并安装 从https://www.wendangku.net/doc/79929627.html,/tpu/下载blob-mba44b0.tgz。这个blob-mba44b0.tgz是为一个叫mba44b0的开发板移植的BLOB，mba44b0也使用S3C44B0 作为其处理单元，所以这个 1

基于ARM9的嵌入式Linux网络通信系统设计与实现

基于ARM9的嵌入式Linux网络通信 系统设计与实现

随着计算机技术的发展,嵌入式系统已经成为计算机领域的一个重要组成部分。Internet现已成为社会重要的基础信息设施之一,是信息流通的重要渠道,如何让嵌入式设备连接到Internet上,和其他通信系统进行信息交换是当前嵌入式技术领域研究的热点所在。本文结合实际应用需求,详细研究实现了一种基于S3C2410平台和Linux操作系统的嵌入式网络通信系统。 1.嵌入式网络通信系统总体设计 经过大量的资料收集比较,深入地研究分析并结合现有的实验条件,我们对系统的体系结构、硬件平台和软件系统做出了以下选择: 1)目前嵌入式CPU很多,选择哪款CPU要根据自己产品的实际需要。一般而言,首先应尽量选择系统集成度高、外围电路简洁的CPU;其次,还应综合考察CPU的各项性能指标;最后,还应该考虑软硬件开发环境的建立、厂家的货源以及代理的软件支持力度。经过比较, 本设计采用三星的S3C2410微处理器。这是一款高性价比、低功耗、高集成度的CPU,基于ARM920T内核,主频最高为203MHz,专为手持设备和网络应用而设计,能满足嵌入式系统中的低成本、低功耗、高性能、小体积的要求。 图1为硬件平台的总体设计[ 1 ] 。CPU S3C2410模块是开发板的核心部件。S3C2410 在包含ARM920T核的同时,增加了丰富的外围资源,主要包括1个LCD 控制器,支持STN 和TFT液晶显示屏; 3个通道UART; 4个通道DMA; 4个具有PWM功能的16位定时/计数器和1个16位内部定时器, 支持外部时钟源; 8通道10位ADC,最高速率可达500kB / s;触摸屏、IIS总线、SD 卡和MMC卡接口;117位通用I/O口和24位外部中断源。存储系统包括64MB的NAND Flash存储器模块和SDRAM存储器模块; Flash用于存放嵌入式操作系统、应用程序和用户数据等,并作嵌入式文件系统; SDRAM作为系统运行时的主要区域,用于存放系统及用户数据。通信模块包括串口和以太网接口模块;以太网接口为系统提供以太网接入的物理通道, UART接口则通过RS232可以和宿主机做串口通讯。JTAG调试接口用于系统的嵌入式调试。扩展总线扩展出了系统总线供今后继续开发使用。 图1 硬件平台结构框图

基于ARM的嵌入式TCPip协议的实现

基于ARM的嵌入式TCP／IP协议的实现 该系统可以将数据按网络协议处理，实现数据的以太网传输。其是一套基于嵌入式实时操作系统的嵌入式网络软件开发平台，即在μC／OS—II的平台上，实现ARM微处理器的TCP／IP协议，在此平台之上，可以方便地进行嵌入式应用系统的开发。 0 引言 以太网具有通用性强、技术成熟、带宽迅速增加等特性，工业控制领域出现嵌入式技术，尤其是ARM技术的发展和DSP在工业控制领域的广泛应用，利用嵌入式技术实现以太网通信已经不难见到。嵌入式实时操作系统接入网络后将使远程监测、远程控制、远程诊断和远程维护变得越来越容易。从根本上讲，嵌入式设备接入网络，当前基本采用基于TCP／IP的通信协议。该方案以LPC2210为核心元件研究基于ARM的嵌入式TCP／IP协议的实现的硬件电路，同时在μC／OS一Ⅱ平台上编写应用软件程序。下面对系统做详实的阐述，并重点介绍嵌入式实时操作系统μC／OS—II应用于TCP／IP时应进行合理的裁减。 1 系统硬件设计 基于ARM的嵌入式TCP／IP网络通信系统主要包括ARM芯片和以太网控制器等芯片组成的以太网接口、驱动软件和嵌入式TCP／IP 协议栈。硬件原理图如图1所示。

