基于刪的μC/OS-Ⅱ移植及其CAN總線應用研究流體機械及工程專業(yè)近年來，嵌入式系統(tǒng)受到科學與工程各個領域研究者的密切關注，成為研究的一個熱點。隨著嵌入式系統(tǒng)的復雜性不斷增加，嵌入式操作系統(tǒng)成為嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在嵌入式系統(tǒng)中，μC/OS-Ⅱ憑借其結(jié)構清晰、源代碼開放和實時性好等優(yōu)勢，成了監(jiān)控系統(tǒng)等領域的技術熱點。嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件相結(jié)合，共同構成一個可以重復利用的軟硬件系統(tǒng)平臺，不但可以提高開發(fā)效率，還可以提高系統(tǒng)的可靠性和實時性，滿足日益復雜的應用需求。 在國內(nèi)監(jiān)控領域中，大多采用了集散式監(jiān)控系統(tǒng)，雖然克服了集中式監(jiān)控系統(tǒng)的缺點，但還存在著效率較低，錯誤處理能力不強等缺點。而且設備的兼容性不好，系統(tǒng)實時性、可靠性也不高。采用CAN現(xiàn)場總線可很好的克服上述一些缺點，具有很強的抗干擾能力。CAN總線把所有掛接在總線上的智能設備聯(lián)接成網(wǎng)絡，構成自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的實時監(jiān)控。 基于這些考慮，本文選擇了以IPC2290芯片(內(nèi)部集成了CAN模塊)為微控制器的MagicARM2200教學實驗開發(fā)板作為學習和研究的開發(fā)平臺，把μC/OS-Ⅱ這個實時微內(nèi)核操作系統(tǒng)嵌入到該芯片中。在深入研究CAN通信模塊特點和驅(qū)動的基礎上，把其驅(qū)動移植到μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)中。并在實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ上通過設計—個帶A/D轉(zhuǎn)換的CAN智能模塊來闡述智能模塊軟硬件設計方法，這些工作為搭建基于CAN總線的實際測控系統(tǒng)方案提供了理論基礎。 本文使用的CAN通信方案具有極大的靈活性，能方便和簡潔的運用到各種測控系統(tǒng)中。實驗結(jié)果證明了該方案的有效性和正確性，并且具有實際的應用價值。最后，本文作者在CAN智能模塊的基礎上搭建了基于CAN總線的多相流動實驗臺的測控系統(tǒng)方案。
上傳時間： 2013-07-16
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上傳時間： 2013-07-14
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開關磁阻電機是電機技術與現(xiàn)代電力電子技術、微機控制技術相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有結(jié)構簡單堅固、成本低、容錯能力強，耐高溫等優(yōu)點，又在高度發(fā)展的電力電子和微機控制技術的支持下獲得了良好的可控性能，目前己經(jīng)在多個工業(yè)部門得到應用。因此，開關磁阻電機在驅(qū)動調(diào)速領域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎上，以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片，充分利用其高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力，設計并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開關磁阻電機的調(diào)速控制策略及其控制實現(xiàn)方法為主要研究內(nèi)容，對開關磁阻電機的數(shù)學模型、功率變換器技術、控制策略、控制方案的實現(xiàn)進行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個部分，第一部分介紹了開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的構成及基本工作原理，綜述了開關磁阻電機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點及研究動向，總結(jié)了開關磁阻電機系統(tǒng)存在的技術問題，提出了本文的研究目的和主要研究內(nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動機的基本數(shù)學模型和準線性數(shù)學模型，然后基于此重點分析了與電動機運行特性密切相關的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關系，最后根據(jù)課題所關心的控制系統(tǒng)設計，在理論分析的基礎上提出了SR電動機控制方案并進行了原理性分析，對SR電動機各個運行階段的特點進行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機調(diào)速系統(tǒng)的硬件設計進行了詳細說明，主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設計，根據(jù)SR電機的控制特點，盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