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本文主要研究了基于嵌入式平台的便携式智能仪器的设计与实现。便携式智能仪器是在考虑到科研人员在室外、尤其是野外,测量分析条件不便的问题,而设计的具有信号采集、频谱分析、信号发生功能的低功耗、多用途的仪器设备。 论文首先介绍了智能仪器的概念、发展、特点和结构以及嵌入式系统的概念和组成,使大家对基于嵌入式技术的智能仪器的概念有一定认识。接着阐述了嵌入式系统的设计方法,对智能仪器作了需求分析,分别给出了仪器硬件和软件部分的总体设计方案,使大家对仪器的设计思想有简单的了解。 然后,论文围绕仪器硬件平台和软件开发平台的设计搭建全面展开。先对ARM微处理器的内核结构作了简单介绍,并进行比较选型,确定了三星ARM7TDMI核的S3C44BOX处理器芯片作为嵌入式系统的核心;接着详细阐述了包括复位、晶振、FLASH、SDRAM、LCD和USB接口电路在内的外围电路的设计实现方法:针对仪器要求具备的信号采集和信号发生功能,也专门给出了信号采集和信号发生部分的电路设计。在搭建软件开发平台部分,先剖析了如何设计实现启动引导程序;接着阐述了仪器主要设备的驱动程序,建立了图形设备接口(GDI)并开发了图模工具软件加速图形开发,为方便上层应用程序的开发奠定了良好的基础:最后重点讲述了FAT16文件系统的原理,给出了详细的设计实现方法,解决了数据保存的问题。 在设计好仪器软、硬件平台的基础上,本文紧接着重点分析了仪器功能应用程序的设计实现。包括开机主操作界面和各功能界面的设计,消息获取和处理的方法,利用GDI函数绘制各种曲线等。针对频谱分析模块,还详细介绍了FFT算法原理,并给出了程序源代码,对程序结果进行了验证。 论文最后,对全文作了总结,列出了取得的研究成果并对今后的工作做了展望。