寫好C語言,漂亮的宏定義很重要,使用宏定義可以防止出錯,提高可移植性,可讀性,方便性 等等。文中的C語言宏定義技巧對編程很有幫助!
上傳時間: 2013-08-05
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變電站是電力系統的一個重要環節,它的運行情況直接影響到電力系統的可靠、經濟運行。一個變電站運行情況的優劣,在很大程度上取決于其二次設備的工作性能。現在的變電站有三種運行模式:一種是常規變電站,一種是部分實現微機管理、具有一定自動化水平的變電站,再有一種是實現無人值班、全面微機化的綜合自動化變電站。在常規變電站中,其繼電保護、中央信號系統、變送器、遠動及故障錄波裝置等所有二次設備都是采用傳統的分立式設備,而且站內配備大量控制、保護、記錄用屏盤。使裝備設置復雜,占地面積大,日常維護管理工作繁重。這種常規變電站的一個致命弱點是不具備自診斷能力,對二次系統本身的故障無法監測。因此,這種常規變電站已逐漸被淘汰。 要提高變電站運行的可靠性及經濟性,一個最有效的方法就是提高變電站運行管理的自動化水平,實現變電站的綜合自動化,以微機化的新型二次設備取代傳統使用的分立式設備。開發集保護、控制、監測及遠動等功能為一體的新型設備,并實現設備共享、信息資源共享,使變電站設計簡捷、布局緊湊,運行更加可靠安全。 隨著微型計算機技術、集成電路技術的迅速發展,原來越多的新技術和新產品應用到變電站的二次設備中去,使變電站的二次設備得到不斷的更新換代。該項研究把一種新型的低壓電能量測量芯片與高性能的數字信號處理器(DSP)結合起來,利用DSP體積小、功能強、功耗低、速度快、性價比高等優點,設計出新型的變電站線路測控單元,實現對高壓線路的測量、監視和控制,這種新型的二次設備比傳統的二次設備具有更高的精度和更快的相應速度。 與此同時,網絡理論和技術的發展,也使變電站監控系統的結構發生了很大的變化,由原來的集中控制型逐步過渡到功能分散、模塊化的分散網絡型,通過現場總線,使主控室和現場之間的聯系變成了串行通信聯系,從而提高的系統的可靠性和可維護性。CAN總線應用于變電站的監控系統中,組成變電站的數據通信網絡,可以提高系統的抗干擾能力和容錯能力。 該文就以上的兩個方面進行研究和設計,主要內容包括:一是在簡單介紹新型電能測量芯片和DSP的基本知識的基礎上,提出了一個變電站測控單元的設計方案,并從從硬件和軟件兩個方面進行了詳細的介紹,主要部分是對測量模塊的設計;二是系統的通信接口模塊設計,從硬件和軟件方面詳細的介紹了通信模塊的三種不同的通信接口的設計,分別是RS-232串行通信、RS-485總線通信、CAN總線通信;三是在分析現代測控系統發展歷史,指出了現場總線測控系統的優越性;四是設計出的測控系統單元的基礎上,利用CAN現場總線構建變電站的綜合監控系統。 該文提出的方案、技術以及結論對于變電站監控系統和自綜合動化系統的研究開發、工程設計都具有實際的參考意義。
上傳時間: 2013-04-24
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電動摩托車具有零排放、低噪聲等優點,是真正的綠色環保輕型交通工具,它以方便j快捷等特點被越來越多的人們所接受,成為大中城市公共交通的理想補充。而無刷直流電動機以其控制簡單、可靠性高、輸出轉矩大等優點,被大量地用作電動摩托車驅動電機。本文主要研究基于AVR單片機的電動摩托車控制技術。 首先,分析了電動摩托車的發展趨勢,以及無刷直流電動機能在電動摩托車驅動領域得到廣泛應用的原因,并探討了電動摩托車無刷直流驅動電機的控制方法。 其次,在分析無刷直流電動機工作原理的基礎上,構造了無刷直流電動機的數學模型,確立了通過PWM調節改變電樞電壓的大小來調節轉速的控制策略。 第三,采用ATMEL公司的ATmega88單片機為控制核心,設計了包括電流檢測與保護、位置信號檢測、功率開關管驅動、電源轉換和電壓采樣與欠壓保護等一系列硬件電路,充分利用了ATmega88單片機成本低、功能豐富、運算能力強等優點,簡化了控制電路,提高了控制系統的可靠性,降低了控制成本。 第四,采用C語言編寫了控制程序,完善了控制功能,實現了軟、硬件控制方法的結合。使用ICC-AVR集成開發環境和SL-ISP在線編程,降低了開發成本;采用模塊化設計方法設計控制程序,提高了程序的可維護性。完成的功能模塊主要包括啟動與換相模塊、電動機轉速調節模塊、過電流與堵轉保護模塊、欠電壓保護模塊和定速巡航模塊等。 最后,對開發的控制系統進行了調試,并對實驗結果進行了分析。結果表明,控制系統運行可靠、實時性好,證明ATmega88單片機適合用作電動摩托車驅動電機的控制芯片。
