針對儀器儀表向高端產品的發展趨勢,課題提出并設計實現了一種基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統和ARM7微處理器為核心的控制平臺,使儀表的使用更加方便、智能。系統融合了嵌入式系統、USB通信、LAN通信、顯示等多項快速發展的技術,通過USB模塊和LAN網絡的數據傳輸,實現了高端儀表與外部設備的通信,整個平臺具有高速、實時傳輸數據等特性,能夠廣泛地應用于多種行業的現場測量中。 硬件方面,課題采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微處理器作為系統的控制平臺,并結合應用設計出了顯示模塊、USB通信模塊、LAN通信模塊。控制平臺通過USB通信模塊和LAN通信模塊,建立與外部設備的數據處理通道,將與SPI接口連接的儀表數據進行傳輸處理。USB接口電路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片,LAN通信模塊則采用了CIRRUSLOGIC的以太網控制器CS8900實現底層驅動。 軟件方面,首先將μC/OS-Ⅱ操作系統移植到ARM7上,并在嵌入式μC/OS-Ⅱ環境下編寫了各硬件模塊的驅動程序。在驅動程序的基礎上設計了VFD顯示程序、USB通信和網絡通信等應用模塊,驗證了數據處理平臺具有的各項功能。網絡通信模塊中,WEB SERVER在控制平臺實現,在上位PC上輸入服務器的固定IP地址,實現控制命令的發送、數據包的接收等功能。 經測試,系統運行正常,較好的實現了各項設計目標,從而證明了本文的方法是可行的。本系統為高端儀表的數據處理提供了一個有效的解決方案,具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-06-06
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DSP 在與多個外設進行通信時,通常需要對DSP 的串口進行擴展。本文詳細介紹了利用TL16C554 芯片對TMS320VC33 DSP 芯片進行串口擴展
上傳時間: 2013-05-29
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隨著計算機技術的發展,嵌入式系統已成為計算機領域的一個重要組成部分。本文用嵌入式系統構建了一個電力機車主變壓器故障診斷試驗平臺。 在電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷領域中,我國幾個大型的電力機車廠的變壓器測試依然采用人工讀數,而這種方法的特點是:效率比較低,數據存在誤差等。因此非常有必要采用自動測試系統,而如果用工控機作為控制中心來進行測試,成本將比較高,因此,本文采用基于ARM的嵌入式系統作為控制中心來進行測試。這樣系統的成本更低,操作更方便,數據更準確。 本文詳細地介紹了基于ARM微處理器ST2410及Linux操作系統的電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷系統的開發與實現過程。主要有三部分:硬件平臺設計與實現部分;軟件平臺設計部分;應用程序的開發等3部分。 本論文的研究主要是基于ARM-linux的平臺。它的內核模塊采用了ARM920T核的S3C2410,外部有SDRAM、FLASH、串口、網卡、鼠標、鍵盤、LCD等,同時還提供有擴展插槽,該平臺主要面向高性能的電力、工業控制等,適用于網絡的研究;本文探討嵌入式軟件開發模式,宿主機與目標機,交叉編譯環境的搭建,Linux內核和外設驅動的移植,以及圖形用戶界面QT和應用程序開發移植等;另外,在該平臺開發了應用程序,具體包括串口通信,網絡通信,數據庫編程等。
上傳時間: 2013-07-10
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正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術是一種多載波傳輸技術,它的基本思想是在頻域內將給定信道劃分成幾個相互正交的子信道,每個子信道使用一個子載波進行調制,各子載波并行傳輸。該技術可以有效提高頻譜利用率,能夠對抗多徑效應產生的頻率選擇性衰弱和載波間干擾,在時變、頻變、多徑干擾嚴重的水聲信道中具有較強的優勢。 隨著計算機和多媒體通信技術的發展,嵌入式系統在各個領域的應用不斷深入。其中,基于ARM技術知識產權(IP)核的微處理器依靠其高性能、低功耗和易擴展的特點,在工業控制、無線通信、消費電子等多個領域得到廣泛的應用;隨著嵌入式系統復雜度的提高,操作系統已成為嵌入式系統不可缺少的一部分。其中,嵌入式Linux憑借免費開源、功能強大、成熟穩定等特點,目前已成為主要的嵌入式操作系統之一。 數字信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)具有很強的數字信號處理能力,可以滿足各種高實時要求,但其尋址范圍小,I/O功能較差。ARM+DSP雙處理器的結構可以充分利用ARM和DSP各自的優勢實現協同工作。 本論文的主要工作是研究和實現一個基于OFDM技術的由ARM+DSP硬件平臺實現的能夠完成水下聲信道圖像傳輸的系統。主要研究內容包括OFDM系統的基本原理、ARM+DSP底層硬件的驅動和控制,Linux操作系統的移植、MiniGUI人機界面的設計、相關應用軟件的編寫以及在TMS320VC5502上初步實現OFDM的調制解調,以期對今后水下圖像傳輸系統的實現能具有較大的參考價值。
