文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于Linux操作系统ARM体系的嵌入式工控一体机设计与实现
姓名:顾而立
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:邵惠鹤
20080101
上海交通大学硕士研究生学位论文
上海交通大学
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学位论文作者签名:顾而立
日期: 2008 年 1 月 20 日
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本学位论文属于
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学位论文作者签名:顾而立指导教师签名:邵惠鹤
日期: 2008 年 1 月 20 日日期: 2008 年 1 月 20 日
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基于 Linux 操作系统 ARM 体系的嵌
入式工控一体机设计与实现
摘要
随着嵌入式控制在工业领域的不断渗入,进入 21 世纪之后,基
于 ARM 体系 Linux 操作系统的嵌入式一体化工业控制系统成为了工业
控制的主要发展方向,ARM 芯片不仅体积小,功耗低,而且功能强;
Linux 由于其开源,稳定以及成本低的优点,在嵌入式系统中得到了
广泛的应用。
本文研究的主要内容是基于 Linux 操作系统 ARM 体系的嵌入式工
控一体机设计与实现。该嵌入式工控一体机是基于 Motorola 公司研
发的 ARM9 嵌入式系统和 Linux 操作系统的设备, 整个系统体积小,
结构精简,并有很高的执行效率。它根据特定的工业控制对象定制特
定的模型与控制算法。另外,该设备自身还具备各种数字 PID 控制算
法,实现 PID 闭环控制。可以应用于工业控制领域中的各类被控设备,
以及为高校自动化控制实验和工业应用研究提供解决方案。它的软件
编程由 Qt 集成开发环境实现,Qt 是基于 C++的针对构造图形用户界
面(程序)所使用的 GUI 工具包,它速度块,易于使用,并具有很好
的可移植性。
本文首先对嵌入式系统进行选型,然后提出了系统的软硬件整体
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架构和系统的启动流程。接着介绍了系统开发环境的搭建,包括启动
加载器的设计和实现,Linux 内核的移植,设备驱动程序的编写以及
图形用户界面的实现。最后,详细介绍了一个具有创新性的案例作为
该嵌入式 Linux 工控一体机作为通讯和控制终端的典型应用。
该嵌入式 Linux 工控一体机具有极好的实用性和应用前景,并且
其设计和实现过程对于其它嵌入式平台也具有很好的参考价值。
关键词: ARM 体系 Linux 操作系统 Qt 集成开发环境 PID 算法
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上海交通大学硕士研究生学位论文
THE DESIGN AND REALIZATION
OF THE Embedded Industrial System
BASED ON ARM AND LINUX
ABSTRACT
With the development of intelligent control, ARM structure
together with Linux OS have already e the trend of the
industrial control system in the 21 centry. It has been wide
applied due to the strong function of ARM structure and open
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