上傳時間: 2013-05-20
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電動機在工農業生產中被廣泛應用,但是其高故障率對工農業生產造成巨大的經濟損失。因此,在分析傳統電動機保護裝置不盡完善的基礎上,研制功能完善、可靠性高的電動機保護裝置已經成為必要。 本文在查閱了大量文獻資料的基礎上,介紹了微機保護的發展歷史、技術特點和發展方向,結合實際科研課題,在理論聯系實際的基礎上,設計并實現了硬件以TMS320F206處理器為核心,軟件以傅氏算法為核心的新型電動機微機保護測控系統。 文中首先運用對稱分量法對電動機的三相短路、兩相短路、單相接地短路和斷相等常見對稱和不對稱故障進行了分析,在結合電動機微機保護原理的基礎上,提出了可靠性高、實用性強的電動機微機保護方案。然后根據微機保護系統的快速、準確的發展趨勢和DSP數字信號處理芯片的特點,設計并實現了一種DSPTMS320F206+單片機8051雙CPU結構的電動機微機保護測控裝置。DSP作為主CPU芯片主要完成數據采集、數據處理和保護等功能,8051作為從CPU主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機對話功能。此雙CPU結構具有并行工作、分工合作的優點,既保證了繼電保護的速動性、選擇性、靈敏性和可靠性,又實現了實時測量的高精度。文中對此裝置硬件系統的設計進行了詳細的分析,并結合對微機保護數據處理算法和電動機微機保護原理的研究,設計了保護裝置的軟件系統,二者都采用了模塊化的結構設計方法,可移植性強。 通過對設計成的保護裝置樣機進行調試和分析,初步驗證了系統硬件部分和軟件部分設計的正確性;通過靜態模擬實驗,初步驗證了保護裝置的可靠性。
上傳時間: 2013-05-29
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近年來,隨著計算機技術、網絡技術與無線通信技術的高速發展和廣泛應用,無線傳感器網絡已成為國際上備受關注的前沿熱點之一。無線傳感器網絡在軍事應用、環境監測、醫療護理、空間探索等方面都顯示了廣闊的應用前景,被認為是21世紀最有發展前景的技術之一。 本文通過對無線傳感器網絡的發展現狀、發展趨勢以及水環境多參數監測特點的研究,提出了面向水環境多參數監測應用的無線傳感器網絡系統的解決方案,分析了系統設計的目標和功能,并指出了系統軟硬件平臺的設計要求與設計原則。依托2006年江蘇省科技攻關項目“總線化智能多參數高精度檢測與控制儀表”,設計了基于Silicon Laboratories的C8051F310處理器和CC2420射頻芯片的硬件開發平臺,詳細地描述了硬件平臺中各個功能模塊的細節,并在此平臺上實現和改進了SimpliciTI協議和IEEE802.15.4/Zigbee協議,最后對系統進行了測試。整個系統以無線傳感器網絡技術為核心,增強了系統的靈活性、可維護性和可擴展性,同時系統模塊化、開放式的結構使系統具有良好的可移植性。 將無線傳感器網絡技術應用于水環境多參數監測,涉及到傳感器技術、無線通信技術、計算機應用技術等多種技術。到目前為止,隨著科學技術的不斷進步,它還在不斷地完善,前景尤為廣闊。
上傳時間: 2013-06-01
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隨著計算機技術的迅猛發展,受其影響的儀器行業也發生了巨大的變革,即儀器的手動操作使用改為計算機控制自動測試。隨著自動測試技術和程控儀器的發展,除了要求物理硬件接口標準化外,也要求軟件控制標準化。 硬件方面,從20世紀50代自動測試概念建立起,經過初期專用接口、半專用接口到20世紀80年代中期才普及推廣開放式標準接口總線,如RS232串行通信接口總線、GPIB通用接口總線、PXI計算機外圍儀器系統總線、VXI塊式儀器系統總線等。 軟件方面,1987年6月頒布的IEEE488.2(程控儀器消息交換協議)標準首先解決了數據結構方面的問題,但仍將大量的器件語義留給設計者自由定義。1990年4月,國際上九家儀器公司在IEEE488.2基礎上提出了SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments程控儀器標準命令),才使程控儀器器件數據和命令得到標準化。SCPI的總目標是縮短自動測試系統程序開發時間,保護儀器制造者和使用者雙方的硬、軟件投資,為儀器控制和數據利用提供廣泛兼容的編碼環境。 