上傳時間: 2013-05-20
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隨著網絡、通信和微電子技術的快速發展和人民物質生活水平的提高,視頻監控系統以其直觀、方便和信息內容豐富的特點而被廣泛的應用。本文利用ARM+DSP的雙核結構,對基于ARM+DSP嵌入式的視頻監控系統進行了設計和研究。 本系統大致分成兩部分-DSP圖像采集處理部分和ARM實時控制應用部分兩部分。子系統分別選用TMS320DM642和AT91RM9200作為兩部分的主控芯片,利用它們各自的優勢在系統中發揮不同的功能。 DSP的圖像采集處理部分通過CCD攝像頭對特定的區域采集視頻圖像,并由視頻解碼芯片進行視頻解碼處理。處理后的數字視頻信號放入DSP內通過視頻運動檢測算法進行圖像處理,以掌握是否有異常的情況發生。如果有異常情況發生,則立刻由DSP向ARM實時控制應用部分施加中斷信號,并將識別處理后的結果全部發送過去。 ARM的實時控制應用部分實現對DSP圖像采集處理部分的實時控制,實現支持Linux平臺的硬件架構,實現網口、串口和USB等接口用于數據傳輸,實現圖像的顯示和友好的人機界而等等。ARM實時控制應用部分本身不參與圖像識別和處理相關的算法實現,而只是配合DSP將圖像處理的結果顯示出來,并在恰當的時機觸發外部控制器實現一定的對外控制功能。 基于ARM+DSP架構的視頻監控系統的設計思想與實現原理,本系統分為控制模塊和視頻處理模塊,二者獨立開發和調試,通過HPI并行方式連接,提高了軟硬件任務的模塊化程度,增加了系統的穩定性、可靠性和靈活性,符合嵌入式視頻監控的功能要求,可以面對日益復雜的視頻應用。本文還介紹了基于AT91RM9200處理器子系統開發板的底層BootLoader程序的開發和對Linux操作系統移植的過程。最后論文在設計并實現的基礎上對系統的改進提出了一些新的方法和建議。
上傳時間: 2013-06-19
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核地球物理勘探是集核探測技術、電子技術、計算機技術為一體,能夠快速、準確地分析出核素的相關信息及參數的一門綜合性很強的學科。目前己廣泛應用于鈾礦勘探、地質填圖、油氣勘測以及尋找各種金屬和非金屬礦產等諸多領域。其中核地球物理數據的采集和處理是核地球物理勘探研究的重要課題之一,它將直接對測量結果產生影響。 本系統設計是架構在基于ARM7TDMI核的16/32位處理器S3C44BOX的硬件基礎上,移植了嵌入式μCLinux操作系統、JFFS2文件系統、以及MiniGUI圖形開發庫。通過利用S3C44BOX處理器快速的運算速度、豐富的外圍設備和嵌入式μCLinux操作系統及其豐富的軟件資源,編寫了系統引導代碼、集成了LCD、MCA硬件設備的驅動程序、開發了GPS、GPRS應用程序。本論文研究成果主要有: 1.研制了基于高端的16/32位ARM7TDMI處理器S3C44BOX為控制核心、外圍電路帶有LCD顯示以及時鐘和存儲電路的核數據采集系統。該系統能夠穩定運行在60MHz頻率,無需上位機,用戶就可與之進行交互工作,能夠獨立完成能譜數據的采集、分析、存儲等功能。系統具有低功耗、小型化、高性價比等特點。 2.實現了嵌入式μCLinux操作系統在采集系統上的移植。隨著嵌入式系統的迅速發展,嵌入式操作系統在核儀器研制中的應用不僅能夠提高系統的穩定性,而且通過充分利用Linux豐富的軟件資源,能夠快速的完成系統的定制和開發,構建復雜的軟件系統。 3.實現了基于μCLinux的JFFS2嵌入式文件系統的移植,安全可靠的管理了系統引導代碼、#CLinux操作系統內核映象文件、譜處理程序和數據等。 4.初步實現了GPS定位、GPRS數據無線傳輸的功能。
上傳時間: 2013-04-24
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核能譜儀中的數據采集系統,集核探測技術、電子技術、計算機技術為一體,以多道脈沖幅度分析器為核心部件,能夠快速、準確地提取出核素的相關信息及參數?,F已于勘探、建材放射性檢測及環境放射性監測等領域得到廣泛應用。隨著嵌入式技術的發展,以32位ARM為核心的微控制器已被引入進來,提高了數據采集的速度和精度,同時嵌入式操作系統的引入也為功能擴展、系統集成提供了高效的開發平臺。 本論文介紹的核數據采集系統即以ARM微控制器LPC2148和實時操作系統μC/OS-II為平臺,譜數據采集為基本功能,在此基礎上擴展GPS和GPRS模塊,可實現GPS信息和核信號的實時、同步接收,保存和顯示,并可將采集的數據通過GPRS網絡及時傳到采集中心進行譜數據處理和GPS差分定位,為野外多點測量及遠程監測提供了有效的手段。 課題以教育部的高等學校博士學科點專項科研基金項目“基于3GS技術的便攜式核地球物理數據采集系統研究(項目編號:20040616014)”為依托,本人在已有研究成果的基礎上,進行了相關改進和系統集成: (1)選用軌對軌運算放大器,改進了峰值檢測電路,增大了脈沖峰值的測量精度。 (2)數據采集系統以32位ARM微控制器LPC2148為核心,外圍電路帶有LCD顯示,系統具有低功耗、小型化、高性價比等特點。 (3)實現了核數據采集系統對GPS、GPRS的集成。 (4)完成嵌入式μC/OS-II操作系統在LPC2148上的移植、操作系統的搭建,及各功能模塊的設計與集成。
上傳時間: 2013-04-24
