ARM嵌入式技術(shù)在工業(yè)和生活中正得到越來越廣泛的應用，為了適應技術(shù)的發(fā)展和社會的需求，滿足為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，高校通信類和電子類專業(yè)開設(shè)ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程及其實驗課程將成為趨勢。在課程中設(shè)置合理實驗，可以有效提高學生的動手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，幫助學生更快、更好地掌握理論和應用技術(shù)。 論文設(shè)計的ARM嵌入式教學實驗系統(tǒng)包括一塊適合普通高校嵌入式技術(shù)實驗課程教學的實驗開發(fā)板及其配套的實驗。該實驗系統(tǒng)針對一般高校所開設(shè)的ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程的要求而設(shè)計，配套實驗符合教學大綱及實驗課時的要求。 論文設(shè)計的實驗開發(fā)板主要組成模塊有：最小系統(tǒng)，包括控制器模塊、電源模塊、復位模塊、Flash ROM模塊、SDRAM模塊、JTAG接口等；擴展接口，包括LED、鍵盤、RS232串口、I2C接口、液晶模塊、以太網(wǎng)模塊等。實驗開發(fā)板采用S3C4510B網(wǎng)絡控制芯片用作控制和信號處理，使用網(wǎng)絡接口芯片DM9161和隔離變壓器H1102完成網(wǎng)絡接入，使用AM29LV160和HY57V641620HG構(gòu)建16位存儲單元，使用AT24C01和PCF8583來構(gòu)建I2C接口，使用MAX232完成TTL電平轉(zhuǎn)換以擴展RS232串口，并擴展鍵盤和LCD實現(xiàn)人機交互。實驗開發(fā)板的硬件設(shè)計充分考慮了一般高校實驗室的條件和需求，能夠較好地將成本控制在150元左右，有利于在有限的條件下為每個學生盡可能的創(chuàng)造動手制作PCB的實驗條件。實驗板的接口設(shè)計能夠讓學生較為方便地開展實驗，并考慮了實驗板擴展和二次開發(fā)的需要。 論文設(shè)計的實驗系統(tǒng)配套實驗主要有基礎(chǔ)實驗、擴展實驗和設(shè)計實驗。基礎(chǔ)實驗主要幫助學生熟悉嵌入式系統(tǒng)的片內(nèi)資源和特殊功能寄存器的配置方法，對整個嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)有一定的理解，能編程完成一些簡單的控制功能；擴展實驗主要幫助學生建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計的基本理念，能夠設(shè)計和實現(xiàn)常見的外設(shè)驅(qū)動程序，能夠進行操作系統(tǒng)的配置和移植，能夠自行對實驗板進行一定程度的擴展；設(shè)計實驗能夠幫助學生提高嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)能力，使學生能根據(jù)需要設(shè)計出實現(xiàn)一定功能的擴展模塊，從而使實驗板擴展成實現(xiàn)具體功能的工業(yè)產(chǎn)品?；A(chǔ)實驗包括ADS集成環(huán)境實驗、鍵盤實驗（GPIO輸入）、LED實驗（GPIO輸出）、定時器實驗、外部中斷實驗、UART串口通信實驗、I2C接口實驗、液晶顯示實驗；擴展實驗包括建立交叉編譯環(huán)境實驗、操作系統(tǒng)編譯實驗、操作系統(tǒng)移植實驗、以太網(wǎng)通信實驗、TFTP實驗、WEB訪問實驗；設(shè)計實驗包括TCP/IP協(xié)議棧實驗、Web服務器實驗。學生通過完成基礎(chǔ)實驗、擴展實驗和設(shè)計實驗來達到教學大綱的要求，并可以在此基礎(chǔ)上進行更深入的創(chuàng)新性開發(fā)實驗，可以滿足一般高校嵌入式技術(shù)實驗課程教學的需要。 論文介紹了嵌入式交叉編譯環(huán)境的建立以及實驗開發(fā)板設(shè)計完成后進行的調(diào)試。實驗開發(fā)板移植的嵌入式操作系統(tǒng)為uClinux，采用的Bootloader為U-boot。論文還簡單介紹了實驗系統(tǒng)的擴展方案和二次開發(fā)方案，并對嵌入式新技術(shù)的發(fā)展做了粗淺的探討。 論文所做的工作以科學發(fā)展觀為指導，是對普通高校ARM嵌入式技術(shù)實驗課程設(shè)計的一次有益探索。