源，使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性，然后對功率變換器進行了設計和制作，分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點，采用了新型IGBT功率管作為主開關元器件，使功率變換器結(jié)構得到簡化，設計了IGBT的功率驅(qū)動電路，并專門設計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護等保護單元，保證了整個系統(tǒng)安全可靠地運行，然后分析了SR電動機控制系統(tǒng)位置傳感器檢測電路設計、電流及電壓斬波電路設計、電流檢測及保護電路設計等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想，分析了各個運行階段的控制策略，對控制策略的軟件實現(xiàn)進行了設計，并給出了軟件實現(xiàn)的具體流程圖，直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后，對系統(tǒng)進行了實驗研究及分析。目前，該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢，基本實現(xiàn)預期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關磁阻電動機控制系統(tǒng)進行了研究，得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機的控制特點，充分利用了ARM的硬件資源，采用PID數(shù)字調(diào)節(jié)，發(fā)出相通斷信號和PWM信號，并和電流、電壓等保護信號相結(jié)合，實現(xiàn)對主功率元件的通斷控制。并且設計了相應的外圍硬件檢測、保護、控制及人機接口電路，使控制系統(tǒng)結(jié)構緊湊，可靠性高；系統(tǒng)的控制軟件設計，采用模塊化的程序設計方法，增強了系統(tǒng)的可讀性及可維護性，實現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設計，開發(fā)了相應的軟件模塊，使系統(tǒng)具有完善的保護和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過試驗，調(diào)速范圍可達100～2000轉(zhuǎn)/分，效率較高，性能優(yōu)良，驗證了控制思想和控制方法的正確性。
標簽： ARM 開關磁阻 電機驅(qū)動 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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標簽： 電路原理圖
上傳時間： 2013-05-17
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機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預定的程序、軌跡和要求，實現(xiàn)抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度、提高裝配質(zhì)量和提高裝配效率等方面，起到了積極的作用。本文基于ARM和FPGA嵌入式系統(tǒng)，開展了機械手控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，實現(xiàn)了機械手的自動控制。 嵌入式ARM處理器，具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點，但其普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微妙左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時間可縮短至幾十納秒。通過ARM處理器和FPGA技術的有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設計靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸山、低成本等特點，滿足高速機械手自動控制的要求。 本文分析了ARM和FPGA系統(tǒng)，以及機械手控制系統(tǒng)的功能要求；設計硬件模塊、接口電路；闡述了系統(tǒng)軟件的設計過程，包括啟動代碼U—BOOT、操作系統(tǒng)μCLinux的移植；并介紹了如何利用便件描述語言VHDL來實現(xiàn)機械手邏輯控制。
