大亚湾反应堆中微子实验是利用我国大亚湾核电站群独有的自然条件,以较高精度测量中微子振荡的高能物理研究计划。散裂中子源是由加速器提供的高能质子轰击重金属靶而产生中子的大科学装置。在中微子实验和大科学装置中,需要用到大量的粒子探测器和相应的直流高压电源,并且高压电源分布在广泛的区域内。本课题的研究主要针对大亚湾中微子实验、中国散裂中子源工程等大科学装置应用,同时也适用于其他工程项目中电子设备的高压电源系统。本文对高压直流电源的需求进行了分析,并且结合嵌入式技术,设计了一种粒子探测器高压电源系统。粒子探测器高压电源系统主要由嵌入式硬件平台、操作系统和相应功能的应用软件组成。本文根据粒子探测器对直流高压的需求,设计了粒子探测器高压电源系统的总体实现方案。嵌入式硬件平台采用ARM9系列微处理器S3C2440作为主控制器,STM32作为电压模块控制器,外加网络接口电路、串口电路、电源模块电路、电压采集电路、电压控制电路、RS-485总线接口电路、控制器外围电路等构成。由于嵌入式Linux操作系统具有可以根据需求进行裁剪、外部支持的驱动资源丰富、所有源代码面向开发者开源和网上资料丰富等优点,本课题选择运行嵌入式Linux操作系统。本文详细的介绍了嵌入式开发环境的搭建,实现了uboot引导启动程序的移植、Linux内核的移植及启动方式的选择和根文件系统的构建及挂载。然后基于这种软件和硬件优势,开发了粒子探测器高压电源系统的应用程序。主控制器主要负责发送数据包,通过select轮询读取数据包,进行数据处理,主控制器和电压模块通过RS-485总线通信网络来传递数据,应用程序中设计RS-485总线通信协议,完成直流高压的采集与控制等电压监控应用软件的设计。在粒子探测器高压电源系统的硬件电路设计和软件设计实现之后,先对系统的硬件电路进行反复测试和长时间的观察分析,然后对嵌入式Linux系统进行测试,最后对系统控制高压输出和采集到的直流高压值进行测试,通过测试发现达到了预期的设计要求。本课题的特色和创新突破点在于实现了系统的微型化和网络化。该系统使用32位ARM处理器S3C2440作为控制器,STM32作为多协议通信接口转换平台和控制平台,运行开源的嵌入操作系统Linux,具有开放性、微型化、人机界面友好、性价比高等特点。在大科学工程中,通过网络可对上万路高压源进行远程实时监控,为实验装置提供实时、可靠的信息,可降低大规模控制系统的复杂度。