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心血管系統疾病是現今世界上發病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩態的心電變異性現象,是指心電T波段振幅、形態甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明,TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關系,已成為一種無創獨立性預測指標。隨著數字信號處理技術和計算機技術的迅速發展,微伏級的TWA已經可以被檢出,并且精度越來越高。本文以T波交替檢測為中心,基于ARM給出了T波交替檢測技術原理性樣機的硬件及軟件,實現實時監護的目的。 在TWA檢測研究中,需要對心電信號進行預處理,即信號去噪和特征點檢測。小波分析以其多分辨率的特性和表征時頻兩域信號局部特征的能力成為我們選取的心電信號自動分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號分解為不同頻段的細節信號,根據三種主要噪聲的不同能量分布,采用自適應閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對原始信號進行去噪處理:同時基于心電信號的特征點R峰對應于Mexican-hat小波變換的極值點,因此我們使用Mexican-hat小波檢測R峰,通過附加檢測方案確保了位置的準確性,并根據需要提出了T波矩陣提取方法。 隨后文章介紹了T波交替的產生機理及研究進展,分別從臨床應用和檢測方法上展現了目前TWA的發展進程,并利用了譜分析法、相關分析法和移動平均修正算法分別從時域和頻域對一些樣本數據進行T波交替檢測。在檢測中譜分析法抗噪能力較強,但作為一種頻域檢測方法,無法檢測非穩態TWA信號,而相關分析法受呼吸、噪聲影響較大,數據要求較高,因此可以在譜分析檢測為陽性TWA基礎上,再對信號進行相關分析,從而克服自身算法缺陷,確定交替幅度和時間段。最后對影響檢測結果的因素進行討論研究,從而降低檢測誤差。 文章還設計了T波交替檢測技術原理性樣機的關鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心,設計了該樣機的關鍵電路,包括采集模塊、數據處理模塊(外部存儲電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對心電信號是微弱信號并且干擾大的特點,采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級放大電路,有效的提取了信號分量:A/D轉換電路保證了信號量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內部異步串行通訊實現系統與外界聯系。系統軟件中首先介紹了系統的軟件開發環境,然后給出了心電信號分析及處理程序設計流程圖及實現,使它們共同完成系統的軟件監護功能。
上傳時間: 2013-07-27
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隨著社會的進步和經濟的發展,我國機動車輛的數量不斷的增加,造成了交通事故日益增多、交通擁擠等一系列社會急需解決的問題。車載定位終端是嵌入式技術、ARM處理器技術、GPS技術、GPRS無線通訊技術相結合的產物,對智能交通的研究和發展具有重要意義,為現代交通運輸提供了新穎,可靠,有效的控制和管理途徑。 本文先通過對GPS衛星定位理論,衛星數據處理的深入研究,對GPRS移動通信技術規范的細致分析以及ARM嵌入式硬件系統、Linux嵌入式操作系統等計算機技術的不斷實踐,提出一套基于GPRS無線通信技術的車載定位終端的設計方案。車載定位終端將GPS模塊傳輸過來的定位信息提取出來,一方面將定位信息顯示在界面上,一方面通過GPRS模塊將車輛信息發送給車輛監控中心。本設計采用ARM920T核的S3C2410A微處理器作為硬件平臺,然后設計相應的外圍電路,加上GPS模塊電路和GPRS模塊電路,構成一個完整的硬件系統。軟件設計采用宿主機/目標機的開發模型,在構建好交叉編譯環境后,向處理器上移植Bootloader和Linux操作系統。然后用Qt應用軟件,采取多線程編程的方法完成GPS數據的提取、車輛信息發送和人機界面的實現。最后將編譯好的程序,下載到硬件平臺。
上傳時間: 2013-04-24
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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內嵌的異步串行口(SCI)支持CPU與其它使用標準格式的異步外設之間的數字通訊,通過RS-232接口可以方便地進行DSP之間或與PC機之間的異步通信。而串行外設接口(SPI)是一個高速同步串行輸入/輸出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設計正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進行兩臺DSP的數據傳輸通信。同時還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴展電路,以便能實時監控數據的收發。此實例電路結構簡單易懂,非常適合剛接觸DSP的初學者使用,具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-07-01
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