標簽： ARM 嵌入式 教學實驗系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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射擊訓練是基本的軍事訓練科目，改善訓練環(huán)境、改進訓練質(zhì)量，在現(xiàn)代軍隊建設(shè)中具有重要的意義。本文首先從國內(nèi)外自動報靶技術(shù)的研究現(xiàn)狀出發(fā)論述了自動報靶技術(shù)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上提出了基于嵌入式機器視覺的智能報靶系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)。 本文討論了基于機器視覺的嵌入式報靶系統(tǒng)終端硬件組成、相關(guān)圖像格式和Linux操作系統(tǒng)，分析了嵌入式Linux操作系統(tǒng)、Qt/E和開源計算機視覺庫OpenCV關(guān)于ARM9處理器的移植，研究了圖像校正、圖像灰度化及二值化、圖像分割與裁剪和識別判靶的相關(guān)算法，提出了顏色模板判靶的理論，并通過以ARM嵌入式圖像處理識別模塊為核心，采用功能模塊設(shè)計理念的實現(xiàn)方案，從底層的操作系統(tǒng)及相關(guān)軟件的移植入手到圖像采集傳輸、圖像處理、識別判靶等步驟，解決了依托ARM處理器結(jié)合USB攝像頭完成自動圖像識別報靶的問題。文中給出了報靶系統(tǒng)的詳細硬件組成方案，并在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下依托Qt庫和開源計算機視覺庫（OpenCV）解決了軟件組成與具體實現(xiàn)，最終在此基礎(chǔ)上論述了本課題設(shè)計的實驗裝置及詳細的實驗結(jié)果。
上傳時間： 2013-07-18
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超聲波電機(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作響應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文主要以行波型超聲波電機的驅(qū)動控制技術(shù)為研究對象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設(shè)計并制作了超聲波電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)，并對超聲波電機的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下： 介紹了超聲波電機的工作原理、特點及其應用前景，總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究內(nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點及其開發(fā)方法，詳細介紹了超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計過程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后，對所設(shè)計系統(tǒng)性能進行了實驗測試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機所需要的高頻驅(qū)動電源和數(shù)字控制的問題。本文設(shè)計的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡單、易行，通過實驗選擇合適的參數(shù)能適應一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學模型、收斂速度快的特點與PID簡單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機定位控制精度達到0.0880。
上傳時間： 2013-07-16
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進入二十一世紀以來，隨著我國經(jīng)濟、社會、文化各方面快速發(fā)展，人民生活節(jié)奏日益加快，遠程互動交流要求不斷提高。網(wǎng)絡化生活方式真正進入到平常百姓家。為適應社會的持續(xù)高速發(fā)展，必須廣泛開發(fā)應用網(wǎng)絡化、信息化的工作生活產(chǎn)品，滿足社會市場需求。本課題就是面向當前網(wǎng)絡迅速普及形勢下的家庭遠程監(jiān)控市場，采用高集成度、微功耗、低成本的設(shè)計思路，構(gòu)建實時性、網(wǎng)絡化、數(shù)字化嵌入式家用遠程監(jiān)控系統(tǒng)，以適應普通家庭遠程安全維護需求，提高中低收入群體的生活質(zhì)量和生活安全性。 嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是建立在ARM9和WindowsCE平臺上的一套完整視頻處理傳輸系統(tǒng)。