根據機械電子工程類專業測控實驗教學平臺數據采集的需要,在綜合考慮成本和性能基礎上,提出以為主處理芯片的數據采集卡設計方案。 該方案的主要特點是,使用基于ARM7TDMI內核的,工作主頻最高可達44MHz;內置高性能的ADC和DAC模塊,采樣速度最高可達1MSPS,采樣精度為12位;模擬信號輸入通道最多可達16路,模擬信號輸出通道最高可達4路;具有豐富的外設資源可以使用,GPIO口數目最高可達40個。 在設計中采用了模塊化思想,將系統分為四個功能模塊:主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出;模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調理;數字信號模塊引出32路數字I/O口,可用于需要采集數字量的場合;JTAG模塊可進行程序的調試和下載,對于數據采集卡的二次開發有很大的作用。 在本數據采集卡上,嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統的移植,成功實現了四個任務的管理。在實際應用中,工作數小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數據采集卡的串口通訊能力,利用LabVIEW程序讀取下位機串口發送的已采集到的數據,進行波形圖繪制。 為檢驗本數據采集卡的ADC和DAC精度,設計實驗利用DAC輸出波形,并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示,測量結果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB(Least Significant Bit)范圍內,表明本數據采集卡已基本實現預期設計指標。
上傳時間: 2013-04-24
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WIM動態稱重系統的研究對于保護公路的正常使用有著非常重要的經濟利益和社會價值。針對我國公路WIM系統的研究現狀和存在的問題,提出了新的思路、解決辦法和改進措施,用以提高整個WIM系統的各項性能指標。 基于ARM的壓電薄膜軸的車輛動態稱重系統的嵌入式研究與設計,致力于提高WIM系統精度等各項性能指標,其采用了高新的軟硬件技術,是一個比較有研究意義的課題。 本文首先從分析稱重原理入手,提出了一個改進的系統整體設計方案,在該方案的前提下,通過不斷地試驗修改,搭建了一個基于Labview的現場模擬實驗系統,為下一步研究和整個系統的實現打下了堅實的基礎。本文所做的具體工作,概括起來有如下幾點: 第一,簡要地介紹了基于壓電薄膜軸的WIM系統原理、影響因素以及課題研究的意義等; 第二,給出了系統整體設計方案,并設計了多個信號調理電路,諸如電荷放大電路,隔離電路以及濾波電路等; 第三,采用了32位的微處理器,并采用了一種比較完善的數據處理方法,提高了系統的軟硬件技術,在此基礎上研究設計了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系統平臺,完成了系統的軟硬件設計、實現及操作系統移植; 最后,設計并實地進行了一個新的試驗,即基于LabVIEW8.2的數據采集卡的現場模擬試驗,給出了試驗結果和分析。該試驗方便于測量與數據采集,可得到較為精準的現場數據,為后續的數據處理打下了基礎;
上傳時間: 2013-07-29
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步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構,可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。由于步進電機的控制原理是根據控制信號動作,因此非常適合于單片機控制。 由于工業自動化水平的提高,對很多工業監控設備的要求也隨著提高,特別是對其驅動部件步進電機的位移和速度控制的要求越來越高,用單片機機對二維步進電機實施精確位移和速度控制有極大的優越性,二維步進電機數控運行系統是由ipc(工業控制計算機)發出控制指令,通過與單片機之間的通信,使單片機產生控制步進電機運轉的脈沖波形,使二維步進電機分別作正傳、反轉、快轉、慢轉和停止等。
上傳時間: 2013-05-18