该方案设计相对简单，硬件电路中采用的LPC2210是Philips 公司推出的微处理器，带有16 KBRAM，76个通用I／O口，12个独立外部中断引脚，集成有8通道的10位A／D，能够基于芯片设计复杂的系统。虽然LPC2210具有较快的访问速度，但片内没有集成FLASH，所以这里扩展1片16 Mb FLASH SST39VFl60来保存用户程序。其架构满足μC／OS—II正常运行的基本要求。 RTL8019AS是台湾Realtek半导体公司生产的以太网控制器，其性能包括：支持EthernetII和IEEE802．3标准；支持8／16位数据总线；内置16 KWord的SRAM；全双工，收发同时达到10 Mb／s；支持BNC，AUI，UTP介质。RTLS019AS可提供100脚的TQFP封装，减少了PCB面积，更适合于嵌入式系统。HR901170A是汉仁电子有限公司生产的RJ45接口连接器(带网络变压器／滤波器)，该连接器满足IEEES02．3和IEEE902．3ab标准，能够较好地抑制电磁干扰。通过HR901170A系统就可以连接到以太网上。

基于ARM的嵌入式Web服务器设计

题目：基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现 学号：1308010139 姓名：吴明川 班级：1308010139 专业：计算机科学与技术 课程老师：孔军 二零一六年五月

摘要 随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步，嵌入式系统在家庭和工业应用越来越广泛。如何将嵌入式系统和工业控制系统接入Internet，综合利用嵌入式系统资源，实现嵌入式系统的远程管理和控制，已成为倍受关注的研究课题，而实现嵌入式系统的网络化则成为嵌入式系统的发展趋势。 网络通信时，应用程序使用C/S（客户/服务器）模式进行信息交互。传统的服务器程序一般运行在大型的拥有高级操作系统的服务器的计算机上，这样服务器软件需要强大的硬件和系统软件支持。嵌入式网络服务器是利用嵌入式系统实现服务器的软件和硬件功能，是嵌入式技术和网络技术相结合的产物。与传统服务器相比，嵌入式Web服务器具有结构简单、体积小、可靠性强以及方便灵活等特点。这些让它具有很大的发展潜力。另一方面，嵌入式Web服务器与传统的web服务器相比，也受到一些限制。传统的Web服务器主要用于处理较大的客户量的同时并发访问，硬件方面有强大的处理器和内存支持，软件方面有商业数据库支持，而嵌入式Web服务器的处理能力和存储容量都有限，这就要求嵌入式Web服务器在设计过程中需要尽量合理利用资源。 将嵌入式技术与Web 技术相结合，已成为目前嵌入式系统的一个重要发展方向和必然趋势。利用源代码开放的uClinux 为操作系统平台，实现了以ARM 微处理器为核心的嵌入式Web 服务器，在分析了嵌入式Web 服务器的体系结构后，给出了系统的硬件结构组成和软件设计。对Web 服务器的测试结果表明，该服务器运行稳定、控制方便，将在智能家居、远程数据采集、工业控制等领域有着广泛的应用前景。 关键词：网络通信；嵌入式系统；ARM处理器；uClinux；Boa服务器；

