嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟件硬件均可裁剪,能滿足應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。隨著信息技術、計算機技術、網絡技術的發展,嵌入式技術得到了廣闊的發展空間。其中ARM微處理器憑借體積小、功耗低、成本低而性能高等優點,己被成功應用于移動通信、手持設備、多媒體數字消費等諸多嵌入式領域。ARM也逐步成為了嵌入式的代名詞。另外,嵌入式操作系統經過多年的發展目前也已十分豐富,特別是自由免費軟件Linux的出現。Linux憑借源碼開放、內核可裁減、功能豐富、運行穩定等優勢,被移植到了多種不同結構的CPU和硬件平臺上,且得到了大量優秀開發工具軟件的支持。 本論文的目的是建立一個以ARM為基礎的嵌入式linux系統控制平臺.本文詳細介紹了整個系統平臺的研究開發和設計實現過程。論文首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統的特點和當前的發展概況。再闡述了以AT91RM19200為核心的開發平臺的硬件組成,詳細研究了硬件平臺設計過程,平臺的外圍配置包括存儲模塊、串口模塊、 CAN總線模塊、以太網模塊、USB模塊及JTAG調試模塊、實時模塊等多種功能模塊,包括各個功能模塊的芯片選擇和原理圖,還對硬件電路設計的注意事項進行了探討。再以此硬件平臺為基礎,詳細的論述了嵌入式Linux系統開發流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux內核的編譯與裁減、文件系統的制作、驅動程序的編寫等。最后對系統性能進行了測試,通過測試表明平臺達到設計要求,性能穩定。
上傳時間: 2013-04-24
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噴油泵是柴油機燃油噴射系統中燃油的控制、供給單元,其性能的好壞直接決定著柴油機的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質量等。準確測試噴油泵的各種技術參數對提高柴油機的各項技術性能具有十分重要的意義。嵌入式系統技術已經成為了最熱門的技術之一。基于ARM的嵌入式技術己經成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。ARM公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強等諸多優異性能,應用越來越廣泛。uCLinux操作系統是從Linux衍生出來的一種操作系統,它是專為無MMU的微控制器開發的嵌入式Linux操作系統。它支持眾多嵌入式處理器類型,具有完善的各類驅動支持。 本文從噴油泵試驗臺控制系統總體結構入手,在詳細分析了系統所要檢測和控制的參數的基礎上,設計出噴油泵試驗臺控制系統總體架構。噴油泵試驗臺控制系統由兩個模塊組成:以80C196KB單片機為中心的噴油泵控制及數據采集系統,以S3C44BOX為中心的上位機監控及管理系統。下位機通過RS232串口接收上位機的命令并執行噴油泵試驗臺的電機轉速控制、燃油溫度控制、噴油次數計數、提前角監控及燃油壓力顯示。上位機是整個試驗臺控制系統的管理者,主要完成給下位機發送特定的操作命令,完成實驗數據的顯示、收集和存儲,它有友好的中文顯示界面,可以完成簡單的數據管理操作。 文中詳細闡述了上位機的操作系統uCLinux的特點和移植過程。同樣對上位機的界面設計及運行環境MiniGUI進行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后,對噴油泵控制系統采用模糊控制算法進行優化設計。詳細描述了模糊控制器設計所包含的三個主要部分:清晰量的模糊化接口、模糊控制規則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過試驗證實,本文設計的噴油泵試驗臺控制系統技術路線正確合理。相信該可靠實用的控制系統配合噴油泵試驗臺使用將具有良好的市場潛力。
上傳時間: 2013-06-04
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近年來,隨著控制系統規模的擴大和總線技術的發展,對數據采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前,很多設備需要實現從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時,隨著以太網技術的發展和普及,這些設備的串行數據需要通過網絡進行傳輸,因而有必要尋求一種解決方案,以實現技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協議的以太網通信進行研究和分析,在此基礎上,設計一個嵌入式系統一基于APM處理器的多路串行通信與以太網通信系統,來實現F8-DCS系統中多路串口數據采集和以太網之間的數據傳輸。主要作了如下工作:首先,分析了當前串行通信的應用現狀和以太網技術的發展動態,通過比較傳統的多路串口通信系統的優缺點,設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術,并結合F8-DCS系統數據量大和實時性高的特點,對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后,根據課題的實際需求,對系統進行總體設計和功能模塊劃分,并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網通信接口以及二者之間的數據傳輸接口的電路設計。在軟件設計上,對系統的啟動代碼、串行通信協議、串口驅動以及多串口與網口間雙向數據傳輸等進行了詳細的論述。最后,將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統I/O通訊網絡的測試與分析,達到了設計要求。
上傳時間: 2013-07-31
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該文主要介紹基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAX3128A)伺服運動控制平臺的設計.文中在討論了永磁同步電機的控制策略的基礎上提出了針對表面式永磁同步伺服電機的i=0的矢量控制,介紹了通過光電碼盤確定永磁同步電機轉子磁極位置的方法,以及SVPWM的原理和特性及其數字實現方法.詳細闡述由TMS320LF2407A和MAX3128A構建的傳動控制系統平臺.以上述平臺為基礎,設計了一個基于矢量控制的三環永磁同步伺服系統,為解決典Ⅱ系統超調和抗擾性的矛盾,將IP調節器引入系統.通過試驗證明IP調節器在不影響系統抗擾性和穩態精度的前提下,大大降低了電流的超調.工程實踐證明了設計的正確性.為了滿足用戶對系統方便操作和監視的要求,實現參數在線修改以及故障綜合,并滿足一定可視性,提出并設計了基于RS232的串行通訊程序,包括兩部分:PC機的監控系統和數字操作器.文中詳細分析了設計數字操作器的硬件模塊及框圖和軟件流程,實際應用表明數字操作器方便了用戶對系統的操縱和監視,已在實際工程中得到應用.
