當今繡花機市場蓬勃發(fā)展,繡花機控制系統(tǒng)作為繡花機最核心的部分,是提高性能和降低成本的關(guān)鍵。本文結(jié)合浙江虎王科技有限公司與浙江大學的合作項目“繡花機控制系統(tǒng)”,設(shè)計出一套基于ARM的技術(shù)先進、功能精簡、高性價比的繡花機控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,先根據(jù)市場需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構(gòu)建了總體架構(gòu),選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺,然后采用先進的設(shè)計方法對繡花機控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設(shè)計。 第一章介紹了繡花機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀,論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點和發(fā)展,闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應用現(xiàn)狀,提出了論文的主要研究內(nèi)容,最后給出了論文的總體結(jié)構(gòu)。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,選擇了軟硬件協(xié)同設(shè)計法為本系統(tǒng)的設(shè)計方法,論述了EDA技術(shù)的工作范圍和設(shè)計步驟,詳細討論了軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法和面向?qū)ο笤O(shè)計方法的原理,最后給出了繡花機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。 第三章根據(jù)市場需求劃分了繡花機控制系統(tǒng)的功能模塊,構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu),并分析了每個模塊的具體功能;根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機控制系統(tǒng)的上位機和下位機CPU芯片、操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構(gòu),在選好的CPU芯片的基礎(chǔ).卜確定了繡花機控制系統(tǒng)的硬件框架,詳細設(shè)計了電源電路、復位電路、存儲器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機電接口電路。 第五章按照上位機和下位機的層次構(gòu)建了繡花機控制系統(tǒng)的軟件框架,設(shè)計了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅(qū)動模塊、花樣存儲與管理模塊、串口通信模塊、機電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結(jié)全文的主要研究內(nèi)容,歸納了本文的主要研究成果,并對今后的研究工作作了展望。
標簽: ARM 繡花機 嵌入式控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展,我們的日常生活中出現(xiàn)了各種各樣功能強大的顯示系統(tǒng)。本文主要以液晶顯示技術(shù)的基本原理為理論基礎(chǔ),探討并比較了單片機和ARM微處理器作為液晶顯示控制系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點,并設(shè)計和完成了~套基于ARM微處理器的液晶顯示控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)以Samsung公司的ARM微處理器芯片S3C4510B為CPU,根據(jù)ARM微處理器的特點,本文系統(tǒng)地分析了電源及復位電路、晶振電路、Flash 存儲器接口電路、SDRAM存儲器接口電路、串行接口電路、JTAG接口電路以及10M/100M以太網(wǎng)接口電路的設(shè)計方法。同時,重點描述了液晶顯示模塊電路和鍵盤控制電路的設(shè)計與實現(xiàn)。在各個部分硬件電路的調(diào)試成功過后,介紹了Bootloader的下載以及uClinux操作系統(tǒng)的下載和編譯。在液晶顯示控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分,本文重點分析了在uClinux操作系統(tǒng)下進行的用戶程序的開發(fā)。根據(jù)液晶顯示模塊的特點和對鍵盤控制電路的I/O口配置,對整個顯示控制系統(tǒng)的程序設(shè)計作出了一定的分析。最終通過對系統(tǒng)的調(diào)試,實現(xiàn)了ARM微處理器系統(tǒng)對LCD液晶顯示器的顯示控制。
上傳時間: 2013-04-24
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Internet現(xiàn)已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合代表著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的真正未來。隨著IPv6的應用,設(shè)備都可能獲得一個全球唯一的IP地址,通過IP地址和互聯(lián)網(wǎng)相連成為一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此隨著電子技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展使的家用電子電器產(chǎn)品步向智能化網(wǎng)絡(luò)化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術(shù)與控制技術(shù)當前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術(shù)與電力載波通信協(xié)議X-10技術(shù)結(jié)合起來來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng),著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網(wǎng)關(guān)軟硬件設(shè)計。