根據(jù)機械電子工程類專業(yè)測控實驗教學(xué)平臺數(shù)據(jù)采集的需要，在綜合考慮成本和性能基礎(chǔ)上，提出以為主處理芯片的數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計方案。 該方案的主要特點是，使用基于ARM7TDMI內(nèi)核的，工作主頻最高可達44MHz；內(nèi)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(shè)資源可以使用，GPIO口數(shù)目最高可達40個。 在設(shè)計中采用了模塊化思想，將系統(tǒng)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(diào)理；數(shù)字信號模塊引出32路數(shù)字I/O口，可用于需要采集數(shù)字量的場合；JTAG模塊可進行程序的調(diào)試和下載，對于數(shù)據(jù)采集卡的二次開發(fā)有很大的作用。 在本數(shù)據(jù)采集卡上，嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統(tǒng)的移植，成功實現(xiàn)了四個任務(wù)的管理。在實際應(yīng)用中，工作數(shù)小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數(shù)據(jù)采集卡的串口通訊能力，利用LabVIEW程序讀取下位機串口發(fā)送的已采集到的數(shù)據(jù)，進行波形圖繪制。 為檢驗本數(shù)據(jù)采集卡的ADC和DAC精度，設(shè)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(jié)果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB（Least Significant Bit）范圍內(nèi)，表明本數(shù)據(jù)采集卡已基本實現(xiàn)預(yù)期設(shè)計指標。
標簽： ARM 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時間： 2013-04-24
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心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一，而心電圖檢測是診斷心臟病變的有效手段。心電數(shù)據(jù)的高效采集和實時傳輸成為心電檢測的基礎(chǔ)，因此，設(shè)計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠程傳輸系統(tǒng)將對心血管疾病的檢測和預(yù)防具有重要意義。 本文在對心電信號采集技術(shù)和以太網(wǎng)傳輸技術(shù)進行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了一款基于ARM的心電信號采集與以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件設(shè)計的信號調(diào)理電路，該電路實現(xiàn)了心電信號的高質(zhì)量提取；系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心，并結(jié)合以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL設(shè)計的A/D轉(zhuǎn)換模塊和以太網(wǎng)接口模塊，它構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)挠布A(chǔ)；此外，論文還完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在LPC2210上的移植，并實現(xiàn)了系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧；最后，采用了多任務(wù)化方式設(shè)計了系統(tǒng)應(yīng)用程序。 通過遠端上位機應(yīng)用軟件測試表明，本系統(tǒng)實現(xiàn)了心電信號的采集與傳輸，達到了遠程監(jiān)控心電信號的目的，且運行穩(wěn)定可靠。
上傳時間： 2013-06-15
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利用ARM處理器開發(fā)處理音頻信號的設(shè)備很多，如移動電話、MD(MiniDisc)，DVD播放器、MP3音頻譯碼器等；同樣，基于ARM處理器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也很多，如網(wǎng)絡(luò)調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)電腦、因特網(wǎng)設(shè)備等。但利用ARM處理器把語音處理和網(wǎng)絡(luò)通信功能結(jié)合起來無疑是一種新的嘗試，它的設(shè)計成功會給網(wǎng)絡(luò)留言技術(shù)的開發(fā)提供一種新的思路。 本文通過一個ARM9芯片S3C2410作為處理器的嵌入式語音采集系統(tǒng)，詳細闡述了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)過程，其中包括： 交叉編譯環(huán)境的搭建：交叉編譯環(huán)境是嵌入式開發(fā)工具的集合，搭建該環(huán)境就是在系統(tǒng)中編譯安裝開發(fā)工具鏈。 操作系統(tǒng)內(nèi)核的移植：這是嵌入式開發(fā)的主要單元之一，移植內(nèi)核主要是對內(nèi)核進行重新配置，使它符合特定系統(tǒng)的需要，然后重新編譯生成可執(zhí)行的內(nèi)核鏡像文件。 文件系統(tǒng)的移植：文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理的有效和必要的助手。移植文件系統(tǒng)包括制作文件系統(tǒng)鏡像、在Flash上為文件系統(tǒng)分配存儲空間以及文件系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)的有效配合。 驅(qū)動程序的設(shè)計：驅(qū)動是操作系統(tǒng)與硬件溝通的橋梁，驅(qū)動設(shè)計就是編寫具體硬件的讀寫控制函數(shù)并向操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一的接口。 本文更著重于介紹實際開發(fā)中使用的技術(shù)以及遇到的問題和解決方法。在第4章中結(jié)合語音芯片UDA1341TS闡述了語音數(shù)據(jù)的采集與處理；結(jié)合網(wǎng)卡控制芯片CS8900A闡述了網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)卡的驅(qū)動，以及網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中遇到的問題和解決方法。
