隨著計算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步,嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來的重要發(fā)展方向?;贏RM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點(diǎn),在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本選題來自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計一種可以在地面實(shí)驗室環(huán)境中可靠運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計上,主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心,主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計的數(shù)據(jù)采集模塊(A/D)、基于I2C接口設(shè)計的PID控制信號輸出模塊(D/A)和采用PIO接口設(shè)計的開關(guān)控制輸出模塊等電路,其中后三個模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集,關(guān)鍵點(diǎn)的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù),后文將重點(diǎn)介紹。在軟件設(shè)計方面,主要分兩個方面進(jìn)行討論,分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計,包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程,三個線程同時運(yùn)行,提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。上位機(jī)和主控制器通過接入以太網(wǎng)中,然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實(shí)現(xiàn)通信。同時上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面,配合主控制器實(shí)現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設(shè)計的嵌入式測控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊,包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等,可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實(shí)用性,具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARM 流體 網(wǎng)絡(luò)測控
上傳時間: 2013-06-30
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儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計算機(jī)化的方向發(fā)展;其中占主導(dǎo)地位、起核心或關(guān)鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點(diǎn)發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機(jī),8/16位單片機(jī)功能簡單難以滿足嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)、圖像傳輸?shù)纫螅覍θ穗H交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡(luò)功能差、接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題,開發(fā)設(shè)計高性能新型智能儀表。以設(shè)計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點(diǎn),在分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎(chǔ)上,合理地進(jìn)行軟硬件設(shè)計,為在同一硬件平臺下實(shí)現(xiàn)多種儀表的功能進(jìn)行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設(shè)計,構(gòu)建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實(shí)時性控制;過閘流量實(shí)時自動監(jiān)測;閘門運(yùn)行狀態(tài)診斷與故障報警;實(shí)時工況圖像處理;工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?/p>
上傳時間: 2013-04-24
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旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機(jī)是測定材料機(jī)械性能的基本設(shè)備之一,應(yīng)用范圍廣泛。隨著試驗機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展,舊有的試驗機(jī)測控系統(tǒng)已逐漸不能適應(yīng)廣大用戶的測試需求,迫切要求新一代試驗機(jī)測控系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化、集成化方面邁進(jìn)。 本課題研究的主要任務(wù)是在分析和總結(jié)國內(nèi)外同類試驗機(jī)測控系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,吸收先進(jìn)的微電子技術(shù)和試驗機(jī)控制技術(shù),開發(fā)一套新型的基于ARM微處理器的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機(jī)測控系統(tǒng)。