嵌入式Modbus-TCP网关的设计与实现

嵌入式Modbus/TCP网关的设计与实现 摘要：设计并实现了一种基于嵌入式系统的Modbus/TCP协议转换网关，允许用户通过以太网对Modbus现场总线设备进行监控，实现了以太网与现场总线的互联。测试结果表明该网关工作稳定可靠。对工业以太网与现场总线互联的深入应用具有较高的参考价值和实际意义。关键词： Modbus/TCP; 现场总线; 网关 随着企业信息化进程的深入发展，实现企业上层的管理网络与现场控制网络的无缝连接显得越来越重要。基于质量分析的生产管理、与安全相关的测试监控都要求现场的仪器仪表能对现场的信息进行处理并能及时被上级监控和管理网络访问与控制，最终纳入到企业信息管理系统统一的框架中。目前，构成底层控制网络的现场总线技术已获得了广泛的应用。多种现场总线标准并存而相互间无法兼容的问题一直困扰着工业界。将工业以太网应用到现场控制网络已成为当前研究的热点和未来发展的趋势。如何使这种网络结构与工业以太网技术相结合，实现底层生产与上层管理的紧密集成是当前研究的热点。1 Modbus协议及网关拓扑结构 Modbus现场总线协议是Modicon公司于1978年提出的一种现场总线协议[1]。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其他设备之间可以进行通信。该协议内容可以免费获得，因此Modbus的串行链路版本在市场上长期占有主导地位。大量的产品已直接运行或兼容Modbus串行链路版本。 Modbus/TCP工业以太网协议是1999年被开发的Modbus 协议的另一版本[2]，允许用户通过以太网访问设备。协议的开放性及简单易学，使它比很多受商业利益驱使的协议取得更快的发展，受到众多第三方产品厂商、终端用户、系统集成商的广泛支持[3]。本文设计和实现了一种嵌入式协议转换网关，通过Modbus/TCP协议将传统的串行链路通信的Modbus现场总线与以太网相连。用户经由以太网对Modbus设备进行数据采集并对Modbus设备进行远程访问和控制。同时网关还提供Web服务功能，允许通过Web 浏览器直接配置网关的IP地址等信息并保存到网关的非易失性存储器中。图1是嵌入式Modbus/TCP网关的连接示意图。 2 网关总体设计网关选用了ATMEL公司生产的AT91RM9200高性能32位工业级嵌入式微处理器作为网关硬件系统的核心。网关的软件系统将移植μC/OS-II嵌入式实时操作系统和实现TCP/IP协议栈，并在此基础上设计应用层程序。网关的总体设计结构如图2。网关的设计方案将采用开放源代码的嵌入式操作系统和TCP/IP协议栈，因此在取得较高性价比的基础上可取得最佳的扩展性。 3 硬件设计 AT91RM9200是著名半导体厂商ATMEL力推的一款基于ARM920T内核的工业级嵌入式微处理器，为最大功能、最低功耗、最低成本的嵌入式系统提供了一个完整的解决方案[4]，它除具备ARM微处理器传统优势以外，其性能、可靠性和扩展性都大大超过普通的商业级ARM7核心的嵌入式微处理器。硬件系统的结构如图3。 4 软件系统设计嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中使用越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要[5]。网关采用了μC/OS-II实时操作系统。μC/OS-II实时操作系统是专门为嵌入式应用设计的，除了与CPU硬件相关部分是用汇编语言编写外，其他绝大部分代码用C语言编写。μC/OS-II具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良、可靠性高、可扩展性强和移植性好等特点[6]。选择合适的ARM处理器的开发工具可以加快嵌入式系统的开发进度、节约成本、提高效率。CodeWarrior for ARM Developer Suite V1.2集成开发环境是ARM公司推出的新一代ARM集成开发工具，网关的所有程序代码均在此集成开发环境中编译、链接、调试。4.1 μC/OS-II初始化程序设计μC/OS-II操作系统运行前需要对硬件系统的片内和片外存储器、系统堆栈等进行初始化。这些工作与硬件系统相关，难以用C语言实现，需要用汇编语言实现。系统在执行完初始化

嵌入式 基于ARM9的以太网接口设计

基于ARM9的以太网接口设计 1课题研究背景 嵌入式系统是以应用为中心和以计算机为基础的，并且软硬件是可裁剪的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。随着微电子技术和计算机技术的发展，嵌入式技术得到广阔的发展，已成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向。 以太网最典型的应用时以太网和TCP/IP，即灵活的以太网底层加上已经成为通用标准的网路传输协议TCP/IP，使得以太网能够非常容易地集成到以Internet和Web技术为代表的信息中。以太网在实时操作、可靠传输、标准统一等方面的卓越性能及其便于安装、维护简单、不受通信距离限制等优点，已经被国内外很多监控、控制领域的研究人员广泛关注，并在实际应用中展露出显著的优势。 随着嵌入式系统和网路技术的兴起已经飞速发展，使系统的通信有了更好的传输方式——系统通过连接以太网，借助以太网网路通信，成为一个切实可行的办法。 2 网络基础知识 计算机网络概述 计算机网路是由多种计算机和终端设备通过通信线路连接起来的复合系统。并建立了OSI参考模型。如图1所示：

图1 OSI参考模型 OSI模型中的前2层作为软硬件来实现的，后5层则作为软件来实现的。参考模型中低层主要用于处理数据的传输，高层则负责连接的建立和数据的表示。 以太网技术概述 以太网是指数字设备公司、英特尔公司和Xerox公司联合在1982年公布的一个标准，具有传输速率高、网路软件丰富、系统功能强、安装连接简单等很多优点。以太网遵守IEEE802.3网络标准。以太网系统有硬件和软件两部分组成，二者共同实现以太网系统各计算机之间传输信息和共享信息。以太网系统具有介质访问控制协议、接口部件、物理介质、帧传输四个基本要素。 3、嵌入式系统基础知识 嵌入式系统技术的发展、特点及发展趋势 20世纪70年代，以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉。高可靠性特点，迅速进入市场，基于高速数值计算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了各个领域的专业人士的兴趣。为了区别原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称为嵌入式计算机系统。嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式的三个基本要素。 本文介绍了一个基于三星ARM9芯片S3C2440嵌入式系统的以太网接口电路设计方案，采用了工业级以太网控制器DM9000AE成功实现了嵌入式系统网

