在電力現代化建設中,提高發電機發電效率是其中重要的一環,氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發電設備,作為冷卻劑,它可以有效地提高其發電效率,但它又是一種易燃易爆氣體,所以使氫氣參數處于正常范圍,保證發電機高效、安全正常工作就變得至關重要,因此對氫氣參數進行實時監測有著重要的意義。 本論文研究和開發了基于ARM和CPLD的氫氣參數監測系統,首先簡要的分析了氫冷發電機系統對氫氣參數進行監測的必要性以及當前電力系統氫氣參數監控系統的發展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業務SMS、工控總線Modbus通信協議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現發電機系統多氫氣參數的現場實時監測系統的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統的核心。采用高精度的16位AD轉換芯片,并使用兩種濾波算法的結合對信號進行數字濾波,滿足系統對氫氣參數采集精度的要求。同時系統結合CPLD技術,用于解決系統內微控器I/O口不足以及SD卡驅動的問題,本論文采用一片CPLD擴展I/O口,每一個擴展的I/O口都分配固定的地址,ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數碼卡,是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備,具有低成本,大容量的特點,系統的歷史數據存儲使用了SD卡作為存儲介質,系統并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡,而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅動SD卡,在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協議,外部總線接口,SRAM的讀寫時序等,這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度,增強微處理器程序的移植性,又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數據傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業務遠傳現場數據,設計了GSM模塊的軟件硬件,實現了報警等數據的無線傳輸,系統的有線傳輸采用了基于Modbus通信協議的RS485總線通信方式,采用這兩種通信方式使系統的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間: 2013-05-26
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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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隨著社會經濟的發展,人們防火、防盜意識的提高,人們對遠程現場狀況的了解提出了更高的需求。如何有效解決由于各監控點分布范圍散、數量多、距離遠,甚至地處偏僻,有效管理多個監控點等難題,僅依靠架設光纜、鋪設電纜難度大、且不切合實際(并且即使架設了通訊線路其速度慢、運營成本也高)。本文在分析研究了當前國內、外視頻監控系統研究現狀,并結合嵌入式系統、嵌入式處理器ARM、GPRS等相關領域的研究進展的基礎上,提出了一套基于ARM和GPRS的遠程監空系統。它是利用GPRS網絡覆蓋范圍廣、傳輸特性好與嵌入式系統低功耗方便實用相結合的系統解決方案。系統通過溫度傳感器的檢測信息,實現溫度異常監測,并將采集的圖像信息數據發送到數據監控中心。 本系統硬件系統主要了采用三星公司的ARM920T S3C2410芯片作為系統處理器、USB攝像頭和DSl8B20溫度傳感器。S3C241O處理器通過外部溫度傳感器采集的溫度數據,并與最近采集的溫度數據比較、判斷,發出圖像采集命令,最后將溫度和圖像數據通過其串口利用GPRSDTU將數據通過無線網絡傳送到有靜態IP地址或域名的遠程監控中心服務器。監控中心接受各個監控終端的數據,并實現對終端的集中管理。 本課題軟件方面分為系統軟件和應用軟件開發兩方面。系統軟件方面主要是ARM的BootLoader和嵌入式Linux的分析及移植;應用軟件方面包含終端ARM平臺嵌入式溫度采集和視頻采集軟件設計,數據發送程序,監控中心程序設計三個部分。
上傳時間: 2013-04-24
