本文介紹了基于單片機AT89C51 的溫度控制系統的設計方案與軟硬件實現。采用溫度傳感器DS18B20 采集溫度數據,液晶顯示屏LCM1602 顯示溫度數據,AT24C02B 存儲溫度上下限設定
標簽: Implementation Temperature SingleChip Control
上傳時間: 2013-06-03
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本課題所研究的橫機是一種由嵌入式控制器系統控制的自動化程度很高的緯編針織機,主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國,橫機需求量大,自主研發全自動電腦橫機有廣泛的市場前景。 通過對橫機機械系統結構和原理的分析,本文提出了一種橫機控制系統硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協處理器、驅動電路等三部分組成。以ARM作為主控制器,負責編織工藝和人機接口設計;以FPGA作為協處理器,執行ARM的命令,控制后續電路動作;驅動電路主要面向橫機機械部件,并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統解決方案,本文繼而提出了一種新型的軟件系統解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統實現,主要由羅拉系統控制算法、驅動程序、橫機編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統采用模糊控制算法,控制卷布速率;驅動程序實現ARM和FPGA的通信;橫機編織控制程序將花型文件中的數據轉換為機械部件的動作,實現整個編織過程;圖形用戶界面提供良好的人機界面,方便操作。 最后詳細介紹了整個橫機控制器系統的調試流程,涉及硬件調試、軟件調試和軟硬件聯合調試等。 與傳統電腦橫機相比,基于此設計方案的橫機技術含量較高,成本低,可移植性強,并可實現聯網控制。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著國有銀行向商業銀行的轉變,銀行的設備采購標準會越來越高,與此同時,銀行柜臺業務量的增加,使得老一代的銀行專用打印機無論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心,為了占領市場,公司有必要開發新型的、使用更加方便的打印機。 老一代打印機在打印存折時,柜臺工作人員要把存折放準位置,要不然打印會偏離預定位置,在打印信函時,有的冷僻字無法打印出來,軟件無法下載升級。為了加快柜臺處理速度,減小柜臺工作人員的工作量,需要開發能自動糾偏定位,字符完善的打印機。 本文在分析需求的基礎上,比較當前流行的處理器,選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心,使用Xilin公司的20萬門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制,通過光電傳感器和相關的控制電路來實現自動糾偏定位。在嵌入式操作系統上選用Nucleus Plus,約95%的Nucleus Plus代碼用C語言編寫,因此它能很方便移植,同時它還提供全部源代碼,這樣便于開發。另外,它還只要一次性付費,這使得它有很好的成本優勢。 文中詳細說明了本系統的硬件、固件的實現。在硬件上闡述了一些單元電路,包括存儲器電路,接口電路,傳感器電路等的設計思路和實現方法。通過光電傳感電路,步進電機控制和軟件結合,形成閉環控制,從而實現了快速自動糾偏定位;通過大屏幕的LCD顯示實現了操作界面的簡單化;采用大容量的存儲器以及大字庫解決了冷僻字無法打印的問題;固件部分詳細闡述了系統上電啟動過程,包括Bootstrap模塊和loader模塊,Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲器,初始化基本硬件以及Loader模塊的自動在線下載升級。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼,初始化鍵盤和顯示器,然后調用Nucleus Plus初始化代碼,從而建立和調用任務。 本文通過總結測試結果,與老一代打印機相比,新打印機在智能化上實現了自動糾偏定位,使得打印機操作人員不需要準確放置存折,就能正確打印,提高了工作效率;在打印速度上比原系統提高30%,還可方便地實現軟件升級。 當然,新的打印機在存折偏移很大時,要耗費長時間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進一步的改進。
上傳時間: 2013-04-24
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增強現實是一種將虛擬世界和真實環境相結合的技術。它將計算機繪制的虛擬模型疊加到使用者所看到的真實世界景象中,使用戶可以從虛擬模型中獲得額外的信息,增強了對現實的感知。涉及到的技術有圖像處理、位置跟蹤、三維注冊等。增強現實技術廣泛應用于裝配維修、醫療研究、軍事領域和商業應用。 第一部分,增強現實技術介紹。該部分首先闡述了增強現實的定義,接著介紹了該項技術的國內外發展狀況,以及在工業領域、醫療領域、建筑領域等的應用,最后分析了目前AR系統的缺點和不足,得出了在嵌入式增強現實研究具有重要意義。 第二部分,嵌入式硬件環境的設計。硬件電路由以下幾部分構成:USB控制器用于連接USB攝像頭設備,液晶顯示驅動用于控制顯示屏輸出,外圍電路主要有內存電路、Flash電路、時鐘電路和RS-232電路等。 第三部分,嵌入式軟件方案的設計。首先,選用U-boot1.2.0作為Bootloder,特點是U-boot的網絡功能較強,支持平臺較多。其次,移植Linux2.6.22內核作為系統核心,該版本內核具有實時性強等特點。再次,用busybox1.9.1構建基礎命令環境,并將轉為NandFlash設計的YAFFS文件系統安裝到開發板上。最后,在以上的軟件環境基礎上,開發了基于OV511芯片的USB設備驅動和FrameBuffer顯示驅動程序。 第四部分,開源視覺處理庫OpenCV的移植。該部分介紹了OpenCV的特性,常用的數據結構,在嵌入式Linux下的編譯選項配置,庫依賴文件安裝,底層文件修改,以及如何編譯、安裝OpenCV。 第五部分,基于OpenCV的攝像頭標定程序。該攝像頭標定程序是基于張氏標定算法的開發,本文首先闡述了攝像頭標定算法的核心內容,以及對應的OpenCV實現方案,然后給出了攝像頭標定程序在平臺運行的細節和結果。
