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简论嵌入式基于嵌入式Linux电子式材料试验机测控系统

收藏本文 2024-03-15 点赞:25487 浏览:111295 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:材料试验机是材料性能探讨检测的重要仪器设备,随着对材料性能要求的越来越严格,传统的材料试验机有着测试标准单一、加载方式固定、人机交互不便等瓶颈。针对该不足,本论文研制了基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统,包含了多测试标准、加载方式切换、高精度数据采集、实时数据处理、触摸人机交互等功能。论文设计和论证了基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统总体案例,重点探讨了高精度数据实时采集与显示、嵌入式Linux的硬件驱动对策以及触摸人机交互等三大环节的关键技术。论文的主要工作体现有以下几个方面:(1)针对材料测试的功能需求,采取嵌入式软硬件协同开发策略,以硬件系统、软件系统、UI设计三个方面同时协同开发,设计并实现了核心板(六层)和底板(二层)分离的硬件系统,搭载嵌入式Linux操作系统,保证了系统的高可靠性、稳定性和数据采集的高精度与实时性;(2)根据硬件系统结构,设计并实现了基于嵌入式Linux的数据采集与显示软件系统。包括嵌入式Linux平台搭建、数据采集与闭环电机制约模块驱动设计、实时数据处理与存储等,实现了材料测试历程中数据的高精度实时采集与处理显示;(3)针对用户交互的需求,开发了基于QT4.5的触摸用户交互界面,包括测试主界面、测试界面、用户配置界面等;设计实现了基于触摸交互的多测试标准的设置与切换,三种加载方式动态切换等功能,以适应不同场合的测试需求。通过检验与验证,本课题所研制的基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统在力传感器信号采集、位移采集、电机制约、实时响应等方面性能突出,完全达到了国家标准0.5级电子材料试验机的要求,同时引入基于触摸输入的彩色液晶显示系统,设计了多样化、可写作式的实验标准与内容配置,具有很强的用户操作体验性能。关键词:材料试验机论文嵌入式Linux论文高精度数据采集论文触摸输入论文用户体验论文

    摘要5-6

    Abstract6-7

    目录7-10

    第一章 绪论10-21

    1.1 课题背景及作用10-12

    1.2 嵌入式Linux系统浅析12-15

    1.3 基于嵌入式Linux的嵌入式系统开发15-19

    1.3.1 嵌入式系统定义与运用15-16

    1.3.2 基于嵌入式Linux的嵌入式系统结构16-17

    1.3.3 基于嵌入式Linux的嵌入式系统内容17-19

    1.4 本课题探讨内容19-21

    第二章 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统总体案例设计21-34

    2.1 材料力学性能与测试原理21-23

    2.2 材料试验机测控系统整体结构与测试原理23-24

    2.3 材料试验机测控系统工作流程24-26

    2.4 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统需求浅析26-29

    2.4.1 功能性需27

    2.4.2 非功能性需求27-28

    2.4.3 系统需求表格28-29

    2.5 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统总体结构案例29-33

    2.5.1 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机系统结构29-30

    2.5.2 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机的系统硬件系统结构30

    2.5.3 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机软件系统系统结构30-31

    2.5.4 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统总体结构和开发案例31-33

    2.6 本章小结33-34

    第三章 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统硬件电路设计34-51

    3.1 系统硬件电路设计要求34

    3.2 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统硬件电路设计案例34-39

    3.2.1 硬件设计结构案例34-36

    3.2.2 系统硬件设计实施案例36-39

    3.3 核心板硬件电路设计39-43

    3.3.1 核心板MCU选择39-41

    3.3.2 核心板电源电路设计41

    3.3.3 核心板SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH电路设计41-43

    3.4 底板电路设计43-50

    3.4.1 底板电源电路设计43-45

    3.4.2 底板液晶接口电路设计45

    3.4.3 底板光栅位移采集子系统硬件设计45-47

    3.4.4底板A/D模块电路设计47-49

    3.4.5 底板电机制约模块电路设计49-50

    3.5 本章小结50-51

    第四章 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统嵌入式软件设计51-67

    4.1 嵌入式软件开发策略51-53

    4.2 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统软件需求浅析53-55

    4.2.1 系统对象模型浅析53-54

    4.2.2 系统动态模型浅析54-55

    4.3 嵌入式Linux开发环境建立55-56

    4.4 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机硬件驱动程序设计56-61

    4.4.1 CPLD驱动56-58

    4.4.2 A/D驱动58-60

    4.4.3 电机制约驱动60-61

    4.5 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机运用程序设计61-66

    4.5.1 内核与用户空间数据交换61-62

    4.5.2 原始采集数据处理62-63

    4.5.3 试验数据存储与刷新63-66

    4.6 本章小结66-67

    第五章 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统UI设计67-76

    5.1 基于QT的用户界面设计案例67-68

    5.2 授权系统与主交互UI设计68-69

    5.3 系统配置交互UI设计69-72

    5.4 传感器参数校正UI设计72-74

    5.5 材料性能测试UI设计74-75

    5.6 本章小结75-76

    第六章 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统的测试与验证76-86

    6.1 材料试验机国家标准76-78

    6.2 基于嵌入式Linux的电子式材料试验机测控系统测试与验证78-80

    6.3 A/D载荷采集精度浅析80-82

    6.4 电机—光栅速度制约精度浅析82-83

    6.5 用户操作流程浅析83-85

    6.6 本章小结85-86

    第七章 总结与展望86-88

    7.1 课题总结86

    7.2 课题延续86-88

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