(完整版)基于ARM嵌入式系统的Socket通信设计毕业设计

毕业论文 题目基于ARM嵌入式系统的Socket通信设计

摘要 嵌入式系统是计算机技术、半导体技术和电子技术的综合体，已经广泛应用于科学研究、工程设计、国防军事、自动化控制等各个领域。随着网络通讯技术的迅猛发展，生产和生活中广泛要求嵌入式系统终端能够完成网络通讯功能。论文就是以ARM7 TDMI为嵌入式开发平台，开发具有网络通信功能的嵌入式终端。 SOCKET是一个通信链的句柄，通过套接字向网络发出请求或者应答网络请求，用于TCPIP协议的应用程序之间的相互通信。论文选择了ARM体系结构的嵌入式LPC2200处理器,根据系统的需求，在综合各种设计方案的基础上，选择移植带有TCPIP协议的ucLinux嵌入式操作系统。裁剪和定制系统后，构建相关的文件系统。在此基础上，编写应用程序，调用系统的Socket通信函数，实现服务器端和客户端的通信。描述IP地址和端口，用于在两个 论文成功的实现了嵌入式设备的网络接入功能，各个带有网络通讯功能的嵌入式终端可以相互通讯，扩大了和提高了嵌入式设备的应用范围，对嵌入式系统的发展有较大的意义。

关键词：嵌入式系统；ARM7TDMI；socket；TCPIP Abstract The embedded system is a complex system with the computer technology, semiconductor technology and electronic technology .It widely used in scientific research, engineering, national defense, automation and other fields. With the rapid development of network communication technology,our production and life requires the terminal to complete the network communication function in a wide range of embedded systems. The Paper select the ARM7 TDMI for embedded development platform, develop the embedded network communication terminal. Socket is a communication chain applications,. The paper select LPC2200 embedded ARM as processor architecture, with the system need, design the integration based on transplantation with TCP IP protocol ucLinux embedded operating system. The paper build related file system.after cutting and custom systems. On this basis, finished an application, and call the system function of Socket Communications, achieve server and client communication. The paper achieved the network access functions of the embedded device, the embedded with a network communication terminal can communicate with each other, and expand and improve

arm核通信协议

竭诚为您提供优质文档/双击可除 arm核通信协议 篇一：基于aRm的嵌入式tcpip协议的实现 基于aRm的嵌入式tcp／ip协议的实现 该系统可以将数据按网络协议处理，实现数据的以太网传输。其是一套基于嵌入式实时操作系统的嵌入式网络软件开发平台，即在μc／os—ii的平台上，实现aRm微处理器的tcp／ip协议，在此平台之上，可以方便地进行嵌入式应用系统的开发。 0引言 以太网具有通用性强、技术成熟、带宽迅速增加等特性，工业控制领域出现嵌入式技术，尤其是aRm技术的发展和dsp 在工业控制领域的广泛应用，利用嵌入式技术实现以太网通信已经不难见到。嵌入式实时操作系统接入网络后将使远程监测、远程控制、远程诊断和远程维护变得越来越容易。从根本上讲，嵌入式设备接入网络，当前基本采用基于tcp／ip的通信协议。该方案以lpc2210为核心元件研究基于aRm 的嵌入式tcp／ip协议的实现的硬件电路，同时在μc／os 一Ⅱ平台上编写应用软件程序。下面对系统做详实的阐述，

并重点介绍嵌入式实时操作系统μc／os—ii应用于tcp／ip时应进行合理的裁减。 1系统硬件设计 基于aRm的嵌入式tcp／ip网络通信系统主要包括aRm 芯片和以太网控制器等芯片组成的以太网接口、驱动软件和嵌入式tcp／ip协议栈。硬件原理图如图1所示。 该方案设计相对简单，硬件电路中采用的lpc2210是philips公司推出的微处理器，带有16kbRam，76个通用i ／o口，12个独立外部中断引脚，集成有8通道的10位a ／d，能够基于芯片设计复杂的系统。虽然lpc2210具有较快的访问速度，但片内没有集成 Flash，所以这里扩展1片16mbFlashsst39VFl60来保存用户程序。其架构满足μc／os—ii正常运行的基本要求。 Rtl8019as是台湾Realtek半导体公司生产的以太网控制器，其性能包括：支持ethernetii和ieee802．3标准；支持8／16位数据总线；内置16kword的sRam；全双工，收发同时达到10mb／s；支持bnc，aui，utp介质。Rtls019as 可提供100脚的tqFp封装，减少了pcb面积，更适合于嵌入式系统。hR901170a是汉仁电子有限公司生产的Rj45接口连接器(带网络变压器／滤波器)，该连接器满足ieees02．3和ieee902．3ab标准，能够较好地抑制电磁干扰。通过 hR901170a系统就可以连接到以太网上。