儀器接收到SCPI消息后進行響應:接收字符串消息、詞法分析、語法分析、中間代碼生成、優化和目標代碼生成,語法分析模塊的性能直接影響到程控執行效率。為了進一步簡化儀器內語法分析模塊、提高程控執行效率,本課題提出了在接口電路中加入解析模塊的思想,可將控制器發送到儀器的SCPI消息即復雜的ASCII碼字符串轉變為簡單的二進制代碼。采用此解析模塊將大大簡化儀器設計者的軟件工作,既能實現儀器語言標準化又能提高儀器對遠程 控制的響應速度,這在研究實驗室內的自制儀器時將是很有用的。 儀器接口有很多種,本課題主要討論了RS232和GPIB兩種接口。本設計中儀器接口板是獨立于儀器的,與儀器單獨使用微處理器,若要與儀器連接實現通信只需在兩微處理器之間進行通信即可,這樣做的目的是:一方面可以不影響儀器的設計和操作,一方面可以實現接口板的通用性和儀器的可換性。針對于RS232接口為一簡單接口,我先將工作重心放在軟件設計上,主要考慮怎樣把復雜的ASCII碼字符串解析為簡單的二進制代碼。針對于GPIB接口,軟件設計的主要部分已完成,再把工作重心放在硬件設計上,采用性價比更高的CPID實現GPIB接口芯片NAT9914。為了觀察解析結果還加入了LCD顯示。本設計在開發通用的、低價的儀器接口板方面做了一個有益的嘗試,為進一步的自動測試系統研究打下了基礎。 關鍵詞:儀器;SCPI;RS232接口;GPIB接口;CPLD
上傳時間: 2013-04-24
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嵌入式圖像采集系統具有體積小、成本低、穩定性高等優點,在遠程監控、可視電話、計算機視覺、網絡會議等領域應用廣泛。為克服傳統基于單片機的圖像采集系統的種種不足,本文提出了一種新的解決方案,利用高速的ARM9嵌入式微處理器S3C2410A為硬件核心,搭配USB攝像頭,結合Linux構建了一套嵌入式的圖像采集系統。USB攝像頭有著容易購買、性價比高等優點,但長期以來將其直接應用于嵌入式系統卻很困難。隨著ARM微處理器的廣泛應用,嵌入式系統的性能得到了極大的提升。人們逐漸將操作系統引入其中,方便系統的管理和簡化應用程序的開發。Linux是一個免費開源的優秀操作系統,將其移植到嵌入式系統中能夠對系統進行高效地管理、極大地方便應用程序的開發。嵌入式的Linux操作系統繼承了Linux的優良特性,還有著節約資源,實時性強等優點。在本方案中以嵌入式Linux操作系統為基礎,借助其對USB、網絡等的強大支持能力來構建高度靈活的圖像采集系統。通過利用Linux操作系統內建的video4Linux對攝像頭進行編程,實現了將USB攝像頭采集到的視頻數據進行顯示和存為圖片的功能。本文中具體講述了嵌入式的軟硬件平臺的構建,USB攝像頭的驅動開發,圖像采集應用程序的實現等。本文提出的嵌入式圖像采集方案適用于市面上絕大多數流行的USB攝像頭,還能把得到的圖像通過以太網傳輸以實現遠程的監控。這套方案利用應用程序編程接口video4linux所提供的數據結構、應用函數等,實現了在Linux環境下采集USB攝像頭圖像數據的功能,并運用嵌入式的GUI開發工具Qt/Embedded來編寫最終的應用程序實現了美觀的用戶界面。充分運用Linux操作系統和其工具的強大功能來實現圖像采集, 對基于Linux內核的后續圖像應用開發具有實用意義。本系統完全基于開放的平臺和模塊化的實現方法,具有良好的可移植性,可方便地進行各種擴展。這種方案所實現的圖像采集系統成本低,靈活性高,性能好,是一種優良的解決方案。本文詳細介紹了這種基于Linux系統和S3C2410A平臺的嵌入式圖像采集系統。關鍵詞:嵌入式,ARM,USB,圖像采集,Linux
上傳時間: 2013-06-05
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隨著科學技術的發展,汽車結構不斷完善,人們對汽車的性能更加關注。汽車本身是一個復雜的系統,在使用過程中,隨著行駛里程的增加和使用時間的延續,汽車技術狀況可能不斷惡化,需要定期進行檢測。汽車底盤測功機是一種不解體檢驗汽車性能的檢測設備,采用現代電測和計算機技術,模擬汽車在各種路面行駛阻力,使汽車的道路試驗項目移至室內進行,減少室外環境變化對測試的影響,能夠很好的改善試驗人員的試驗環境和提高測試精度。 本文首先介紹了汽車底盤測功機的發展歷史和研究現狀,闡明了研究汽車底盤測功機測控系統的目的和意義,給出了汽車底盤測功機的結構和工作原理,在詳細分析汽車道路上和底盤測功機上運行受力情況的基礎上,建立了測功機電模擬模型。