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(yōu)勢。 隨著計算機和多媒體通信技術的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)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(yè)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(tǒng)復雜度的提高，操作系統(tǒng)已成為嵌入式系統(tǒng)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(wěn)定等特點，目前已成為主要的嵌入式操作系統(tǒng)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(yōu)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(tǒng)。主要研究內容包括OFDM系統(tǒng)的基本原理、ARM+DSP底層硬件的驅動和控制，Linux操作系統(tǒng)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(tǒng)的實現能具有較大的參考價值。
標簽： ARMDSP OFDM 圖像傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-20
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小型無人直升機具有懸停、側飛、倒飛等獨特的飛行特性，能夠實現固定翼飛機所不能完成的飛行動作，在軍事和民用方面都有很大的應用需求。飛行控制系統(tǒng)是小型無人直升機系統(tǒng)的重要組成部分，是飛行控制算法的運行平臺，也是實現小型無人直升機自主飛行的關鍵部分。進行小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的研究具有重要的現實意義。 本文圍繞小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的設計與實現展開論述。首先，文章對目前小型無人直升機及其飛行控制系統(tǒng)的研究現狀與發(fā)展趨勢進行了綜述，在此基礎上提出了一種以ARM處理器為控制核心、以CPLD為輔助控制器件的飛行控制系統(tǒng)方案。 其次，文章重點描述了小型無人直升機飛行控制系統(tǒng)的軟硬件設計過程和相關方案。飛行控制系統(tǒng)的硬件部分由ARM模塊和CPLD模塊兩大部分組成，其中包括數據采集電路、串口通訊電路、舵機控制電路、電源電路等硬件功能模塊。軟件部分由基于Linux2.6內核的操作系統(tǒng)和相關的設備驅動組成，并設計了基于SD卡的軟件存儲系統(tǒng)。 最后，文章對小型無人直升機的導航控制系統(tǒng)進行了一些探討。討論了從飛行控制系統(tǒng)到導航控制系統(tǒng)的平臺升級方案和小型無人直升機在未知環(huán)境中的導航控制算法。
標簽： ARM 無人直升機 飛行控制 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-05-20
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本課題所研究的橫機是一種由嵌入式控制器系統(tǒng)控制的自動化程度很高的緯編針織機，主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國，橫機需求量大，自主研發(fā)全自動電腦橫機有廣泛的市場前景。 通過對橫機機械系統(tǒng)結構和原理的分析，本文提出了一種橫機控制系統(tǒng)硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協處理器、驅動電路等三部分組成。以ARM作為主控制器，負責編織工藝和人機接口設計；以FPGA作為協處理器，執(zhí)行ARM的命令，控制后續(xù)電路動作；驅動電路主要面向橫機機械部件，并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統(tǒng)解決方案，本文繼而提出了一種新型的軟件系統(tǒng)解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實現，主要由羅拉系統(tǒng)控制算法、驅動程序、橫機編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統(tǒng)采用模糊控制算法，控制卷布速率；驅動程序實現ARM和FPGA的通信；橫機編織控制程序將花型文件中的數據轉換為機械部件的動作，實現整個編織過程；圖形用戶界面提供良好的人機界面，方便操作。 最后詳細介紹了整個橫機控制器系統(tǒng)的調試流程，涉及硬件調試、軟件調試和軟硬件聯合調試等。 與傳統(tǒng)電腦橫機相比，基于此設計方案的橫機技術含量較高，成本低，可移植性強，并可實現聯網控制。