標簽： FPGA ARM 機械手 自動控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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目前,以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務為代表的網(wǎng)絡應用,正快速地向包括數(shù)據(jù)、語音、圖像的綜合寬帶多媒體方向發(fā)展,構建寬帶化、大容量、全業(yè)務、智能化的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡已成為大勢所趨.寬帶無線接入(BWA)憑借其組網(wǎng)快速靈活、運營維護方便及成本較低等競爭優(yōu)勢,迅速成為市場熱點,各種微波、無線通信領域的先進手段和方法不斷引入,各種寬帶無線接入技術迅速涌現(xiàn).由于BWA要用于非視距傳輸,所以必須考慮無線信道的多經(jīng)效應.而OFDM技術憑借著魯棒的對抗頻率選擇性衰落能力和極高頻譜效率引起了學術界和工業(yè)界的高度重視.其基本思想是把調(diào)制在單載波上的高速串行數(shù)據(jù)流,分成多路低速的數(shù)據(jù)流,調(diào)制到多個正交載波上并行傳輸,這樣在傳輸時,雖然整個信道是頻率選擇性衰落,但是各個子信道卻是平坦衰落,有效對抗了多經(jīng)效應,同時由于各個子載波是正交的,極大提高了頻譜效率.可以預料的是,隨著通信系統(tǒng)將向基于IPv6核心網(wǎng)的全IP包的傳輸方向發(fā)展,越來越多的通信系統(tǒng)將具有"突發(fā)模式"的特征.本文關注的正是突發(fā)OFDM系統(tǒng)接收機設計和實現(xiàn).由于IEEE 802.11a無線局域網(wǎng)是OFDM技術第一次真正的應用于突發(fā)系統(tǒng),實現(xiàn)了面向IP的無線寬帶傳輸,所以基于IEEE 802.11a的突發(fā)OFDM系統(tǒng)有著重要的借鑒和研究價值,本文也正是圍繞著這個中心而展開.本文的各章節(jié)安排如下:在第一章中主要介紹OFDM的技術原理和在寬帶無線接入中的應用,同時引出本文所關注的突發(fā)OFDM接收機設計.在第二章中先介紹了相干接收和信道估計的概念,重點分析了本文所采用的WLAN信道模型和信道估計算法,然后在得到同步誤差表達式的基礎上,先用星座圖直觀的表現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中各種同步誤差的影響,再從信噪比損失的角度對符種同步誤差進行分析.第三章是本文的重點之一,在本章中對基于IEEE 802.11a的各種同步算法包括幀檢測和符號定時、載波同步和采樣時鐘同步進行仿真和比較,并針對適合FPGA實現(xiàn)的同步算法進行了重點的分析.第四章也是本文的重點之一,提出了整個OFDM系統(tǒng)平臺的硬件結(jié)構和基于IEEE 802.11a的接收機FPGA設計方案,然后從整體上介紹了接收機的實現(xiàn)結(jié)構,并給出了接收機各個模塊的具體設計,最后對整個系統(tǒng)調(diào)試過程和測試結(jié)果進行了分析.
上傳時間： 2013-04-24
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本文以某型號接收機的應用為背景，主要論述了如何實現(xiàn)基于FPGA的參數(shù)化的Viterbi譯碼器的知識產(chǎn)權(IP)核。文中詳細論述了譯碼器的內(nèi)部結(jié)構、VerilogHDL(硬件描述語言)實現(xiàn)、仿真測試等。這些可變的參數(shù)包括：碼型、ACS(加比選)單元的數(shù)目、軟判決比特數(shù)、回溯深度等。用戶可以根據(jù)自己的需要設置不同的參數(shù)由開發(fā)工具生成不同的譯碼器用于不同的系統(tǒng)?！ ”疚牡膭?chuàng)新之處在于,針對FPGA的內(nèi)部結(jié)構提出了一種新的累加度量RAM的組織形式，大大節(jié)省了嵌入式RAM塊；提出了一種新的累加度量值的歸一化辦法；此外還給出了用Matlab建模得到軟判決信息輔助仿真工具進行電路仿真的方法，大大提高了仿真的速度?！ ∷O計的(2，1，7)連續(xù)型5比特軟判決譯碼器已經(jīng)應用于某型號接收機，經(jīng)受了實際應用的考驗產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。
上傳時間： 2013-04-24
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有線通信方式由于具有保密性高、抗干擾能力強在軍事通信中倍受青睞,因此,對軍用有線通信設備的研究和設計具有十分重要的戰(zhàn)略意義.TBJ-204型野戰(zhàn)20線程控交換機是一種小型背負式模擬空分程控用戶交換機,用于裝備全軍各兵種的作戰(zhàn)、演習和緊急搶險等行動.該項目以該交換機為研究對象,在詳細分析原設備的系統(tǒng)結(jié)構和功能實現(xiàn)方式的基礎上,指出該機型在使用過程中存在技術相對陳舊、分立元件過多、可靠性和保密性不夠、體積大、重量大、維修困難等問題,同時結(jié)合系統(tǒng)的低功耗需求和優(yōu)化人機接口設計,本文提出基于"單片機+CPLD/FPGA體系結(jié)構"的集成化設計方案:①在CPLD中實現(xiàn)信號音分頻和計時頻率生成電路、20路用戶LED狀態(tài)控制電路;②CPLD與單片機以總線接口方式實現(xiàn)譯碼、數(shù)據(jù)和控制信號鎖存功能的VHDL設計;③基于低功耗設計的器件選型方案和單片機待機模式設計;④人機接口的LCD菜單操作方式.該文詳細介紹了改型設備的研制過程,包括CPLD片內(nèi)功能設計實現(xiàn)、主控制板和用戶板各功能模塊工作原理和設計實現(xiàn)、各硬件模塊功能測試等,最后給出了局內(nèi)呼叫處理功能和話務員服務功能的軟件實現(xiàn)流程.文章結(jié)尾介紹了改型設備的系統(tǒng)性能,它將實現(xiàn)更高的可靠性、保密性和抗干擾能力,同時具備低功耗和小型化的優(yōu)點.最后,該文總結(jié)了項目設計中使用的關鍵技術,指出了設計的創(chuàng)新意義和將來的工作.