基于ARM嵌入式的以太网通信程序设计

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目次 1 绪论 (2) 1.1 课题研究背景及意义 (2) 1.2 嵌入式系统的现状和发展趋势 (2) 1.3 嵌入式网络的关键问题 (4) 1.4 本论文的主要工作 (4) 2 ARM嵌入式系统 (6) 2.1 系统开发环境 (6) 2.2 ARM嵌入式硬件平台 (6) 2.3 搭建ARM嵌入式开发环境 (9) 2.4 PC机Linux开发环境的建立 (22) 2.5 本章小结 (22) 3 ARM嵌入式以太网通信的开发 (24) 3.1 OSI网络模型 (24) 3.2 TCP/IP协议栈的基本概念 (24) 3.3 TCP协议基本概念 (25) 3.4 UDP协议 (28) 3.5 本章小结 (29) 4 ARM嵌入式的以太网通信程序设计 (31) 4.1 TCP通信程序设计 (31) 4.2 TCP网络程序设计流程 (33) 4.3 TCP服务器/客户端网络程序的实现 (42) 4.4 UDP通信程序设计 (46) 4.5 UDP服务器/客户端网络程序的实现 (52) 4.6 本章小结 (54) 结论 (55) 致谢 (56) 参考文献 (57) 附录 1 (58) 附录 2 (61) 附录 3 (64)

1 绪论 随着信息技术的迅猛发展，在我们的生活工作中，对于网络通信的要求逐年增高，且随着移动互联网络的发展与需求，嵌入式系统与通信网络，日日夜夜伴随着我们。嵌入式系统与网络技术融合已经是必然的发展趋势，当嵌入式设备具有网络功能时，人们可以在任何地方、任何时间、任何平台随时浏览设备的信息，并进行操作和测试。这是在嵌入式系统在其网络性和开放性的发展趋势。 1.1 课题研究背景及意义 如今，我们的生活与工作中已经无法离开网络。人们进行信息的传送和交流，之所可以实时且效地，恰是因为有“信息高速公路”，而“信息高速公路”的重要支撑网就是以太网[1]。“以太(Ether)”这个词，是来源自十九世纪的物理学家们假设出的某种媒介，用以传播电磁波的辐射。在下，他们认为“以太”充斥于世界各处，因此，到后来将“以太”这个假说引入到计算机局域网中，从而用来表现它在通信领域也是无处不在，就像“以太”充斥于世界中那样普遍存在。以太网可以方便的接入网络，以太网使用的通信协议也因为适用性，有着十分优异的兼容性。 当前，在嵌入式系统接入因特网的所有技术中，被使用最多的局域网通信技术即是以太网通信。通过以太网可以十分方便地搭建局域网，因而能与因特网链接。嵌入式系统的开发与设计有了前所未有的空间与机遇，对于嵌入式系统的发展应用，任何时候都有机会跨入嵌入式以太网时代，这些都是需要两者技术上的完美融合。 只要完成了嵌入式系统与以太网的链接，使嵌入式系统发展成为以太网中单独的一个节点，用户在节点可以通过网络，便捷且低代价地进行数据传输。所以为了实现整个系统的数据的传输功能，而在嵌入式系统与以太网链接的方法上做相应的研究，是具有十分重要的经济价值和现实意义的。 在这种背景下，本文对基于ARM的以太网通信的这一问题，进行研究与应用，具有充分的实际意义。 1.2 嵌入式系统的现状和发展趋势 几乎电子设备所有新的生机都与嵌入式系统的发展关系紧密，在电子通信、医疗卫生、轻工业产品、监控安防、消费类电子、工业自动化系统等行业都有重要的嵌入式相关产品。尤其是在消费电子相关产业，占有最高的嵌入式系统的产品的市场比重，监控安防、电子通信、医疗卫生以及其他领域紧随其后。

