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基于AT91M55800A嵌入式控制器的设计与实现

翟二宁  
【摘要】: 随着计算机技术的发展,嵌入式系统己成为计算机领域的一个重要组成部分,并成为近年来研究的热点。同时随着网络技术的发展,为嵌入式系统添加网络功能已成为嵌入式系统新的发展方向。 在此背景下本文提出了一种基于AT91M55800A的嵌入式控制器。AT91M55800A微控制器以ARM7TDMI为内核,具有高效能、低功耗、体积小特点,非常适用于那些对体积、成本有严格要求的控制领域。本文以AT91M55800A微控制器为核心,设计和制作了嵌入式控制器的硬件电路。硬件电路主要包括MCU、存储系统、JTAG调试接口、TCP/IP网络接口以及控制器电源等。为了测试控制器核心板工作的稳定性,本文对控制器硬件的各部分进行分别调试,主要包括AT91M55800A微处理器、FLASH存储器、铁电存储器等,确保了AT91M55800A控制器核心板控制器稳定地工作。 为了满足实时多任务控制的要求,本文选择实时性强、源码公开的uC/OS-Ⅱ作为操作系统,通过分析其内核原理,将该操作系统成功地移植到了AT91M55800A微控制器上,实现了多任务的调度。为了扩展控制器网络功能,在uC/OS-Ⅱ操作系统中移植了LwIP协议。通过分析LwIP协议,特别分析了TCP和IP层,根据网络芯片RTL8019AS编写网络驱动,并通过TCP/IP协议实验测试表明,所设计的网络接口实现了与PC机的TCP/IP通信功能。 最后,编写了PID控制算法、A/D和D/A模块的驱动程序以及MODBUS通信程序,实现了该控制器核心板对三容液位装置的单容液位控制,并利用“力控”组态软件对液位进行实时监控。结果表明控制系统工作运行稳定,控制效果良好。


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