智能家居網(wǎng)關(guān)是一個嵌入式WEB服務(wù)器,用戶通過登陸智能家居網(wǎng)關(guān)進而實現(xiàn)對智能家居網(wǎng)關(guān)的遠程控制操作,智能家居網(wǎng)關(guān)將接收到的用戶命令進行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令,實現(xiàn)對家庭設(shè)備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術(shù);然后給出具體基于ARM平臺的硬件電路設(shè)計,本文在以LPC2210為處理器實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計中,給出詳細設(shè)計步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲電路、網(wǎng)口電路、及X-10電力載波電路等等;其次ARM平臺軟件實現(xiàn)是本文的一個重點。本文主要分三步來實現(xiàn):第一步實現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實現(xiàn)WEB服務(wù)器的組建以及應用軟件設(shè)計。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺之后,進入調(diào)試結(jié)果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運行后本人使用本地示波器觀看波形,然后通過對波形的解析與X-10指令的對照來驗證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性,進而實現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標簽: ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-04
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軟開關(guān)技術(shù)是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),已成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究的熱點之一。微處理器的出現(xiàn)促進了電力電子變換器的控制技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制,數(shù)字控制技術(shù)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(shù)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(shù)計算方程;設(shè)計了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng),通過軟件設(shè)計實現(xiàn)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(shù)對變換器性能的影響,并得出了變換器的優(yōu)化設(shè)計參數(shù);最后研制出基于該新型拓撲和數(shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關(guān)電源,給出了其主電路、控制電路、驅(qū)動電路、保護電路及高頻變壓器等的設(shè)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(jié)果表明:該變換器拓撲能實現(xiàn)超前橋臂的零電壓開關(guān),滯后橋臂的零電流開關(guān);采用ARM微控制器進行數(shù)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(shè)計更靈活等,為實現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎(chǔ),具有廣泛的應用前景和巨大的經(jīng)濟價值。
上傳時間: 2013-08-03
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本 文針對園林花木苗圃廠的澆水灌溉供水系統(tǒng)存在著用水量較大和自動控制水平較低等問題,應用可編程控制器實現(xiàn)對灌溉供水系統(tǒng)的自動監(jiān)控;采用變頻技術(shù),利用水壓自動調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)節(jié)約水電;從而達到了灌溉供
上傳時間: 2013-05-27
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大圓機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領(lǐng)域,比較復雜的典型機電一體化產(chǎn)品。近幾年來,伴隨著我國針織行業(yè)的快速發(fā)展,大圓機的需求日益加大,傳統(tǒng)的基于MCU面板控制和采用薄膜按鍵方式的大圓機控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足需求。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,嵌入式技術(shù)以其高集成度和高穩(wěn)定性、高性價比在工控領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。 近幾年,隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,對人機界面的要求越來越高,友好的圖形人機界面為嵌入式系統(tǒng)的人機交互提供了豐富的圖形圖像信息。uC/GUI是一款不僅可以實現(xiàn)快速開發(fā),而且能夠提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI軟件。