標簽： ARM 語音采集 網(wǎng)絡(luò)傳輸
上傳時間： 2013-07-11
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基于nRF24L01的無線溫度采集系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-06-17
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船舶機艙中集中了船上大部分的設(shè)備裝置的儀表，是船舶航運的關(guān)鍵部分，隨著網(wǎng)絡(luò)、通訊技術(shù)以及電子制造工藝水平的快速發(fā)展，現(xiàn)代化船舶自動化程度越來越高，機艙的環(huán)境和自動監(jiān)控水平也得到大大的提高。但由于某些儀器儀表并沒有提供與計算機進行數(shù)據(jù)通信的接口，為了要實現(xiàn)檢測自動化，需要利用數(shù)字圖像處理技術(shù)來實現(xiàn)儀器儀表讀數(shù)的高速自動識別。 傳統(tǒng)的CCD圖像采集系統(tǒng)具有速度慢、功能簡單、體積大、功耗大等特點，不能滿足日益發(fā)展的機器視覺應(yīng)用的需要，尤其是在一些新型應(yīng)用領(lǐng)域比如嵌入式視覺、智能監(jiān)控方面的需要。本文利用ARM7的S3C44BOX處理器和CMOS圖像傳感器件設(shè)計并完成了一個數(shù)字圖像采集系統(tǒng)。系統(tǒng)充分考慮了ARM技術(shù)與CMOS圖像傳感技術(shù)的優(yōu)勢及特點，把圖像采集和圖像處理識別功能集中在一個模塊實現(xiàn)，具有功能豐富、處理能力強、接口靈活和擴展方便等優(yōu)點。系統(tǒng)的特色為：構(gòu)建了基于S3C44BOX的圖像采集的硬件平臺；研究并移植了引導(dǎo)程序Bootloader和操作系統(tǒng)uClinux；實現(xiàn)了實時多任務(wù)的處理，從而大幅提高系統(tǒng)的管理能力。 本論文研究如何使用低成本的CMOS圖像傳感器構(gòu)建一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)的設(shè)計和解決方案。這種圖像采集系統(tǒng)帶圖像采集、識別、存儲、顯示等功能，體積很小，可做在一塊電路板上。除了可以做為單獨的圖像數(shù)據(jù)識別設(shè)備之外，也可以直接做為其它應(yīng)用系統(tǒng)的一個智能集成部件使用。
上傳時間： 2013-05-26
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隨著計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)廣泛地滲透到各行各業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷嬷小Ｓ捎谇度胧较到y(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加，嵌入式操作系統(tǒng)成為了嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，Linux憑借其性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)清晰、平臺支持廣泛、網(wǎng)絡(luò)支持強勁及開放源代碼等多方面的優(yōu)勢，被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內(nèi)嵌入式領(lǐng)域發(fā)展非常迅速，其中32位ARM處理器結(jié)構(gòu)體系的嵌入式CPU在商用領(lǐng)域、工控領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是隨著傳感器節(jié)點的發(fā)展而興起的計算機科學(xué)技術(shù)的一個新的研究領(lǐng)域，它是由一組無線傳感器節(jié)點通過ad-hoc方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù)，能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災(zāi)等領(lǐng)域，具有十分巨大的發(fā)展?jié)摿Γ鹆藢W(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 目前，手持終端的應(yīng)用范圍主要是在商業(yè)領(lǐng)域，開發(fā)一款適合在工業(yè)現(xiàn)場等無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統(tǒng)的角度，采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統(tǒng)，闡述手持終端硬件平臺的設(shè)計和軟件的移植方案；接著研究了系統(tǒng)引導(dǎo)程序的原理、設(shè)備驅(qū)動開發(fā)的關(guān)鍵點、根文件系統(tǒng)的制作方法。在此基礎(chǔ)上，分析和移植引導(dǎo)程序U-Boot 1.1.4的實現(xiàn)、無線收發(fā)芯片CC2420的驅(qū)動開發(fā)和幀緩沖驅(qū)動的開發(fā)，并針對目標平臺的特點完成了文件系統(tǒng)的構(gòu)建；然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發(fā)的基礎(chǔ)，最后對本文研究工作進行總結(jié)。
標簽： ARM 架構(gòu) 無線 數(shù)據(jù)采集與處理
上傳時間： 2013-06-26