標簽： Linux ARM 橫機 控制系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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噴油泵是柴油機燃油噴射系統(tǒng)中燃油的控制、供給單元，其性能的好壞直接決定著柴油機的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質量等。準確測試噴油泵的各種技術參數對提高柴油機的各項技術性能具有十分重要的意義。嵌入式系統(tǒng)技術已經成為了最熱門的技術之一。基于ARM的嵌入式技術己經成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。ARM公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強等諸多優(yōu)異性能，應用越來越廣泛。uCLinux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來的一種操作系統(tǒng)，它是專為無MMU的微控制器開發(fā)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它支持眾多嵌入式處理器類型，具有完善的各類驅動支持。 本文從噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)總體結構入手，在詳細分析了系統(tǒng)所要檢測和控制的參數的基礎上，設計出噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)總體架構。噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)由兩個模塊組成：以80C196KB單片機為中心的噴油泵控制及數據采集系統(tǒng)，以S3C44BOX為中心的上位機監(jiān)控及管理系統(tǒng)。下位機通過RS232串口接收上位機的命令并執(zhí)行噴油泵試驗臺的電機轉速控制、燃油溫度控制、噴油次數計數、提前角監(jiān)控及燃油壓力顯示。上位機是整個試驗臺控制系統(tǒng)的管理者，主要完成給下位機發(fā)送特定的操作命令，完成實驗數據的顯示、收集和存儲，它有友好的中文顯示界面，可以完成簡單的數據管理操作。 文中詳細闡述了上位機的操作系統(tǒng)uCLinux的特點和移植過程。同樣對上位機的界面設計及運行環(huán)境MiniGUI進行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后，對噴油泵控制系統(tǒng)采用模糊控制算法進行優(yōu)化設計。詳細描述了模糊控制器設計所包含的三個主要部分：清晰量的模糊化接口、模糊控制規(guī)則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過試驗證實，本文設計的噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)技術路線正確合理。相信該可靠實用的控制系統(tǒng)配合噴油泵試驗臺使用將具有良好的市場潛力。
上傳時間： 2013-06-04
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本文介紹了一種基于AT89S52單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的工作原理、硬件電路以及軟件設計。詳細論述了數字PID控
上傳時間： 2013-06-26
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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、提高裝配質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據，時間可縮短至幾十納秒。通過ARM處理器和FPGA技術的有機結合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設計靈活、以太網通信、大容量存儲、高速數據輸山、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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雕刻機的數控系統(tǒng)是三維雕刻機的控制核心，其控制系統(tǒng)的性能直接關系著三維雕刻機的加工質量和加工效率，對雕刻機的性價比有著重要的影響。本論文在對三維雕刻機系統(tǒng)的結構和功能進行分析的基礎上，提出了一個以．ARM微處理器和CPLD器件構建硬件平臺、基于μC/OS-Ⅱ為嵌入式控制系統(tǒng)的解決方案，充分利用ARM微處理器的高速運算能力與CPLD的高速并行運算能力，大大減少了系統(tǒng)的外圍接口器件，有效的降低系統(tǒng)成本。 此方案中選用Philips公司的基于ARM7內核的LPC2214處理器作為主控芯片。對于系統(tǒng)的輸入/輸出的邏輯控制通過CPLD來實現，該芯片選用Atlera公司的EPM7128SLC84，作為處理器的外圍器件。同時對整個系統(tǒng)的硬件開發(fā)作了詳細說明：電源、SRAM、FLASH等芯片選型及設計；液晶顯示模塊及鍵盤的應用設計；電機的輸入輸出電路設計等。 軟件部分包括Boot Loader、RTOS、應用程序的設計等。其中，Rot Loader支持系統(tǒng)Boot、程序下載到RAM中執(zhí)行和燒寫到Flash存儲器等功能；RTOS包括操作系統(tǒng)的移植、任務管理、任務間的通信等，應用程序的設計包括設備驅動程序、液晶顯示、鍵盤操作、電機控制等。同時用VB6.0開發(fā)了PC機下載控制界面，并對液晶模塊和電機進行調試。
標簽： ARM 雕刻機 控制系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-06