它主要由S3C2410嵌入式硬件平臺、WindowsCE5．0嵌入式操作系統(tǒng)、攝像頭驅(qū)動采集模塊、網(wǎng)絡收發(fā)模塊和編解碼模塊五大部分組成。本文首先對嵌入式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)進行了總體設(shè)計，根據(jù)成本和市場需求，完成功能元件和軟件平臺選型。在硬件選擇上使用了市場上得到廣泛認可的S3C2410、CS8900A網(wǎng)絡控制器、SDRAM、NANDFASH存儲器、攝像頭芯片，即滿足功能需求又控制成本，同時保證相互兼容和工作穩(wěn)定性；軟件平臺選擇兼顧市場認同度和軟件兼容性，同時考慮到開發(fā)的復雜程度，選擇了同屬微軟旗下、類似WindowsXP的WindowsCE軟件環(huán)境。這樣主要軟件開發(fā)工作便可以使用WindowsXP下的開發(fā)工具完成。這一選擇符合市場主流用戶對微軟的認同，也節(jié)約了學習和建立Linux交叉編譯環(huán)境的精力和時間。 硬件平臺搭建后使用ADS1．2進行調(diào)試，操作系統(tǒng)使用PlatformBuilder進行定制，驅(qū)動、采集、編碼及發(fā)送模塊在EVC4．0下開發(fā)，接收、解碼和顯示模塊用VC++6．0開發(fā)。為保證軟硬件兼容性，軟件調(diào)試很少使用Emulator虛擬機，而使用JTAG、串口、USB口、交叉線建立硬件連接后進行實機調(diào)試。針對本課題主要軟件模塊WindowsXP下開發(fā)、WindowsCE下調(diào)試的情況，由于兩操作系統(tǒng)不能直接兼容，需建立平臺間同步和交互。實驗中使用了MSASYNC．exe等外圍軟件以及VGA控制器、USB擴展等外圍硬件模塊以實現(xiàn)快速實驗，由此也造成實驗設(shè)備和過程比最終產(chǎn)品復雜很多的情況。最終產(chǎn)品將把軟硬件環(huán)境剪裁到滿足功能的最小規(guī)模，僅預留排線接口用于升級，以實現(xiàn)低成本、微功耗、高集成度的設(shè)計要求。 系統(tǒng)的軟硬件測試表明：該系統(tǒng)安裝使用方便，運行穩(wěn)定可靠，普通網(wǎng)絡情況下可提供家用實時性，達到了預期設(shè)計目的和要求。為下一步的改進和完善建立起基礎(chǔ)平臺，并提供了主要功能。
標簽： ARM 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-08
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本文以太陽能割草機器人為研究對象，以經(jīng)濟實用為研究目標，主要研究了太陽能割草機器人的定位行走、能量管理、基于ARM的控制硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計以及嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)。 全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃一直是智能割草機研究的一個難點，本課題從相對定位入手，提出了一種以基站為參考原點建立全局坐標的方法，其為路徑規(guī)劃提供了準確的定位，消除了在路徑規(guī)劃過程中誤差的積累。根據(jù)太陽能電池板及蓄電池混合供能的特點設(shè)計了能量的人工智能決策系統(tǒng)-Agent反應型決策系統(tǒng)，為能量的供應提供了優(yōu)化的決策算法?？刂葡到y(tǒng)是體現(xiàn)太陽能割草機器人智能化水平的關(guān)鍵部分，根據(jù)應用要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)簡單實用的理念，設(shè)計了太陽能割草機器人基于ARM中心控制模塊、電機控制模塊、傳感器系統(tǒng)以及定位系統(tǒng)模塊的硬件部分。在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上設(shè)計了操作系統(tǒng)以及嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并給出了每個模塊具體的算法。 本文主要研究的太陽能割草機器人控制系統(tǒng)，提供了一套低成本、切實可行的設(shè)計方案，具有一定的理論意義和實用價值。
