摘要：该课题开发使用的编译环境是Keil uVison4,开发编译的软件选择用C语言进行开发。嵌入式操作系统选择采用μC/OS-II来进行设计与开发。本课题选择使用以微型控制器ARM7为核心的LPC2138微型处理器来进行数据的采集与处理等功能。需要开发人员要对嵌入式实时操作系统有一定的了解、程序编译的基础、需要具备一定的硬件知识。该课题需要利用软硬件结合这两个部分共同来对数据进行感应、采集、处理、显示、管理等功能的实现。本课题提供了一种简单、容易实现的系统可以实现对基本数据的采集与应用。

关键词： ARM 7；嵌入式；LPC2138 ；环境数据采集；μC/OS-II；

Design and Development of Environmental Data Acquisition System Based on ARM7 and μC/OS-II

Abstract: The compiler environment developed and used for this project is Keil uVison4. The software developed and compiled was selected for development in C language. The embedded operating system chose μC/OS-II for design and development. This topic chooses to use the LPC2138 microprocessor with the microcontroller ARM7 as the core to perform functions such as data acquisition and processing. Developers are required to have a certain understanding of the embedded real-time operating system, the basis for program compilation, and the need for certain hardware knowledge. This topic needs to use hardware and software in combination with these two parts to realize the functions of data sensing, acquisition, processing, display, and management. This topic provides a simple, easy-to-implement system that enables the acquisition and application of basic data.

Keywords: ARM 7; embedded; LPC2138; environmental data acquisition; μC/OS-II;

目录

摘要 i

Abstract i

目录 ii

1 绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.2 国内外发展情况与趋势 2

1.3 该课题所研究的主要内容 3

2 核心技术介绍 4

2.1 嵌入式操作系统简介 4

2.2 嵌入式处理器简述 5

2.3 嵌入式系统开发模式与环境 5

2.4 ARM微处理器 6

2.4.1 体系结构 6

2.4.2 ARM7系列 6

2.5 ΜC /OS-II介绍 6

2.6 嵌入式操作系统移植 6

2.6.1 移植的思想 6

2.6.2 μC/OS-II移植要点 6

2.6.3 基于ARM的μC/OS-II移植过程 7

3 环境搭建及开发环境 8

3.1 主要芯片LPC2138介绍 8

3.1.1 LPC2138芯片简介 8

3.1.2 LPC2138主要特性 9

3.1.3 LPC2138的应用 9

3.1.4 ADC原理 10

3.2 KEIL UVISION4介绍 11

3.3 仿真软件PROTEUS介绍 11

3.4 软件LABVIEW 介绍 12

4 数据采集系统硬件部分设计 13

4.1 总体设计 13

4.2 下位机部分 13

4.2.1 硬件设计思想 13

4.2.2 下位机硬件图 15

4.3 上位机部分 16

4.3.1 上位机硬件设计思想 16

4.3.2 上位机程序框图 16

5 数据采集系统整体软件部分设计 18

5.1 系统整体主流程图 18

5.1.1 下位机流程图 18

5.1.2 上位机流程图 19

5.2 功能模块程序设计 19

5.2.1 多路通道数据采集任务 19

5.2.2 显示任务 21

5.2.3 上传任务 22

5.2.4 上位机数据显示任务 23

5.3 系统程序不足之处 26

6 系统调试 27

6.1 硬件设计问题与调试 27

6.1.1 上位机存在的问题与调试结果 27

6.1.2 下位机存在的问题与调试结果 27

6.2 软件设计问题与调试 28

6.2.1 编写程序过程中所遇到的问题 28

6.2.2 程序运行的调试与结果 28

6.3 综合调试 29

7 结论 30

7.1 硬件部分 30

7.2 软件部分 30

致谢 32

参考文献 33

1 绪论

环境数据采集这一方面通俗来说就是把温度、湿度、风速、压力、分贝，光照强度等这些物理量的记录。将这些模拟的物理量通过不同的方式传入到计算机以后，利用计算机中的一些操作指令可以将采集到的模拟电压值进行处理转换为自己想要的数据类型。然后在显示屏上显示出来方便人类的统计与观察的一个过程。因此，专注于这个需求所开发出来的相应的系统就是叫做环境数据采集系统。