上傳時間: 2013-04-24
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遠程控制的目的旨在突破地域和環境上的限制,對現場設備的運行狀態及各種參數進行遠程監控。尤其是在現場設備分布離散、工作環境惡劣等情況下,遠程控制技術的采用實現了跨地域的集中控制,節省了人力物力,降低了生產成本,提高了生產率和經濟效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微處理器和μC/OS—Ⅱ作為系統開發平臺,研究并完成了操作系統的移植、應用程序的編寫和系統的集成測試。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件體系結構和移植條件的基礎上,移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三個文件。自定義了手機短信的通信格式。應用程序的編寫完成了對串口信息的監測、讀寫、分析與執行。根據系統功能制定需要被操作系統調度的任務及任務優先級。系統調試主要分為兩個步驟,先于宿主機上脫機調試程序代碼,成功后通過JTAG端口下載到目標機上進行在線調試。 本文將移動通信技術和嵌入式技術結合起來應用到遠程控制系統中。憑借SMS短消息業務所具有的操作簡便、收費低廉、可靠性高等特點來發送對遠程設備的監控指令;嵌入式實時操作系統的移植則更好地實現了對監控指令的分析與執行,提高了系統的執行效率。
上傳時間: 2013-06-25
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當今繡花機市場蓬勃發展,繡花機控制系統作為繡花機最核心的部分,是提高性能和降低成本的關鍵。本文結合浙江虎王科技有限公司與浙江大學的合作項目“繡花機控制系統”,設計出一套基于ARM的技術先進、功能精簡、高性價比的繡花機控制系統。論文按照嵌入式系統的開發過程,先根據市場需求劃分了控制系統的功能模塊并構建了總體架構,選擇了系統的軟硬件平臺,然后采用先進的設計方法對繡花機控制系統的硬件和軟件進行了設計。 第一章介紹了繡花機及其控制系統的發展過程和現狀,論述了嵌入式系統的定義、特點和發展,闡述了ARM的發展歷史、研究和應用現狀,提出了論文的主要研究內容,最后給出了論文的總體結構。 第二章闡述了嵌入式系統的開發過程,選擇了軟硬件協同設計法為本系統的設計方法,論述了EDA技術的工作范圍和設計步驟,詳細討論了軟件的結構化設計方法和面向對象設計方法的原理,最后給出了繡花機控制系統的設計原則。 第三章根據市場需求劃分了繡花機控制系統的功能模塊,構建了系統總體架構,并分析了每個模塊的具體功能;根據選型原則選出了適用于繡花機控制系統的上位機和下位機CPU芯片、操作系統及開發環境。 第四章根據總體架構,在選好的CPU芯片的基礎.卜確定了繡花機控制系統的硬件框架,詳細設計了電源電路、復位電路、存儲器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機電接口電路。 第五章按照上位機和下位機的層次構建了繡花機控制系統的軟件框架,設計了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅動模塊、花樣存儲與管理模塊、串口通信模塊、機電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結全文的主要研究內容,歸納了本文的主要研究成果,并對今后的研究工作作了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著液晶顯示技術的發展,我們的日常生活中出現了各種各樣功能強大的顯示系統。本文主要以液晶顯示技術的基本原理為理論基礎,探討并比較了單片機和ARM微處理器作為液晶顯示控制系統各自的優缺點,并設計和完成了~套基于ARM微處理器的液晶顯示控制系統。 該系統以Samsung公司的ARM微處理器芯片S3C4510B為CPU,根據ARM微處理器的特點,本文系統地分析了電源及復位電路、晶振電路、Flash 存儲器接口電路、SDRAM存儲器接口電路、串行接口電路、JTAG接口電路以及10M/100M以太網接口電路的設計方法。同時,重點描述了液晶顯示模塊電路和鍵盤控制電路的設計與實現。在各個部分硬件電路的調試成功過后,介紹了Bootloader的下載以及uClinux操作系統的下載和編譯。在液晶顯示控制系統的軟件設計部分,本文重點分析了在uClinux操作系統下進行的用戶程序的開發。根據液晶顯示模塊的特點和對鍵盤控制電路的I/O口配置,對整個顯示控制系統的程序設計作出了一定的分析。最終通過對系統的調試,實現了ARM微處理器系統對LCD液晶顯示器的顯示控制。