上傳時間: 2013-07-06
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X射線衍射儀目前被廣泛應用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學、材料生產等諸多領域。而X射線管是X衍射儀的關鍵部件之一,X射線被激發時會產生兩種譜線:特征譜線和連續譜線。X射線管的工作狀態決定能否產生符合實驗要求的X射線特征譜線和連續譜線,這就要求我們對X射線管的工作狀態進行精確控制。 本文根據X射線管工作狀態和衍射儀相關功能的要求,提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射儀高壓控制系統的設計方案,并在分析和研究的基礎上,實現并驗證了該方案。該系統以ARM為主控制芯片,結合CPLD芯片,完成對X射線管工作狀態的控制和其它相關功能的控制。由于多任務的需要,在ARM的基礎上引入了嵌入式操作系統uCOS-Ⅱ。具體的,本文完成了相應原理圖和印刷電路板的設計。在ARM7芯片LPC2378上,完成了嵌入式操作系統uCOS-II的移植;在uCOS-II操作系統上,通過對ARM芯片編程,實現了對X射線管的工作狀態進行精確控制,以及光閘、水循環等相關功能的控制。 上述系統已通過實際的安裝調試。測試結果表明,該系統能夠滿足設計要求,實現全部的預期功能,可完成對X射線管的工作狀態的精確控制,和衍射儀相關功能的控制。
上傳時間: 2013-04-24
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進行了較為詳盡的分析和討論,對基于ARM的DC/DC變換器控制系統的軟硬件設計作了較為詳盡的論述,對控制系統的電磁兼容作了詳細的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景,燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓撲結構、工作原理和電磁兼容環境。在此基礎上,從控制電路的最小系統、檢測系統、脈沖發生系統以及驅動電路、CAN通訊電路等方面重點討論了DC/DC變換器控制系統的硬件設計以及驅動電路的設計。本文在DC/DC變換器電感電流連續狀態空間小信號數學模型的基礎上,應用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環控制系統進行了建模和仿真分析,給出了具有實際指導意義的結論,設計了基于ARM控制系統的軟件結構并編寫了相應的軟件代碼。此外,本文從硬件和軟件兩個方面重點討論了控制系統的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統硬件和軟件基礎上進行了功率試驗并給出了試驗結果以及今后改進的方向。
上傳時間: 2013-07-12
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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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網絡技術和數字信息新技術的發展為實現家庭生活智能化提供了強有力的技術支撐;傳感器技術的發展提供了家庭設備和家庭網絡進行信息交換的技術基礎;而計算機技術和嵌入式技術的發展為實現對接入家庭網絡的各類設備的監測、控制和管理提供了技術支持。新技術的產生使人們對生活和工作的環境提出新的需求。以家庭網關為主導,將現有和將來可能的硬件設備納入家庭網絡,并且實現智能化服務和管理是數字家庭未來發展的主要方向。 由于傳統的家庭網關很難將分散于家庭各處的傳感設備連接到一起,因此,本文提出了中繼器的設計概念,將其從常規的復雜家庭網關中分離出來,實現了對分散于家庭各處的傳感器設備進行更為智能化的管理。中繼器需要完成的基本功能包括:對于接入的傳感器設備,能夠將其迅速融入整個系統中,實現即插即用;根據采集信息的變化自動進行模仿人為分析、操作等功能;與家庭網關通信,提供遠程控制、查詢、管理等功能。 本控制系統核心部分采用S3C2410為處理器,嵌入式實時Linux為操作系統,極大地提高了控制系統的穩定性。本文詳細地介紹了傳感器中央控制系統的硬件、軟件設計,并且詳細地介紹了軟件的具體實現。另外,本文還提出了基于自主通訊協議的家庭網絡通信方式,有效地提高了控制系統的實時性與可靠性。 本論文基于和日本NTT研究所合作的科研項目“家庭傳感器及開關接入的中繼系統設計”為技術背景。
上傳時間: 2013-08-03
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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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本文介紹了一種基于AT89S52單片機的電阻爐溫度控制系統,闡述了系統的工作原理、硬件電路以及軟件設計。詳細論述了數字PID控
上傳時間: 2013-06-26
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