采用電模擬阻力加載裝置,不僅省去了繁瑣的慣性飛輪裝置,簡化了底盤測功機的結構,而且實現了慣性阻力的無級模擬。在系統硬件上,設計了轉速轉矩信號的采集電路和前端信號處理電路,提高了采集數據的準確性,保證系統的精度,并給出了勵磁控制電路的設計與實現。在通訊上,設計CAN和USB互相轉化的接口電路,不僅實現上下位機之間的通訊,而且還突破了傳統底盤測功機上下位機通訊速率慢的瓶頸。在控制策略上,采用積分分離PID算法,實現轉速、勵磁電流和轉矩、勵磁電流的兩個雙閉環控制器,滿足了汽車底盤測功機不同運行狀況的需求。在軟件上,采用模塊化編程的思想,從而增強了程序的可移植性和靈活性。最后,構建了實驗平臺,對系統進行了實驗研究,實驗結果表明:系統能滿足汽車性能測試的要求。
上傳時間: 2013-06-12
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隨著國內交流伺服電機等硬件技術逐步成熟,高運算能力的控制芯片與電機控制技術相結合,具有高效、節能和可移植性好等特點,這樣使得交流伺服系統成為現代電機伺服驅動系統的一個發展趨勢。 本文主要是基于MCU研究和設計了交流永磁電機位置伺服控制系統。針對三相永磁同步電機的物理方程,通過坐標轉換,在d-q旋轉坐標系下建立轉矩方程,采用Id=0的矢量控制策略,建立一套完整的全數字交流位置伺服控制系統。 硬件方面,采用的是瑞薩公司專用電機控制Tiny系列芯片M30262F8作為控制芯片,并由三菱公司的第三代IPM模塊PS21564實現功率驅動,簡化了系統電路,縮小了系統的體積,提高了系統的可靠性。由交流電流傳感器檢測三相定子繞組電流;由增量式磁性編碼器檢測永磁轉子位置,并設計一種比較快速的轉子初始檢測方法。 軟件方面,采用結構化語言C和單片機M16C匯編語言混編,實現了單片機初始化、三環控制、電流跟隨型PWM控制,提高編寫代碼的效率,同時保證系統的實時控制性能;由軟件方式實現經典PID控制和簡單模糊控制相結合構成“串聯校正”閉環控制系統,提高了系統的快速性和抗干擾能力。此外,本文對控制策略進行了研究,闡述了模糊PID控制策略;還介紹了SPWM、SVPWM和跟隨型PWM調制。 實驗結果表明,本文所設計的伺服控制系統能實現電機的啟動,調速和定位等,并能達到系統的性能指標。
上傳時間: 2013-05-19
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通用異步收發器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)是一種能同時支持短距離和長距離數據傳輸的串行通信接口,被廣泛應用于微機和外設之間的數據交換。像8251、NS8250、NS16550等都是常用的UART芯片,但是這些專用的串行接口芯片的缺點是數據傳輸速率比較慢,難以滿足高速率數據傳輸的場合,而更重要的就是它們都具有不可移植性,因此要利用這些芯片來實現PC機和FPGA芯片之間的通信,勢必會增加接口連線的復雜程度以及降低整個系統的穩定性和有效性。 本課題就是針對UART的特點以及FPGA設計具有可移植性的優勢,提出了一種基于FPGA芯片的嵌入式UART設計方法,其中主要包括狀態機的描述形式以及自頂向下的設計方法,利用硬件描述語言來編制UART的各個子功能模塊以及頂層模塊,之后將其集成到FPGA芯片的內部,這樣不僅能解決傳統UART芯片的缺點而且同時也使整個系統變得更加具有緊湊性以及可靠性。 本課題所設計的LIART支持標準的RS-232C傳輸協議,主要設計有發送模塊、接收模塊、線路控制與中斷仲裁模塊、Modem控制模塊以及兩個獨立的數據緩沖區FIFO模塊。該模塊具有可變的波特率、數據幀長度以及奇偶校驗方式,還有多種中斷源、中斷優先級、較強的抗干擾數據接收能力以及芯片內部自診斷的能力,模塊內分開的接收和發送數據緩沖寄存器能實現全雙工通信。除此之外最重要的是利用IP模塊復用技術設計數據緩沖區FIFO,采用兩種可選擇的數據緩沖模式。這樣既可以應用于高速的數據傳輸環境,也能適合低速的數據傳輸場合,因此可以達到資源利用的最大化。 在具體的設計過程中,利用Synplify Pro綜合工具、ModelSim仿真工具、ISE集成的軟件開發環境中對各個功能模塊進行綜合優化、仿真驗證以及下載實現。各項數據結果表明,本課題中所設計的UART滿足預期設計目標。
上傳時間: 2013-08-02
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