標簽： ARM 太陽能 機器人 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著設(shè)計規(guī)模的不斷增加，芯片的平均設(shè)計門數(shù)已經(jīng)超越百萬級，驗證已經(jīng)成為設(shè)計流程中的主要瓶頸。目前，基于FPGA的硬件驗證憑借其速度快、易修改的特性越來越受到驗證工程師的青睞。 本文正是基于FPGA驗證的思想，以一款光同步傳輸網(wǎng)(SDH)芯片的驗證為例，展開了全面的論述。通過對驗證理論以及FPGA性能特點的研究與分析，從驗證的正確性、全面性、快速性和可重用性等方面對FPGA驗證進行了理論剖析，并提出了一些新的理念和創(chuàng)新。此后又結(jié)合實踐，詳盡敘述了驗證中的一些重要環(huán)節(jié)，并總結(jié)出了一套比較完善的FPGA驗證流程，可以有效地支撐實際芯片的驗證工作。 本文對于百萬門級專用集成電路的成功實踐，不僅是對FPGA驗證理論的證實，而且從驗證的思路和方法上對后續(xù)芯片有一定的指導意義。文中經(jīng)驗教訓的總結(jié)可以有效地幫助驗證工程師達到降低芯片開發(fā)成本，縮短面市時間的目的。
上傳時間： 2013-05-17
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本文對基于脈動陣列結(jié)構(gòu)的RSA公鑰密碼協(xié)處理器進行了深入的研究，通過對Montgomery模乘思想的深入分析，確定了免減基2算法作為模乘運算實現(xiàn)算法，同時系統(tǒng)的研究了脈動陣列結(jié)構(gòu)這一專用處理器設(shè)計模型，結(jié)合器件特性設(shè)計出一種適于在FPGA上實現(xiàn)的模乘運算電路結(jié)構(gòu)，通過引入流水線技術(shù)，實現(xiàn)了兩次模乘運算并行處理。在此基礎(chǔ)上，引入可變參數(shù)的設(shè)計理念，完成了可變參數(shù)模冪運算電路的設(shè)計與實現(xiàn)工作，有效的提高了算法硬件實現(xiàn)的靈活性。
上傳時間： 2013-07-16
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渦流無損檢測技術(shù)作為五大常規(guī)無損檢測技術(shù)之一，不僅能夠探測導體表面的涂層厚度，材料成分，組織狀態(tài)以及某些物理量和機械量，還能檢測材料或構(gòu)件中是否有缺陷并判斷缺陷的形狀、大小、分布、走向。脈沖渦流無損檢測技術(shù)因其激勵信號的頻域特點，具有有效率高，檢測準確的特性，因而有著廣泛的應用前景。 用無損檢測方法進行鋼鐵材質(zhì)檢測的研究工作取得了大量成果，然而對于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質(zhì)量檢測還存在許多難題，如用傳統(tǒng)檢測方法檢測齒輪毛坯的硬度效果不夠理想，而且人工記錄方法較慢。 本文以渦流檢測技術(shù)理論為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地分析了脈沖渦流檢測的基本理論。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一套用于檢測鋼鐵材硬度的脈沖渦流檢測儀器。該脈沖渦流檢測系統(tǒng)可分為硬件、軟件兩個子系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由激勵源、渦流傳感器、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示這四個主要部分組成。在渦流探傷中，影響渦流的因素很多，產(chǎn)生大量噪聲使得信號分析相對困難。系統(tǒng)以FPGA為開發(fā)平臺，使得信號激勵和信號的采集可以在同一電路中實現(xiàn)，從而提高了信號處理的精確性，接著利用主成分分析方法去除噪音，提取信號的特征值，建立回歸方程，利用最小二乘法實現(xiàn)對鋼鐵材質(zhì)硬度的測量。實驗結(jié)果表明，以FPGA為開發(fā)平臺，采用脈沖渦流激勵的方式及相關(guān)的脈沖渦流的主成分分析處理方法，使鋼鐵材質(zhì)硬度的判別準確率有了很大提高。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：327000306
軟件無線電已成為無線通信非常關(guān)鍵的技術(shù)之一。其基本思想是將寬帶A/D、D/A盡可能靠近天線，在一個開放式、模塊化的通用硬件平臺上用盡可能多的軟件來實現(xiàn)無線電臺的各種功能。 本文所討論的多相濾波器組信道化接收機(PPCR)及信道非均勻劃分，即是應用了軟件無線電理念的一種新技術(shù)。該技術(shù)針對傳統(tǒng)無線電接收機存在的結(jié)構(gòu)不靈活、系統(tǒng)升級困難、同時處理多信號能力弱及系統(tǒng)規(guī)模過大等問題，應用現(xiàn)代多速率信號處理理論對之進行了改進。改進后的軟件無線電PPCR．