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增強現實是一種將虛擬世界和真實環境相結合的技術。它將計算機繪制的虛擬模型疊加到使用者所看到的真實世界景象中,使用戶可以從虛擬模型中獲得額外的信息,增強了對現實的感知。涉及到的技術有圖像處理、位置跟蹤、三維注冊等。增強現實技術廣泛應用于裝配維修、醫療研究、軍事領域和商業應用。 第一部分,增強現實技術介紹。該部分首先闡述了增強現實的定義,接著介紹了該項技術的國內外發展狀況,以及在工業領域、醫療領域、建筑領域等的應用,最后分析了目前AR系統的缺點和不足,得出了在嵌入式增強現實研究具有重要意義。 第二部分,嵌入式硬件環境的設計。硬件電路由以下幾部分構成:USB控制器用于連接USB攝像頭設備,液晶顯示驅動用于控制顯示屏輸出,外圍電路主要有內存電路、Flash電路、時鐘電路和RS-232電路等。 第三部分,嵌入式軟件方案的設計。首先,選用U-boot1.2.0作為Bootloder,特點是U-boot的網絡功能較強,支持平臺較多。其次,移植Linux2.6.22內核作為系統核心,該版本內核具有實時性強等特點。再次,用busybox1.9.1構建基礎命令環境,并將轉為NandFlash設計的YAFFS文件系統安裝到開發板上。最后,在以上的軟件環境基礎上,開發了基于OV511芯片的USB設備驅動和FrameBuffer顯示驅動程序。 第四部分,開源視覺處理庫OpenCV的移植。該部分介紹了OpenCV的特性,常用的數據結構,在嵌入式Linux下的編譯選項配置,庫依賴文件安裝,底層文件修改,以及如何編譯、安裝OpenCV。 第五部分,基于OpenCV的攝像頭標定程序。該攝像頭標定程序是基于張氏標定算法的開發,本文首先闡述了攝像頭標定算法的核心內容,以及對應的OpenCV實現方案,然后給出了攝像頭標定程序在平臺運行的細節和結果。
上傳時間: 2013-07-06
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X射線衍射儀目前被廣泛應用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學、材料生產等諸多領域。而X射線管是X衍射儀的關鍵部件之一,X射線被激發時會產生兩種譜線:特征譜線和連續譜線。X射線管的工作狀態決定能否產生符合實驗要求的X射線特征譜線和連續譜線,這就要求我們對X射線管的工作狀態進行精確控制。 本文根據X射線管工作狀態和衍射儀相關功能的要求,提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射儀高壓控制系統的設計方案,并在分析和研究的基礎上,實現并驗證了該方案。該系統以ARM為主控制芯片,結合CPLD芯片,完成對X射線管工作狀態的控制和其它相關功能的控制。由于多任務的需要,在ARM的基礎上引入了嵌入式操作系統uCOS-Ⅱ。具體的,本文完成了相應原理圖和印刷電路板的設計。在ARM7芯片LPC2378上,完成了嵌入式操作系統uCOS-II的移植;在uCOS-II操作系統上,通過對ARM芯片編程,實現了對X射線管的工作狀態進行精確控制,以及光閘、水循環等相關功能的控制。 上述系統已通過實際的安裝調試。測試結果表明,該系統能夠滿足設計要求,實現全部的預期功能,可完成對X射線管的工作狀態的精確控制,和衍射儀相關功能的控制。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為了當前信息行業最熱門的焦點之一。ARM以其高性能低功耗的特點成為目前主流的32位嵌入式處理器而在數碼產品中廣泛使用,隨著數碼相機的普及,數碼相框產品得到推廣,數碼相框通過一個液晶的屏幕顯示數碼照片而非紙質照片,數碼相框比普通相框更靈活多變,也給現在日益使用的數碼相片一個新的展示空間。在嵌入式操作系統方面,uC/OS—Ⅱ憑借其小內核、多任務、豐富的系統服務、容易使用以及源碼公開等特點被嵌入式系統開發者廣泛用在各種嵌入式設備開發中。uC/FS嵌入式文件系統由于穩定性,可移植性以及與uC/OS—Ⅱ內核的相兼容被廣泛用在基于uC/OS—Ⅱ的嵌入式系統開發中。NAND Flash存儲器由于其大容量數據存儲、高速存取速度、易于擦除和重寫、功耗小等特點被廣泛應用于便攜式電子設備的數據存儲、嵌入式系統的程序存儲載體中。 本論文的硬件工作平臺是艾科公司研發的數碼相框芯片方案ARK1600,該平臺集成了嵌入式系統設計所需的相關硬件模塊。本論文的主要設計目標是在該平臺上實現NAND Flash存儲設備驅動的系統級方案,即在ARK1600平臺上通過構建uC/OS—Ⅱ操作系統以及uC/FS文件系統來實現NAND Flash設備驅動掛接。本論文是在Windows環境下通過ARM ADS實現代碼的編譯,通過Multi—ICE進行前期調試以及USB—Debug進行后期的系統整合調試。 本論文的主要研究工作具體涉及以下三個的方面:首先研究了ARM相關構架以及uC/OS—Ⅱ操作系統的特點,并在此基礎上移植uC/OS—Ⅱ操作系統到ARK1600平臺,分析ARK1600硬件體系結構的基礎上詳細分析了BootLoader的相關概念,并重點闡述了NAND BootLoader程序設計與實現過程;其次在文件系統方面,本論文成功移植uC/FS嵌入式文件系統到ARK1600平臺,在移植的過程中采用了動態文件緩沖區算法提高了該文件系統的數據傳輸效率;最后重點討論了NAND Flash驅動在ARK1600的實現,主要分析了NAND Flash的數據存儲結構,并從物理層,邏輯層和文件系統接口層三個方面具體分析了NAND Flash驅動程序的實現,并在NAND Flash邏輯層驅動實現時通過采用壞塊處理表算法實現了NAND的磨損均衡問題。