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作為交流異步電機控制的一種方式,矢量控制技術已成為高性能變頻調速系統的首選方案。矢量控制系統中,磁鏈的觀測精度直接影響到系統控制性能的好壞。在轉子磁鏈定向的矢量控制系統中,轉矩電流和勵磁電流能得到完全解耦[1]。一般而言,轉子磁鏈觀測有兩種方法:電流模型法和電壓模型法。磁鏈的電流模型觀測法中需要電機轉子時間常數,而轉子時間常數易受溫度和磁飽和影響。為克服這些缺點,需要對電機的轉子參數進行實時觀測,但這樣將使得系統更加的復雜。磁鏈的電壓模型觀測法中不含轉子參數,受電機參數變化的影響較小。矢量控制計算量大,要求具有一定的實時性,從而對控制芯片的運算速度提出了更高的要求。 本文介紹了一種異步電機矢量控制系統的設計方法,采用了電壓模型觀測器[2]對轉子磁鏈進行估計,針對積分環節的誤差積累和直流漂移問題,采用了一種帶飽和反饋環節的積分器[3]來代替電壓模型觀測器中的純積分環節。整個算法在tms320f2812 dsp芯片上實現,運算速度快,保證了系統具有很好的實時性。
上傳時間: 2013-04-24
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由于永磁伺服電機具有轉子轉動慣量 小,響應速度快,效率高,功率密度高,電機體積小,消除電刷而減少噪音和維護等其他電機難以比擬的優點,在高性能位置伺服領域,尤其為伺服電機組成的伺服系統應用越來越廣泛。 永磁無刷電機有兩種形式:方波式和正弦波式。本文主要研究以pmsm 為伺服電機的伺服系統 目前實現永磁同步電動機的控制主要采用dsp、dsp+fpga和dsp+asic三種途徑。而前兩種方式實現位置控制編程量較大,美國國際整流器公司針對高性能交流伺服驅動要求,基于fpga技術開發出了完整的閉環電流控制和速度控制的伺服系統單片解決方案—irmck201。本文就是基于這種數字運動控制芯片,設計了dsp和irmck201的交流伺服控制系統。該系統具有性能優越,結構簡單,編程任務小,開發周期短等優點,對其他交流位置伺服控制系統也具有很好的推廣意義。
上傳時間: 2013-06-07
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在鋼鐵制造工業中,高溫熔化狀態鋼水中的鋼渣檢測問題是一直以來未能很好解決的難題,鋼渣是鋼鐵冶煉過程中的副產品,鋼渣本身會直接降低鑄坯質量進而影響生產出的鋼材質量,另外鋼渣也會破壞鋼鐵連鑄生產連續性給鋼廠效益帶來負面效應。因此連鑄過程中鋼渣檢測是一個具有較大生產實際意義的研究課題。 本文以鋼包到中間包敞開式澆注過程中,保護澆注后期移除長水口后澆注過程中的鋼水下渣檢測為研究對象。在調研了國內外下渣檢測技術與下渣檢測設備的應用情況后,提出了一套將嵌入式技術與紅外熱像檢測技術相結合的鋼水下渣檢測系統的解決方案,并搭建了系統的原型:硬件系統平臺以紅外熱像探測器為系統的傳感器,以ARM7嵌入式微處理器與DSP數字信號處理器為系統運算處理核心;軟件系統平臺包含基于在ARM7上移植的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統構建的嵌入式應用程序,以及基于DSP各類支持庫的嵌入式應用程序。該下渣檢測系統設計方案具有非接觸式檢測、低成本、系統自成一體、直觀顯示鋼水注液狀態、量化鋼渣含量等特點,能夠協助現場工作人員檢測和判斷下渣,有效減少連鑄過程中鋼包到中間包的下渣量。 本文首先,介紹了課題研究的背景,明確了研究對象,分析了連鑄過程中的鋼水下渣問題,調研了現有的連鑄過程中鋼包到中間包的鋼水下
上傳時間: 2013-05-25
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機械手是自動裝配生產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,實現抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質量和在惡劣環境下作業等方面,起到了積極的作用。嵌入式系統是近年來發展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統,它的特點是高度自動化,響應速度快等,非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統的功能要求,研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數控系統的方案。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點,但其很難在處理大數據量、復雜算法時保證系統的靈活性和實時性。DSP作為數字信號處理的核心器件,能夠實時快速的完成控制算法運算,由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右,不適合高速輸入輸出;FPGA芯片高速輸入輸出數據,時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現各種接口的邏輯時序,豐富的接口使得該系統能夠方便的進行移植,擴展了該系統的應用領域,從而提升了其性價比,通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結合,發揮各自的優勢,使系統具有程序設計靈活、以太網通信、大容量存儲、高速數據輸出、可移植等特點,既滿足高速機械手自動控制的要求,同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明,基于ARM和DSP構建嵌入式數控系統的應用方案全可行、合理,同傳統的人機交互系統設計相比,能大量地減輕研發任務,提高發速度,能夠在短時間內得到控制性能優秀的數控系統。