基于ARM的嵌入式一般流程概括

第一章—嵌入式开发概述 1.什么是嵌入式系统： 嵌入式系统就是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等(严格)要求的一种专用计算机系统。手机、洗衣机、高端武器 2.嵌入式系统特点和应用领域： 它一般由以下几部分组成: 1)嵌入式微处理器 2)外围硬件设备 3) 嵌入式操作系统 4) 特定的应用程序 其特点为：专用、灵活性、小巧轻便、成本低、功耗低、效率高 其只要应用领域为： 常见的一些嵌入式产品主要有如下产品： 网络设备:交换机、路由器 消费电子: 手机、MP3、PDA 、可视电话、电视机顶盒、数字电视、数码照相机、数码摄像机、信息家电 办公设备: 打印机、传真机、扫描仪 汽车电子: ABS(防死锁刹车系统)、车载GPS。 其他设备: 自动售货机、ATM

3.嵌入式系统的历史和前景： ?20 世纪70 年代：单片机出现 ?20 世纪80 年代：嵌入式操作系统出现 ?20 世纪90 年代：实时多任务操作系统 随着计算机技术、互联网技术及纳米微电子技术的突破，将来我们接触的每一样东西都将装有芯片和嵌入式软件，所以嵌入式系统存在着巨大的商机；计算机产业是垄断，但是可以应用于各种不同应用领域的嵌入式系统是不可能被垄断的，所以留给各个行业的中小规模高技术公司的创新余地很大 4.嵌入式系统的构架： 嵌入式一般有以下几部分组成： 1）嵌入式微处理器 2）外围硬件设备 3）嵌入式操作系统 4）特定的应用程序 5.嵌入式处理器： 嵌入式处理器主要有以下三种： 1）ARM (ARM公司 2）PowePC (Motorola公司) 3）MIPS (MIPS公司) arm就是该公司设计的嵌入式微处理器核心，arm 后面的数字越大越高级，卖给了Intel 公司之后intel公司在此基础上又融合了一些新的设计，就出现了strongarm，xscale等。

基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现

河南工业大学嵌入式系统课程设计题目：基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现

专业课程设计任务书 说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页

目录 摘要 (5) 1 嵌入式Web服务器的软件构成 (6) 1.1 CGI技术 (6) 1.1.1 CGI概述 (6) 1.1.2CGI工作原理 (6) 2 嵌入式Web 服务器简述 (8) 2.1 嵌入式Web 服务器的主要应用 (9) 2.2 嵌入式Web 服务器的优点 (9) 2.3 嵌入式Web 服务器实现原理 (9) 3 嵌入式Web 服务器硬件整体结构 (10) (11) (11) 3.1 嵌入式Web 服务器软件构成 (11) 3.2 精简TCP/IP 协议及实现 (12) 3.2.1 ARP 协议及其实现 (12) 3.2.2 ICMP 协议及其实现 (12) 3.2.3 IP 协议及其实现 (12) 3.2.4 TCP 协议及实现 (13) 3.3 HTTP 协议 (13) 3.4 CGI 接口 (14) 4 系统软件设计 (14) 4.1 嵌入式操作系统 (14) 4.2 Boa的移植 (14) 4.3 软件实现 (15) 5 实验测试 (17) 6 结束语 (18) 参考文献 (19)

摘要 随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步，嵌入式系统在家庭和工业应用越来越广泛。如何将嵌入式系统和工业控制系统接入Internet，综合利用嵌入式系统资源，实现嵌入式系统的远程管理和控制，已成为倍受关注的研究课题，而实现嵌入式系统的网络化则成为嵌入式系统的发展趋势。 网络通信时，应用程序使用C/S（客户/服务器）模式进行信息交互。传统的服务器程序一般运行在大型的拥有高级操作系统的服务器的计算机上，这样服务器软件需要强大的硬件和系统软件支持。嵌入式网络服务器是利用嵌入式系统实现服务器的软件和硬件功能，是嵌入式技术和网络技术相结合的产物。与传统服务器相比，嵌入式Web服务器具有结构简单、体积小、可靠性强以及方便灵活等特点。这些让它具有很大的发展潜力。另一方面，嵌入式Web服务器与传统的web服务器相比，也受到一些限制。传统的Web服务器主要用于处理较大的客户量的同时并发访问，硬件方面有强大的处理器和内存支持，软件方面有商业数据库支持，而嵌入式Web服务器的处理能力和存储容量都有限，这就要求嵌入式Web服务器在设计过程中需要尽量合理利用资源。 将嵌入式技术与Web 技术相结合，已成为目前嵌入式系统的一个重要发展方向和必然趋势。利用源代码开放的uClinux 为操作系统平台，实现了以ARM 微处理器为核心的嵌入式Web 服务器，在分析了嵌入式Web 服务器的体系结构后，给出了系统的硬件结构组成和软件设计。对Web 服务器的测试结果表明，该服务器运行稳定、控制方便，将在智能家居、远程数据采集、工业控制等领域有着广泛的应用前景。 关键词：网络通信；嵌入式系统；ARM处理器；uClinux；Boa服务器；