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目前，嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但同時大量的嵌入式應(yīng)用也對嵌入式設(shè)備的性能和功能提出了更高的要求。隨著國內(nèi)嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢獲得了廣泛的重視和應(yīng)用。嵌入式Linux是在標準Linux基礎(chǔ)上，經(jīng)過適當?shù)睾喕?裁剪)，然后加入一些特定的功能，形成的一個精巧的、高效的、滿足特定應(yīng)用需求地專用(定制)操作系統(tǒng)，它具有用戶可裁剪、可配置的特點。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，嵌入式Linux憑借其內(nèi)核結(jié)構(gòu)優(yōu)良、功能強大、高性能、穩(wěn)定性好以及源代碼開放等方面的優(yōu)勢，成為了嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用中的技術(shù)熱點。本論文設(shè)計了以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的系統(tǒng)，并在這個平臺上實現(xiàn)了應(yīng)用軟件，構(gòu)建了一個嵌入式的數(shù)據(jù)采集和發(fā)布系統(tǒng)，可以對設(shè)備數(shù)據(jù)進行串口采集，并利用因特網(wǎng)進行發(fā)布和控制操作。 為了實現(xiàn)這些功能，本文選用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作為系統(tǒng)的核心，以源代碼開放的經(jīng)過裁剪配置的嵌入式Linux為軟件平臺，設(shè)計了應(yīng)用軟件的設(shè)備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關(guān)模塊，實現(xiàn)了網(wǎng)頁服務(wù)器GoAhead移植，并完成了GoAhead服務(wù)器支持的自己的ASP頁面以及后臺函數(shù)的編寫，并在此基礎(chǔ)上研究了系統(tǒng)為保證可靠性而采取的一些措施。在整個系統(tǒng)的設(shè)計過程中充分發(fā)揮了嵌入式Linux的可移植性好、源代碼公開、開發(fā)成本低的優(yōu)點，解決了軟件移植和設(shè)計編寫、提高系統(tǒng)可靠性等的一系列關(guān)鍵性問題。 本嵌入式系統(tǒng)采集平臺的用途是實時采集被監(jiān)控設(shè)備的當前運行狀況信息，使用戶能夠遠程通過網(wǎng)頁瀏覽器及時掌握被監(jiān)控設(shè)備的運行狀況，在必要時刻根據(jù)需要能夠?qū)υO(shè)備進行相關(guān)控制操作和設(shè)置相關(guān)運行參數(shù)，以便能夠控制被監(jiān)控設(shè)備的運行方式。本論文設(shè)計的嵌入式數(shù)據(jù)采集、發(fā)布系統(tǒng)可以在類似遠程數(shù)據(jù)控制的系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
標簽： Linux ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)
上傳時間： 2013-05-27
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本文從總體方案、硬件電路、軟件程序、性能測試等幾個方面詳細地闡述了基于FPGA與USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)選用高采樣率低噪聲的12位AD轉(zhuǎn)換芯片進行AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計；借助頻率高、內(nèi)部時延小的FPGA芯片實現(xiàn)USB固件并以此控制USB接口芯片，通過乒乓的方式對采樣數(shù)據(jù)進行緩存，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐能力；運用USB2.0標準的接口芯片為整個采集系統(tǒng)提供USB的通信能力。采用集成度較高的FPGA芯片作為系統(tǒng)控制核心，降低了設(shè)計難度，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時還減小了設(shè)備體積。
標簽： FPGA 2.0 USB 數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：xuanjie
本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)模的可編程邏輯器件實現(xiàn)CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合器件）數(shù)字圖像的實時采集及預(yù)處理。基于對實時圖像處理系統(tǒng)的研究與設(shè)計，本文主要研究工作及成果如下： 1.本論文詳細的介紹了圖像采集卡的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。同時，針對高分辨率的CCD攝像機，探討了有關(guān)點目標與CCD像元一一對應(yīng)的圖像采集及其硬件和軟件設(shè)計方法。 2.本文分析了星圖中弱小目標、噪聲以及背景的特點，給出了點目標的場景圖像的數(shù)學(xué)模型及復(fù)雜背景下點目標檢測的預(yù)處理方法。針對星圖灰度分布的特點，采用高斯低通濾波算法和高通濾波算法對星圖進行預(yù)處理，同時還對圖像掃描聚類算法進行了研究與分析。 3.數(shù)字信號處理器常常因為在復(fù)雜性、運算速度等方面的限制，難以實時的實現(xiàn)復(fù)雜的檢測算法。本文采用FPGA技術(shù)，實現(xiàn)了復(fù)雜背景下弱點目標的預(yù)處理算法，解決了計算、數(shù)據(jù)緩沖和存儲操作協(xié)調(diào)一致的問題，同時采用并行高密度加法器和流水線的工作方式，使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大的提高，合理的解決了資源和速度之間的相互制約問題，并在實際中取得滿意的結(jié)果。
上傳時間： 2013-07-03
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本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語言Verilog，采用自頂向下的設(shè)計方法，開發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時序邏輯、對數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對SDRAM的讀寫控制。 在本論文將重點放在了用硬件描述語言Verilog進行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設(shè)計方法，詳細論述了PCI接口轉(zhuǎn)化電路模塊、SDRAM存儲片子讀寫控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫控制電路模塊以及用于RF端的自動增益控制電路AGC模塊的設(shè)計。
上傳時間： 2013-04-24
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