具有全概率接收能力，能對信號進行下變頻并降低其采樣率處理，實現(xiàn)后資源耗費較低，而且依托現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)建立的平臺是開放式的，在需要時可在不改變硬件系統(tǒng)的情況下通過軟件更改系統(tǒng)的功能，極大地提高了系統(tǒng)的靈活性。諸多的優(yōu)點使其具有十分廣泛的應用前景，也成為當前研究熱點之一。 本文首先介紹了課題的應用背景，并深入討論了軟件無線電的基本理論：信號采樣理論及多速率信號處理理論，介紹了應用PPCR的采樣處理過程，給出了推導PPCR的數(shù)學模型，并在此基礎(chǔ)上分析闡述了信道非均勻劃分的原理。 在本文的系統(tǒng)仿真及實現(xiàn)部分，首先介紹了應用現(xiàn)代DSP開發(fā)工具DSPBuilder進行開發(fā)的設(shè)計流程，然后對應用DSP Builder來設(shè)計PPCR中的主要模塊一多相濾波器組及快速傅立葉變換模塊做了詳細闡述，最后對系統(tǒng)仿真及實現(xiàn)過程的實驗結(jié)果圖進行了分析。 本文主要是在實驗室階段對算法在硬件實現(xiàn)上進行研究。成果可以作為后續(xù)應用研究的基礎(chǔ)，對各種應用軟件無線電理念的通信系統(tǒng)都具有一定的參考價值。
上傳時間： 2013-06-17
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在3G移動通信網(wǎng)絡建設(shè)中，如何實現(xiàn)密集城區(qū)的無線網(wǎng)絡覆蓋是目前基站的發(fā)展方向。目前網(wǎng)絡覆蓋理念的核心思想就把傳統(tǒng)宏基站的基帶處理和射頻部分分離，分成基帶處理單元和射頻拉遠單元兩個設(shè)備，這樣既節(jié)省空間、降低設(shè)置成本，又提高了組網(wǎng)效率。本文研究的數(shù)字收發(fā)機用于WCDMA基站系統(tǒng)的射頻拉遠單元中，實現(xiàn)移動通信網(wǎng)中射頻信號的傳輸工作。 數(shù)字收發(fā)機主要由射頻處理部分、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換部分、數(shù)字上下變頻處理部分、接口轉(zhuǎn)換以及數(shù)字光模塊組成。本文研究的重點是數(shù)字上下變頻處理部分。設(shè)計采用軟件無線電的架構(gòu)和FPGA技術(shù)，所設(shè)計的數(shù)字上下變頻部分可以在不修改硬件電路的基礎(chǔ)上只需修改軟件部分的參數(shù)則可實現(xiàn)多種頻率的變頻處理，極大地降低了開發(fā)成本，且縮短了開發(fā)周期。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計要求，以及現(xiàn)有芯片使用情況比較，本文選用Altera公司的：FPGA芯片，應用公司提供的Dspbuilder作為系統(tǒng)級的開發(fā)工具，應用Quartus Ⅱ作為綜合、布局布線工具實現(xiàn)數(shù)字上下變頻處理部分設(shè)計。 本文的主要研究工作包括以下幾個部分： (1)對數(shù)字收發(fā)機的整體結(jié)構(gòu)進行分析研究，確定數(shù)字收發(fā)機的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和各個部分的功能； (2)通過對數(shù)字上下變頻的相關(guān)理論的研究，分析出數(shù)字上下變頻的結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)方法及性能； (3)通過對數(shù)控振蕩器、CIC濾波器、FIR濾波器進行理論研究、內(nèi)部實現(xiàn)結(jié)構(gòu)以及性能分析，得出具體的參數(shù)和仿真實現(xiàn)結(jié)構(gòu)； (4)使用FPGA中的IP核技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)字上下變頻，利用Matlab中Dspbuilder提供的IP核分別進行NCO、CIC、FIR的仿真工作；并得出數(shù)字上下變頻的總體仿真實現(xiàn)結(jié)果； (5)對高速收發(fā)通道進行了研究和設(shè)計，根據(jù)系統(tǒng)的要求給出了數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，并采用Altera的第三代FPGA產(chǎn)品Stratix Ⅱ GX系列芯片實現(xiàn)了數(shù)字收發(fā)機的信號的串并/并串的接口轉(zhuǎn)換。為后續(xù)繼續(xù)研究工作奠定基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-06-21
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