論文圍繞這個任務(wù),主要進(jìn)行了如下幾個方面的研究工作: 1.分析旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機(jī)的系統(tǒng)工作原理與測量參數(shù),制定試驗機(jī)測控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,并對測控系統(tǒng)中ARM主控制器要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行具體分析。 2.依照總體方案,設(shè)計出以32位ARM微處理器LPC2210為核心的主控制器,對系統(tǒng)測量模塊、驅(qū)動模塊及外圍電路進(jìn)行了電路設(shè)計;分析系統(tǒng)交流驅(qū)動單元的工作原理,并對ARM實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)交流電機(jī)的調(diào)速控制作出具體闡述。 3.針對系統(tǒng)交流電機(jī)的調(diào)速控制,在建立交流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用一種基于現(xiàn)代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實(shí)現(xiàn)無級精度調(diào)速。 4.移植實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ至LPC2210,編寫啟動代碼和主任務(wù)程序,對各任務(wù)模塊設(shè)計用戶應(yīng)用程序,并對上位機(jī)的軟件系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行結(jié)構(gòu)規(guī)劃。 5.對基于ARM的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機(jī)測控系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件調(diào)試,并完成部分試驗。
標(biāo)簽: ARM 旋轉(zhuǎn) 試驗機(jī) 測控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-06
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嵌入式測控系統(tǒng)和測控裝置在工業(yè)生產(chǎn)過程控制、儀器儀表及自動化系統(tǒng)、智能樓宇監(jiān)控等方面得到廣泛的應(yīng)用。由于嵌入式測控系統(tǒng)監(jiān)控對象的多樣性,因此通用性不是很強(qiáng),傳統(tǒng)的設(shè)計方法都是從底層的硬件設(shè)計開始,再設(shè)計專用的軟件,導(dǎo)致設(shè)計周期長,重復(fù)工作多,成本增加。微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,使得微處理器的性能和功能得到極大的提高,為通用型測控平臺的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。 本文提出了一種嵌入式測控平臺的設(shè)計思路。采用主板和擴(kuò)展板相結(jié)合的模塊化設(shè)計,使嵌入式測控系統(tǒng)可以在一個標(biāo)準(zhǔn)化平臺上進(jìn)行構(gòu)建。平臺主板選用基于32位ARM7TDMI-S內(nèi)核的微控制器LPC2292作為核心,加上以太網(wǎng)芯片、CPLD以及其它外圍電路,構(gòu)成了一個維持系統(tǒng)正常運(yùn)行的最小系統(tǒng)。擴(kuò)展功能模塊包括ZigBee無線通信、USB、A/D、D/A、液晶觸摸屏等模塊,通過層疊式結(jié)構(gòu)與主板連接。測控開發(fā)平臺在功能、電路、結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了可裁剪、可擴(kuò)展,能滿足大多數(shù)嵌入式測控系統(tǒng)的需求。 在實(shí)現(xiàn)嵌入式測控開發(fā)平臺硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上,嵌入式測控平臺引入了Nucleus Plus實(shí)時操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)資源的管理和任務(wù)的調(diào)度。文中提出了啟動代碼模版的概念,簡化了移植操作系統(tǒng)的工作,提高了效率。 基于ARM的嵌入式測控開發(fā)平臺為開發(fā)各種智能化、小型化現(xiàn)代測控系統(tǒng)提供了可重用、高性能、圖形化、網(wǎng)絡(luò)化軟硬件基礎(chǔ)平臺和高效的開發(fā)模式。從而,大大縮短了軟、硬件開發(fā)的周期,具有十分重要的意義。 作為在測控開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上構(gòu)建測控系統(tǒng)的實(shí)例,研制了氣門彈簧負(fù)荷計算機(jī)自動分選系統(tǒng)的現(xiàn)場級控制器。
上傳時間: 2013-06-16