上傳時間: 2013-04-24
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通用異步收發器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是廣泛使用的串行傳輸協議。串行外設用到異步串行接口一般采用專用集成電路實現。但是這類芯片一般包含許多輔助模塊,而時常不需要使用完整的UART的功能和輔助功能,或者當在FPGA上設計時,需要將UART功能集成到FPGA內部而不能使用芯片。藍牙主機控制器接口則是實現主機設備與藍牙模塊之間互操作的控制部件。當在使用藍牙設備的時候尤其是在監控場所,接口控制器在控制數據與計算機的傳輸上就起了至關重要的作用。 論文針對信息技術的發展和開發過程中的實際需要,設計了一個藍牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模塊。使用VHDL將其核心功能集成,既可以單獨使用,也可集成到系統芯片中,并且整個設計緊湊、穩定且可靠,其用途廣泛,具有一定的使用價值。 本設計采用TOP-DOWN設計方法,整體上分為UART接口和藍牙主機控制器接口兩部分。首先根據UART和藍牙主機控制器接口的實現原理和設計指標要求進行系統設計,對系統劃分模塊以及各個模塊的信號連接;然后進行模塊設計,設計出每個模塊的功能,并用VHDL語言編寫代碼來實現模塊功能;再使用ISE8.2I自帶的仿真器對各模塊進行功能仿真和時序仿真;最后進行硬件驗證,在Virtex-II開發板上對系統進行功能驗證。實現了發送、接收和波特率發生等功能,驗證了結果,表明設計正確,功能良好,符合設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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本文應用EDA技術,基于FPGA器件設計與實現UART,并采用CRC校驗。主要工作如下: 1、在異步串行通信電路部分完全用FPGA來實現。選用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000來實現異步串行通信的接收、發送和接口控制功能,利用FPGA集成度比較高,具有在線可編程能力,在其完成各種功能的同時,完全可以將串行通信接口構建其中,可根據實際需求分配資源。 2、利用VerilogHDL語言非常容易掌握,功能比VHDL更強大的特點,可以在設計時不斷修改程序,來適用不同規模的應用,而且采用Verilog輸入法與工藝性無關,利用系統設計時對芯片的要求,施加不同的約束條件,即可設計出實際電路。 3、利用ModelSim仿真工具對程序進行功能仿真和時序仿真,以驗證設計是否能獲得所期望的功能,確定設計程序配置到邏輯芯片之后是否可以運行,以及程序在目標器件中的時序關系。 4、為保證數據傳輸的正確性,采用循環冗余校驗CRC(CyclicRedundancyCheck),該編碼簡單,誤判概率低,為了減少硬件成本,降低硬件設計的復雜度,本設計通過CRC算法軟件實現。 實驗結果表明,基于EDA技術的現場可編程門陣列FPGA集成度高,結構靈活,設計方法多樣,開發周期短,調試方便,修改容易,采用FPGA較好地實現了串行數據的通信功能,并對數據作了一定的處理,本設計中為CRC校驗。另外,可以利用FPGA的在線可編程特性,對本設計電路進行功能擴展,以滿足更高的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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數據采集與控制單元是海上石油平臺微波輻射計系統的重要組成部分,它對信號進行采集和處理,根據需要控制系統的工作狀態,并通過串口與上位機進行通訊。本文的主要內容是利用FPGA和單片機協同工作技術實現對輻射計環境溫度...
上傳時間: 2013-07-09
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