嵌入式TCPIP协议的分析与研究

嵌入式TCP/IP协议的分析与研究摘要：嵌入式TCP/IP协议不同于应用在PC机上的TCP/IP协议，Internet上面的各种通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高，而嵌入式系统中大量存在的是8位和16位MCU，支持TCP/IP等Internet协议将占用大量系统资源，或根本不可能。为了既实现相应的功能又节省系统资源，需要对协议进行有针对性的模块化裁剪，在单片机上嵌入TCP/IP协议簇的一个子集。文章根据各种MCU自身的特性，实现TCP/IP协议的方法和实现嵌入式Internet的方案及TCP协议的机制裁减方法，同时用设计实例证明了嵌入式TCP/IP的可行性。 关键词：嵌入式TCP/IP；嵌入式Internet；TCP协议的机制裁减 1绪论 在Internet日益普及，信息共享程度不断提高的今天，人们的工作和生活方式发生了根本性的变化。单片机或微控制器(MCU)已经在家庭和工业的各个领域得到了应用，通称嵌入式系统。但目前大多数嵌入式系统还处于单独应用的阶段，一般都是孤立于Internet以外。如果嵌入式系统能够连接到Internet上面，则可以方便、低廉地将信息传送到几乎世界上的任何一个地方。于是嵌入式Internet技术就应运而生。 将嵌入式系统与Internet结合起来的想法其实很早以前就有了，主要的困难在于，Internet上面的各种通信协议对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高，而嵌入式系统中大量存在的是8位和16位MCU，支持TCP/IP等Internet协议将占用大量系统资源，或根本不可能。为了既实现相应的功能又节省系统资源，需要对协议进行有针对性的模块化裁剪，在单片机上嵌入TCP/IP协议簇的一个子集。2TCP/IP协议分析 TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统, 分别为：链路层、网络层、传输层、应用层，每一层都有相应的协议集合来实现不同的功能,其层次结构和主要的网络协议如图 3.1所示。 2.1链路层协议分析 链路层的主要作用是为上层协议发送和接收数据包。链路层中重点分析的为ARP协议。以太网上数据报的传输是采用网络的MAC地址来进行识别的，这就要求系统有实现IP地址到MAC地址的转换的功能，即ARP(地址解析)协议。ARP 协议可以分成ARP请求协议和ARP响应协议。系统要同其它计算机通信，就必须要实现ARP响应协议。ARP请求协议建立了一个IP地址到MAC地址的映射。如果嵌入式系统的资源有限，可使用以太网广播帧发送数据分组，也可以把数据分组发往固定的路由器，由路由器转发数据分组。