上傳時間: 2013-06-11
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遙感圖像是深空探測和近地觀測所得數據的重要載體,在軍事和社會經濟生活領域發揮著重要作用。由于遙感圖像數據量巨大,它的存儲和傳輸已成為遙感信息應用中的關鍵問題。圖像壓縮編碼技術能降低圖像冗余度,從而減小圖像的存儲容量和傳輸帶寬,它的研究對于遙感圖像應用具有重要的現實意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數據系統咨詢委員會(CCSDS)提出的圖像數據壓縮算法。該算法復雜度較低,并行性好,適合于硬件實現,能實現對空間數據的實時處理,從而廣泛應用于深空探測和近地觀測。對于直接關系到軍事戰略、經濟建設等方面的遙感圖像的傳輸,必須對它進行加密處理。AES加密算法是由美國國家標準和技術研究所(NIST)于2000年發布的數據加密標準,它不但能抵抗各種攻擊,保證加密數據的安全性,而且易于軟件和硬件實現。本論文對CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進行了研究,完成的主要工作包括: (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結構,用C語言實現了算法的編解碼器,并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結構,用C語言實現了算法的加解密器。 (3)介紹了實現CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設計所選擇的軟件開發工具、開發語言和硬件開發平臺。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實現方法和實現性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實現方法和實現性能。 本文設計的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統運用了流水線設計、高速內存設計、模塊并行化設計和模塊串行化設計等技術,在系統速度和資源面積上取得了較好的平衡,達到了預期的設計目的。
上傳時間: 2013-07-15
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這量一篇紹quartusII的使用入門好資料。供初學者參考。-This is the amount of a Shao quartusII good information on the use of
標簽: quartusii
上傳時間: 2013-07-11
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本文介紹了通訊協議轉換器研究的背景意義和目前國內外發展的現狀,并詳細敘述了所選方案的設計過程。本協議轉換器的豐控制芯片采用了基于ARM7內核的32位微控制芯片LPC2212,提供了高速穩定的硬件平臺。操作系統采用實時嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ,工作穩定,實時性強,移植方便。 本文的豐要內容如下:整體的設計思路,結構組成;系統硬件的設計,豐要包括網絡接口電路,USB接口電路,以及串口擴展電路;TCP/IP協議,豐要包括TCP協議,IP協議,ARP協議等;USB協議,豐要包括USB設備構架,USB數據流模型;串口數據轉以太網數據和 USB 數據以及太網數據和 USB 數據轉串口數據;嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ,豐要包括信號量,消息郵箱,消息隊列等;操作系統的移植,豐要包括與處理器相關的文件的改寫。整個系統的硬件和底層軟件部分已經完成,經串口調試軟件、USB總線監測軟件以及以太網數據監測軟件進行實際的收發數據實驗,驗證了方案的合理性。 在USB和以太網驅動程序的編寫中,查閱了大量的相關資料。對于USB協議,重點分析了USB協議的架構和數據流模型。對于TCP/IP協議,仔細分析了其封裝和分用,分析了TCP協議、IP協議、ARP協議的原理及程序的實現。對于操作系統的移植,給出了具體的實現步驟,并給出了豐要的代碼。
上傳時間: 2013-06-10
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