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隨著變頻調速技術的快速發(fā)展，基于變頻調速的恒壓供水系統(tǒng)越來越多的應用到了小區(qū)供水中。與恒速供水系統(tǒng)相比，變頻調速恒壓供水系統(tǒng)取得了較好的節(jié)能效果，但是由于其壓力設定值一般是按系統(tǒng)最大能量需求時設定的，并且該設定值一旦設定后不能依據系統(tǒng)的能量需求自動做實時調整，使系統(tǒng)在大部分時間內供給的能量大于需求的能量。因此，該供水方式并沒有把變頻調速的節(jié)能潛力全部發(fā)揮出來。本文針對變頻調速恒壓供水系統(tǒng)這一不足，提出了變頻調速實時恒壓供水方式，它能依據系統(tǒng)的能量需求實時的調整壓力設定值，能更好的發(fā)揮變頻調速的節(jié)能潛力。 本文首先依據泵理論和水動力學對供水系統(tǒng)進行了深入的分析和研究，詳細探討了供水系統(tǒng)的節(jié)能原理，從而為后續(xù)章節(jié)中控制策略的選擇奠定了基礎。 然后針對供水系統(tǒng)的精確數學模型難以建立的問題，本文采用了專家系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)能依據用戶能量需求的不同，實時給出泵出口的壓力設定值；在此基礎上通過模糊-PID控制使供水系統(tǒng)迅速進入穩(wěn)定狀態(tài)，同時使系統(tǒng)具有快速性、穩(wěn)定性和良好的魯棒性。通過MATLAB仿真工具對整個控制系統(tǒng)進行了仿真，仿真結果表明該控制系統(tǒng)與常規(guī)PID控制相比具有更好的控制品質。 最后以ARM7LPC-2129為硬件基礎，實現了以上各個部分的功能。另外還采用VB開發(fā)了上位機監(jiān)控界面；開發(fā)了基于ARM的CAN接口，為供水系統(tǒng)的網絡化提供技術支持；使用ARM7LPC-2129的通用輸入輸出口，實現了供水系統(tǒng)中電機的組合運行或單機啟停控制；泵運行狀態(tài)和火災顯示等輔助功能的實現。
標簽： ARM 嵌入式 智能控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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軟開關技術是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關鍵技術，已成為現代電力電子技術研究的熱點之一。微處理器的出現促進了電力電子變換器的控制技術從傳統(tǒng)的模擬控制轉向數字控制，數字控制技術可使控制電路大為簡化，并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器，其反饋控制采用數字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理，推導了變換器各種狀態(tài)時的參數計算方程；設計了以ARW芯片LPC2210為核心的數字化反饋控制系統(tǒng)，通過軟件設計實現了PWM移相控制信號的輸出；運用Pspice9.2軟件成功地對變換器進行了仿真，分析了各參數對變換器性能的影響，并得出了變換器的優(yōu)化設計參數；最后研制出基于該新型拓撲和數字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關電源，給出了其主電路、控制電路、驅動電路、保護電路及高頻變壓器等的設計過程，并在實驗樣機上測量出了實際運行時的波形。 理論分析與實驗結果表明：該變換器拓撲能實現超前橋臂的零電壓開關，滯后橋臂的零電流開關；采用ARM微控制器進行數字控制，較傳統(tǒng)的純模擬控制實時反應速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡單、設計更靈活等，為實現智能化數字電源創(chuàng)造了基礎，具有廣泛的應用前景和巨大的經濟價值。
上傳時間： 2013-08-03
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視頻監(jiān)控一直是人們關注的應用技術熱點之一，它以其直觀、方便、信息內容豐富而被廣泛用于在電視臺、銀行、商場等場合。在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，經常需要對多路視頻信號進行實時監(jiān)控，如果每一路視頻信號都占用一個監(jiān)視器屏幕，則會大大增加系統(tǒng)成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號合成一路在監(jiān)視器顯示，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 傳統(tǒng)的基于分立數字邏輯電路甚至DSP芯片設計的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此，本文介紹了一種基于FPGA技術的視頻圖像畫面分割器的設計與實現。 本文對視頻圖像畫面分割技術進行了分析，完成了基于ITU-RBT.656視頻數據格式的畫面分割方法設計；系統(tǒng)采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器，設計了視頻圖像畫面分割器的硬件電路，該電路在FPGA中，將數字電路集成在一起，電路結構簡潔，具有較好的穩(wěn)定性和靈活性；在硬件電路平臺基礎上，以四路視頻圖像分割為例，完成了I2C總線接口模塊，異步FIFO模塊，有效視頻圖像數據提取模塊，圖像存儲控制模塊和圖像合成模塊的設計，首先，由攝像頭采集四路模擬視頻信號，經視頻解碼芯片轉換為數字視頻圖像信號后送入異步FIFO緩沖。然后，根據畫面分割需要進行視頻圖像數據抽取，并將抽取的視頻圖像數據按照一定的規(guī)則存儲到圖像存儲器。最后，按照數字視頻圖像的數據格式，將四路視頻圖像合成一路編碼輸出，實現了四路視頻圖像分割的功能。從而驗證了電路設計和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實現多路視頻圖像的采集、存儲和合成等邏輯控制功能，I2C總線對兩片視頻解碼器進行動態(tài)配置等方法，實現四路視頻圖像的輪流采集、存儲和圖像的合成，提高了系統(tǒng)集成度，并可根據系統(tǒng)需要修改設計和進一步擴展功能，同時提高了系統(tǒng)的靈活性。
上傳時間： 2013-04-24
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