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汽車儀表總成是汽車和駕駛員進(jìn)行信息交互的窗口。傳統(tǒng)的汽車儀表總成采用了大量機(jī)械器件、模擬電路和少量簡單數(shù)字電路的方式設(shè)計。它體積大,精確和穩(wěn)定性低,顯示信息少,控制按鈕繁復(fù)。本項目以當(dāng)前主流的嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計了一種以大尺寸LCD觸摸屏為主要顯示控制界面,以CAN總線和其他接口為信息采集渠道,以高速嵌入式ARM9微控制器為處理單元的車載信息顯控終端。 作者在該項目中負(fù)責(zé)車載信息顯控終端的樣機(jī)設(shè)計,用Prote199完成原理圖和PCB圖的設(shè)計,編寫測試程序?qū)χ饕布M(jìn)行測試。軟件上移植Linux操作系統(tǒng)并編寫LCD驅(qū)動程序。 論文設(shè)計的車載信息顯控終端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器為核心,以Microchip公司的MCP2515芯片為CAN總線控制器,以Sharp公司LQ080V3DG01型號的8英寸LCD屏為顯控接口。存儲器方面外擴(kuò)了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面設(shè)計了CAN、USB、RS232、以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接口,和GPIO、AD等接口。軟件上本車載信息顯控終端采用自行剪裁移植的Linux操作系統(tǒng),并移植了相應(yīng)的LCD驅(qū)動程序。 論文主要闡述了車載信息顯控終端的硬件設(shè)計,詳細(xì)分析了Linux在S3C2410微控制器系統(tǒng)上的移植,并將在軟硬件調(diào)試過程中總結(jié)的經(jīng)驗與大家分享。 本車載信息顯控終端是對汽車儀表總成數(shù)字化和虛擬化顯示控制的一個有益嘗試,離最后的實(shí)用化和產(chǎn)品化還待進(jìn)一步研究。
上傳時間: 2013-05-30
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設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是計算機(jī)科學(xué)、測試技術(shù)、信號分析與數(shù)據(jù)處理技術(shù)等相結(jié)合的一種設(shè)備運(yùn)行信息分析處理方法。將嵌入式計算機(jī)技術(shù)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)及數(shù)字信號處理技術(shù)結(jié)合起來,構(gòu)成一種體積小、便于攜帶、易于網(wǎng)絡(luò)化、造價相對較低,集信號采集、處理、存儲和顯示為一體的設(shè)備具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文通過對傳統(tǒng)工控監(jiān)測技術(shù)方案以及本項目具體功能和指標(biāo)的分析,提出了ARM+嵌入式Linux架構(gòu)的技術(shù)方案。采用多個嵌入式設(shè)備終端作為監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集終端,然后通過GPRS模塊連入Internet,通過Internet上的多臺主機(jī)作為監(jiān)控中心,各自運(yùn)行相應(yīng)的包括網(wǎng)絡(luò)管理功能的應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動、可靠的采集、存儲、處理、實(shí)時顯示及實(shí)時數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分布式、網(wǎng)絡(luò)化和自動化的設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)新模式。 本文首先介紹了嵌入式技術(shù)的國內(nèi)外研發(fā)現(xiàn)狀。給出了嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計方案。根據(jù)系統(tǒng)的功能和要求的技術(shù)指標(biāo),在綜合比較現(xiàn)有各種嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,分析了使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)構(gòu)造嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺陷,選定了嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本次設(shè)計的操作系統(tǒng);選擇了samsung公司基于ARM920T內(nèi)核的處理器S3C2410X作為嵌入式處理器;簡單介紹了S3C2410X的工作模式,并設(shè)計了系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)方案。 這種基于嵌入式終端的工控監(jiān)測系統(tǒng)主要由控制中心和嵌入式監(jiān)測終端兩大部分組成。本文所主要涉及的就是該系統(tǒng)中的嵌入式監(jiān)測終端部分,主要進(jìn)行了嵌入式監(jiān)測終端的硬件設(shè)計,嵌入式操作系統(tǒng)ARM-Linux的移植,建立交叉編譯環(huán)境,制作根文件系統(tǒng),軟件部分主要是對驅(qū)動程序和終端應(yīng)用程序的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究和介紹。重點(diǎn)介紹并了FPGA設(shè)備驅(qū)動程序的實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用程序中的液晶顯示部分與實(shí)數(shù)EFT算法以及幾種數(shù)字信號的平均算法的C語言實(shí)現(xiàn),最后,對本論文進(jìn)行了總結(jié),并指出了后續(xù)工作中需要注意的問題。 基于ARM-Linux的工控監(jiān)測系統(tǒng)的研制對于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)化是一個有益的嘗試,它的研制成功將會給工廠帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。
標(biāo)簽: ARMLinux 工控 監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-20