(完整版)基于ARM的嵌入式TCPIP协议的实现

嵌入式系统中网络通信协议的选择 一、引言 一个现代化工业企业的网络环境一般可分为四个层次： ·Internet：实现企业之间的信息交流； ·Intranet：实现企业内部管理、财务、办公及人事等的信息化； ·Infranet：实现工业企业现场生产设备级的综合管理、调度与监控等； ·Embedded Network ：嵌入式网络。实现生产设备内部多个分布式子系统之间的实时通信。 Internet、Intranet都基于TCP/IP协议簇，Intranet是面向广域网的Internet在企业内部局域网上的延伸。 Infranet的建设目前主要采用各种现场总线协议，如ProfiBus、Lonwork、CAN等。 随着社会的进步和技术的发展，现代机电控制系统往往包括若干个子系统，每个子系统既自成一体，拥有自己独立的CPU，又与其它子系统紧密协调。嵌入式网络就是实现子系统间相互通信的手段。 二、对嵌入式网络的特殊要求 嵌入式网络通常应用在环境比较恶劣的工业生产现场，因此在以下几个方面有其自身独特的要求： 1. 实时性：生产设备内部多个分布式子系统信息耦合通常比较紧密，对实时性要求很高，这就要求所用的网络协议具有可确定的实时性能，即极坏情况下的响应时间是可确定的；另外在网络节点数比较多，或者有些节点对实时响应要求特别高时，网络协议还应支持优先级调度，以提高时间紧迫型任务的信息传输可确定性。 2. 可靠性：嵌入式网络本身的可靠性直接影响设备的有效作业率、成品率和生产效率，要求网络能动态增加/删除节点；生产现场比较恶劣的电磁环境要求嵌入式网络本身具有很强的抗干扰能力、检错和纠错能力以及快速恢复能力； 3. 通信效率：嵌入式网络通信的特点之一是子系统之间通信非常频繁，但每次通信的信息长度很短，因此要求嵌入式网络协议尽量采用短帧结构，且帧头和帧尾尽可能短，从而提高通信效率和带宽的利用率； 4. 双重混合支持：不同工作环境的巨大差异决定了嵌入式网络应具有灵活的介质访问协议，不但支持多种介质（双绞线、同轴电缆、光缆），而且支持混合拓扑结构（星型、环型、总线型），有时甚至要求同一个嵌入式网络能同时使用多种介质和多种网络拓扑。如在噪声环境中，系统中一部分连接需要使用光缆，其它部分则使用双绞线或同轴电缆。同轴电缆适于采用总线拓扑，而光纤则更适于环型或星型拓扑，这就要求网络协议具有双重混合支持。

《基于ARM的嵌入式软件开发》课程教学大纲

GDOU-B-11-213《基于ARM的嵌入式软件开发》课程教学大纲 课程简介 课程简介: ARM是嵌入式系统得主要的开发平台。其中包括了SPI 接口，I2C接口，网络接口等各种应用接口；在使用资源上，有丰富的存储单元，强大的计算能力；ARM平台还支持嵌入式操作系统，为应用打下良好的基础。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 基于ARM的嵌入式软件开发是一门综合性课程，它在学生基本掌握计算机体系结构的基础上给出了工程实践中大量应用的实例，是一门从理论到实践的重要课程，体现了学生的综合应用所学知识和对新知识的适应能力，是一门培养学生实践能力的知识性课程。课程要求学生能够掌握ARM的基本体系结构，了解ARM的各种资源，并能将操作系统正确移植，将硬件知识与软件知识有机的结合并能融会贯通。 二、课程的目的与基本要求： 基本使用技能方面的要求有：ADS软件的安装、工程项目的建立、工程模板的原理、仿真器的安装、JTAG接口的使用。ARM基本原理的要求有：LPC2131的引脚分布、存储器寻址、基本寄存器、晶体振荡器的使用、锁相环的使用、MAM的结构、FLASH的应用、中断向量控制器的应用、引脚连接模块的结构。对ARM的应用要求有：GPIO的结构和应用、UART的结构与寄存器描述、I2C总线的结构与应用、SPI接口的结构与应用、脉宽调制器的基本应用。对ARM高级应用的要求有：USB固件软件的开发与应用、 UC/OS－II的应用与移植。 三、面向专业： 软件工程专业 四、先修课程: 《计算机组成原理》 五、本课程与其它课程的联系：

基于ARM的嵌入式软件开发的基础是《计算机组成原理》，需要组合逻辑电路，时序逻辑电路的分析能力以及PLA电路的设计能力，并且对于理解ARM软件开发非常关键，并且计算机组成结构是ARM系统的基础，对ARM操作系统的移植工作原理非常重要。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章 ARM开发环境(4学时) 1.1. ADS软件的使用与调试(A) 1.2. JTAG接口与仿真器的安装(C) 1.3. 工程项目的建立过程(B) 第二章ARM基本体系结构(10学时) 2.1. ARM的存储器结构(A) 2.2. ARM 系统控制模块 (C) 2.3. 存储器加速模块的原理与应用(C) 2.4. 中断向量控制器(B) 2.5. 引脚连接模块(B) 第三章功能部件(10学时) 3.1. GPIO接口的原理与应用（A） 3.2. UART接口的原理与应用（B） 3.3. SPI接口的原理与应用（B） 3.4. SSP接口的原理与应用（B） 3.5. 脉宽调制接口的原理与应用（B） 第四章综合应用(6学时) 4.1. USB设备接口命令(B) 4.2. USB标准设备请求(B) 4.3. USB设备控制器的DMA功能实现(B) 4.4. UC/OS-II简介(C) 4.5. 移植 UC/OS-II(A) 4.6. 移植UC/OS-II的应用与LPC2100(C)