上傳時間： 2013-04-24
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嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結(jié)合的產(chǎn)物。目前，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)廣泛應用到工業(yè)、交通、能源、通信、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、國防以及日常生活等領域，并不斷朝著體積小，功能強的方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)不同于原來的單片機系統(tǒng)，它不僅有自己的操作系統(tǒng)，上層應用程序，而且還具備網(wǎng)絡通信和信息管理的功能。 ARM體系的處理器是目前嵌入式系統(tǒng)中使用最廣泛的處理器。它采用了RISC技術，具有尋址方式簡單，寄存器多，指令長度固定等的特點使得它的處理速度快，執(zhí)行效率高。由于Linux對于ARM技術的支持，具有內(nèi)核可裁減，網(wǎng)絡功能強大，代碼開放的特點，把Linux應用到嵌入式系統(tǒng)中，能充分發(fā)揮ARM和Linux的優(yōu)勢。 論文以“掌上中文語言學習系統(tǒng)”項目為依托，以ARM體系處理器和Ljnux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)為基礎，構建一個掌上語言學習設備。 論文首先進行了開發(fā)環(huán)境的設計與搭建，對開發(fā)主機進行TFTP服務器、NFS服務器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進行配置。實現(xiàn)了針對NAND閃存的U-Boot啟動程序的建立，并對Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核進行了移植工作。最后利用圖形界面系統(tǒng)MiniGUI和遠程調(diào)試技術實現(xiàn)了掌上語言學習的軟件功能。
標簽： Linux ARM 嵌入式 學習系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-24
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嵌入式系統(tǒng)近年持續(xù)迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為后PC技術時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業(yè)應用的突出特點，目前已經(jīng)廣泛應用于網(wǎng)絡、消費電子、國防軍事及自動化控制等領域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優(yōu)異性能，已成為移動通信、手持計算、多媒體數(shù)字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中，Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網(wǎng)絡支持等優(yōu)點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優(yōu)秀嵌入式操作系統(tǒng)，專門針對沒有MMU的處理器設計，支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優(yōu)秀性能，有良好的網(wǎng)絡支持，完善的驅(qū)動支持，高度的模塊化，開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統(tǒng)研究領域的首選操作系統(tǒng)之一。 本課題以嵌入式手持式電能質(zhì)量分析儀前期實驗開發(fā)板為研究目標，根據(jù)嵌入式體系結(jié)構和嵌入式系統(tǒng)設計的原理，構建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發(fā)平臺，并根據(jù)該硬件平臺的結(jié)構特點移植了uClinux操作系統(tǒng)，同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點，結(jié)合uClinux多進程和共享內(nèi)存機制設計了數(shù)據(jù)采集程序，實現(xiàn)了對三路0～2.5V模擬信號的高性能采集，增強了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的實時性，提高了工作效率，為后續(xù)開發(fā)奠定了基礎。 論文從嵌入式系統(tǒng)應用的角度出發(fā)，分析了嵌入式體系結(jié)構、uClinux運行機制和內(nèi)核特點；闡述了Bootloader設計及操作系統(tǒng)移植的要點；介紹了接口驅(qū)動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間： 2013-07-23
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