上傳時間: 2013-07-31
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本文首先介紹了主流8位MCU(微控制器)的通用架構,通過比較分析主流國際MCU半導體供應商的MCU產品,結合作者在德國英飛凌公司的項目實踐,分析了英飛凌XC866系列8位MCU的架構特點和功能特性。在此基礎上,介紹了該MCU芯片的系統集成方法,以及組成模塊的架構和功能。 LlN協議是當前廣泛應用的車載局部互連協議,作為英飛凌XC866MCU上很關鍵的一個外圍IP,本論文在介紹了MCU架構基礎上,設計實現了LlN控制器。LIN協議是UART在數據鏈路層上的擴展,其關鍵是LlN協議數據鏈路層的檢測實現。本文給出了一種可靠,高效的協議檢測機制,從而使軟件和硬件更好配合工作完成協議檢測。在完成LlN控制器設計后,本文結合了XC866ADC的架構,介紹了ADC模擬和系統的數字接口概念和實現要點,介紹了如何考慮分析選擇合理的數字接口方案。論文最后以XC866的系統架構為基礎,提出了一種高效的基于FPGA的IP原型驗證平臺方案,并以LlN控制器作為驗證這一平臺的IP,在FPGA上成功的實現了驗證方案。論文同時介紹了從SOC設計向FPGA原型驗證轉換時的處理方法及工程經驗,介紹了MCU及驗證平臺的測試平臺思想,以及基于FPGA原型和邏輯分析儀實時測試的MCU固件代碼覆蓋率測試方法。 目前8位MCU在中低端的應用越來越廣泛,特別是目前發展迅速的汽車電子和消費電子領域。因此對MCU架構的不斷研究和提高,對更多面向應用領域的IP的研究和設計,以及如何更快速的實現芯片驗證將極大的推動MCU在各個領域的應用和推廣,將產生極大的經濟和應用價值。
上傳時間: 2013-07-14
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該文結合"10M/100M以太網交換芯片的設計"課題,介紹了以太網技術發展的概況和IP CORE、SoC的設計方法,闡述了以太網交換原理及關鍵技術,研究了CSMA/CD協議、交換機、VLAN的原理和數據流優先技術及流量控制,在此基礎上完成了10M/100M以太網交換芯片的主要模塊的設計方案和實現框圖.同時結合Philip公司的IC總線的工作原理,給出了10M/100M以太網交換芯片的設計方案中的IC接口模塊的FPGA設計的驗證和仿真,并對仿真結果進行分析比較,驗證了IC接口模塊可以作為一個軟核來使用.
上傳時間: 2013-07-18
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一種基于單片機和SA4828芯片的變頻變壓電源:摘要:介紹了一種三相變頻變壓電源的設計方法。電源采用單片機和SPWM發生器SA4828專用芯片控制,使得控制系統簡單可靠,使用靈活,適用性強,具有
上傳時間: 2013-07-26
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嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟件硬件均可裁剪,能滿足應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。隨著信息技術、計算機技術、網絡技術的發展,嵌入式技術得到了廣闊的發展空間。其中ARM微處理器憑借體積小、功耗低、成本低而性能高等優點,己被成功應用于移動通信、手持設備、多媒體數字消費等諸多嵌入式領域。ARM也逐步成為了嵌入式的代名詞。另外,嵌入式操作系統經過多年的發展目前也已十分豐富,特別是自由免費軟件Linux的出現。Linux憑借源碼開放、內核可裁減、功能豐富、運行穩定等優勢,被移植到了多種不同結構的CPU和硬件平臺上,且得到了大量優秀開發工具軟件的支持。 本論文的目的是建立一個以ARM為基礎的嵌入式linux系統控制平臺.本文詳細介紹了整個系統平臺的研究開發和設計實現過程。論文首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統的特點和當前的發展概況。再闡述了以AT91RM19200為核心的開發平臺的硬件組成,詳細研究了硬件平臺設計過程,平臺的外圍配置包括存儲模塊、串口模塊、 CAN總線模塊、以太網模塊、USB模塊及JTAG調試模塊、實時模塊等多種功能模塊,包括各個功能模塊的芯片選擇和原理圖,還對硬件電路設計的注意事項進行了探討。再以此硬件平臺為基礎,詳細的論述了嵌入式Linux系統開發流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux內核的編譯與裁減、文件系統的制作、驅動程序的編寫等。最后對系統性能進行了測試,通過測試表明平臺達到設計要求,性能穩定。
上傳時間: 2013-04-24
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