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本課題源于空中機(jī)器人大賽參賽項目。針對比賽要求,提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案,并由此展開了一系列的研究工作。 本文的重點(diǎn)是飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)確定系統(tǒng)設(shè)計和飛行控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計及實(shí)現(xiàn)。 本文首先回顧了國內(nèi)外微小無人機(jī)發(fā)展歷程,介紹了其研究現(xiàn)狀,并指出了微小無人機(jī)的發(fā)展趨勢。根據(jù)需求設(shè)計了低價位、高性能的嵌入式微小無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案。 設(shè)計了低成本、低功耗的微小無人機(jī)的姿態(tài)確定系統(tǒng)方案,利用姿態(tài)四元數(shù)、龍格庫塔法、高斯牛頓法和擴(kuò)展卡爾曼濾波器估計出系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣;對姿態(tài)確定方案進(jìn)行了仿真。 設(shè)計了基于ARM的飛行控制系統(tǒng)的硬件部分,包括電源及復(fù)位電路,UART、SPI、JTAG等接口電路,PWM信號發(fā)生電路,A/D采樣電路及前置電路,光電耦合電路等;完成了整個飛控系統(tǒng)PCB板制作以及對所設(shè)計電路的調(diào)試工作,使得系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 最后針對本文設(shè)計的硬件平臺進(jìn)行了啟動代碼等系統(tǒng)底層軟件的編寫和調(diào)試,建立了系統(tǒng)的啟動環(huán)境。
上傳時間: 2013-06-03
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本課題是江蘇省“十一五”工業(yè)攻關(guān)項目“總線化智能多參數(shù)高精度檢測及控制儀表開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化(BE2006090)”。本項目要求多環(huán)境參數(shù)測控、多總線接口,選擇具有豐富接口的高速處理器作為本項目的核心。為滿足多參數(shù)測控精度和多網(wǎng)絡(luò)接口通訊可靠性,嵌入式設(shè)計是應(yīng)用系統(tǒng)的理想選擇。本文所研究的多參數(shù)測控裝置是以三星公司生產(chǎn)的32位ARM微處理器S3C2410為核心的嵌入式系統(tǒng),該系統(tǒng)能實(shí)時地獲取水環(huán)境參數(shù),為水環(huán)境和多總線接口提供基本的數(shù)據(jù)和控制信息。 本文詳細(xì)地介紹了MODBUS和CAN-BUS總線協(xié)議和通訊原理,闡述了水產(chǎn)養(yǎng)殖幾個重要環(huán)境參數(shù)一溶解氧、溫度、PH值的檢測算法原理、以及傳感器調(diào)理電路和溫度、溶解氧的控制策略,進(jìn)行了測控系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和各個模塊的原理設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)的移植,編寫了驅(qū)動程序。在基于QT/E環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的測控和總線通訊部分上層軟件設(shè)計。提出并實(shí)施了系統(tǒng)測試方案,成功地完成了測控系統(tǒng)的硬件、軟件測試、以及通信功能測試和現(xiàn)場在線測試。 本論文的研究開發(fā)工作是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上完成的,實(shí)驗結(jié)果證明該系統(tǒng)充分利用了S3C2410芯片提供的資源,具有高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn),在各個方面的性能比傳統(tǒng)的水環(huán)境參數(shù)測控系統(tǒng)有很大提高,通過測試實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的各種功能,完全達(dá)到預(yù)期要求。
標(biāo)簽: ARM 網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境 參數(shù)
上傳時間: 2013-06-28
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通過駐極體話筒對音樂聲量進(jìn)行采集后,把采集的信號進(jìn)行放大整流濾波,并通過555構(gòu)成的壓控振蕩器把音樂的聲量信號轉(zhuǎn)化成變化的振蕩頻率,即通過聲量的大小來產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振蕩信號,再經(jīng)過二進(jìn)制計數(shù)器對該振蕩輸出的脈沖進(jìn)行計數(shù)輸出四種不同的狀態(tài),通過二-四譯碼器對計數(shù)器輸出狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的選通信號控制燈流接口電路 ,接口電路驅(qū)動一列信號指示燈,實(shí)現(xiàn)燈流速度隨音樂聲量大小而相應(yīng)變化的效果。
上傳時間: 2013-04-24
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介紹了一種高速、高性能的單片機(jī)C8051F330,該單片機(jī)內(nèi)部集成了眾多的功能部件,是真正的混合信號在片系統(tǒng)。本文對單片機(jī)的功能和特點(diǎn)做了詳細(xì)的介紹,并以一個實(shí)際的多路溫濕度測控系統(tǒng)為例,給出
標(biāo)簽: C8051F330 單片機(jī) 多路 溫濕度測控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-28
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