USB技术在剩余电流测试仪中的应用

论文摘要

新国标GB13955-2005对剩余电流保护装置动作特性测试仪提出了更高的要求,不少厂家自行开发基于单片机技术的测试仪功能简单,测试精度有限,智能化程度不高。“基于ARM技术新型剩余电流保护装置动作特性测试仪”主要设计思想是利用SOC技术实现友好的人机图形界面,控制恒流源实现规定测试信号范围内的多点扫描自动测试剩余电流保护装置的动作特性参数,并对多个产品参数进行存储与处理,实现了测试数据的采集、显示、存储与数据处理的智能化。本项目基于东南大学的ARM嵌入式处理器SEP3203搭建了一套具有操作系统的嵌入式系统开发平台,并将此系统用于恒流源控制与检测信息处理系统中。本项目利用数控恒流源产生的标准测试信号,对剩余电流保护装置动作特性进行测量,测量结果保存在Flash内指定的文本文件中。同时,为了方便厂家或供电系统对大量检测数据进行管理,用VB.NET开发了“检测信息管理系统”。测试仪通过USB通信接口对检测仪的检测结果文件内容进行处理并转存至PC机的数据库中,根据工作需要进行分类统计、按需查询、形成报表。本文首先介绍了USB技术,分析了USB协议和嵌入式系统中主机应具备的功能。然后介绍了USB设备类（以海量存储类协议为主）以及如何在嵌入式系统中实现USB接口。接着构建了MCU+USB接口控制芯片实验模型,并完成硬件电路部分设计。最后,本文针对USB主机的软件需求,在嵌入式系统中编程实现USB协议栈、USB大容量存储类协议以及在PC领域应用广泛的FAT文件系统,并结合流程图详细的阐述程序设计过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 项目的背景与意义
• 1.1.1 项目的背景
• 1.1.2 本项目发展的现状与设计方案
• 1.1.3 项目的立项情况
• 1.2 项目的创新点与技术难点
• 1.2.1 项目的创新点
• 1.2.1 项目技术难点
• 1.3 本人承担的主要工作
• 1.3.1 产品的调研
• 1.3.2 熟悉主控系统的设计
• 1.3.3 智能仪器USB接口部分设计
• 1.4 论文总体结构
• 第二章 项目的总体设计
• 2.1 产品的需求分析
• 2.1.1 产品需求背景的分析
• 2.1.2 产品功能分析
• 2.1.3 产品可行性分析
• 2.2 本项目系统模型
• 2.2.1 测试仪模型设计的原则
• 2.2.2 市场同类产品设计模型分析
• 2.2.3 新型剩余电流保护装置动作特性测试仪设计模型
• 2.3 系统硬件设计模型
• 2.3.1 硬件设计模型
• 2.3.2 软件系统设计模型
• 2.4 小结
• 第三章 USB接口技术
• 3.1 USB概述
• 3.2 USB的特点
• 3.3 USB系统构成
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 USB系统组成
• 3.3.3 USB的分组标识
• 3.3.4 包的类型
• 3.3.5 USB标准设备请求
• 3.4 小结
• 第四章 嵌入式系统的USB接口模型
• 4.1 带RTOS的USB接口模型
• 4.2 不带RTOS的USB接口实现
• 第五章 USB主控接口硬件设计
• 5.1 USB主控接口芯片SL811HS
• 5.1.1 芯片SL811HS概述
• 5.1.2 芯片SL811HS管脚及功能
• 5.2 SL811HS应用单元电路设计
• 第六章 系统程序设计
• 6.1 概述
• 6.2 主程序设计
• 6.3 主机与设备底层传输的实现
• 6.3.1 主机部分初始化
• 6.3.2 USB事务的建立
• 6.3.3 主机与设备之间底层传输函数的实现
• 6.4 控制传输的实现及设备枚举
• 6.4.1 控制传输的实现
• 6.4.2 设备的枚举
• 6.5 Mass Storage类协议的实现
• 6.5.1 Mass Storage类协议介绍
• 6.5.2 Mass Storage类包结构及函数实现
• 6.5.3 块（批量）传输的实现
• 6.6 优盘文件系统的实现
• 6.6.1 优盘文件系统简介
• 6.6.2 RAT文件格式的实现
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录:作者简介