用戶可以使用它方便地定制出自己的圖形用戶界面,完成各種應用程序的開發(fā)。因此已經(jīng)被越來越多的領(lǐng)域所采用。 本文在對大圓機系統(tǒng)的功能和控制要求進行分析的基礎(chǔ)上,提出了一個以ARM微處理器和CPLD器件為中心構(gòu)建硬件平臺、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圓機控制系統(tǒng)解決方案。 此方案中的硬件平臺由主CPU核心應用系統(tǒng)電路、人機交互接口電路、協(xié)處理器CPLD模塊電路等部分組成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7內(nèi)核的S3C44BOX處理器,人機交互接口電路采用觸摸屏和LCD液晶顯示器,為了解決閉環(huán)控制的問題,采用了CPLD作為協(xié)處理器,進行外圍擴展構(gòu)成控制電路,軟件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、設(shè)備驅(qū)動程序、人機界面和主控制應用程序等。其中Boot Loader支持系統(tǒng)啟動,程序下載到RAM執(zhí)行和燒寫到Flash存儲器等功能,而人機界面和主控制應用程序則基于設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了對于大圓機系統(tǒng)的控制。 與傳統(tǒng)的基于MCU或工控機的大圓機控制系統(tǒng)相比,基于此設(shè)計方案實現(xiàn)的控制系統(tǒng)具有低成本、高集成度和高性能等特點,具有較大的實用價值和廣闊的應用前景。
標簽: CPLD ARM 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-13
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本文首先從數(shù)控系統(tǒng)的組成與特點進行詳細分析,然后對運動控制卡在整個系統(tǒng)中承擔功能進行了分析。根據(jù)數(shù)字型號處理器件的快速運算能力和現(xiàn)場可編程門陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進行總體設(shè)計的規(guī)劃。 本文重點詳細闡述了四軸運動控制卡硬件電路的設(shè)計。通過對現(xiàn)有部分PC總線的介紹與比較,設(shè)計選擇了PCI總線作為上位PC與運動控制卡的通信總線,并且選擇PCI9052芯片來設(shè)計PCI接口模塊;基于DSP器件的特點,設(shè)計選擇了TMS320LF2407芯片為核心,進行運算控制單元的設(shè)計,同時對其主要內(nèi)部資源進行了分配。最后,根據(jù)硬件的原理圖,完成了具體電路板的制作。 對軟件設(shè)計,文章主要對插補算法在DSP上的實現(xiàn)作了一些探討。介紹了兩種加速模式:梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點比較法直線和圓弧插補算法以及數(shù)字積分插補原理也進行了分析。最終,提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補算法等的程序設(shè)計框架,并進行了具體程序設(shè)計。
上傳時間: 2013-05-31
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該課題通過對開放式數(shù)控技術(shù)的全面調(diào)研和對運動控制技術(shù)的深入研究,并針對國內(nèi)運動控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀,結(jié)合激光雕刻領(lǐng)域的具體需要,緊跟當前運動控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢,吸收了世界開放式數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運動控制技術(shù)的最新成果,采納了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡.該論文主要內(nèi)容如下:首先,通過對制造業(yè)、開放式數(shù)控系統(tǒng)、運動控制卡等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研,基于對運動系統(tǒng)控制技術(shù)的深入學習,在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎(chǔ)上,確定了基于DSP和FPGA的運動控制設(shè)計方案,并規(guī)劃了板卡的總體結(jié)構(gòu).其次,針對運動控制中的一些具體問題,如高速、高精度、運動平穩(wěn)性、實時控制以及多軸聯(lián)動等,在FPGA上設(shè)計了功能相互獨立的四軸運動控制電路,仔細規(guī)劃并定義了各個寄存器的具體功能,設(shè)計了功能完善的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數(shù)器電路等,完全實現(xiàn)了S-曲線升降速運動、自動降速點運動、A/B相編碼器倍頻計數(shù)電路等特殊功能.再次,介紹了DSP在運動控制中的作用,合理規(guī)劃了DSP指令的形成過程,并對DSP軟件的具體實現(xiàn)進行了框架性的設(shè)計.然后,根據(jù)光電隔離原理設(shè)計了數(shù)字輸入/輸出電路;結(jié)合DAC原理設(shè)計了四路模擬輸出電路;實現(xiàn)了PCI接口電路的設(shè)計;并針對常見的干擾現(xiàn)象,提出了有效的抗干擾措施.最后,利用運動控制卡強大的運動控制功能,并針對激光雕刻行業(yè)進行大幅圖形掃描時需要實時處理大量的圖形數(shù)據(jù)的特別需要,在板卡第四軸完全實現(xiàn)了激光控制功能,并基于FPGA內(nèi)部的16KBit塊RAM,開辟了大量數(shù)據(jù)區(qū)以便進行大幅圖形的實時處理.
上傳時間: 2013-06-09
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本論文對DSP和FPGA在交流伺服電機控制系統(tǒng)中的應用進行了詳細的設(shè)計,并完成了系統(tǒng)的規(guī)劃。論文完成的設(shè)計任務(wù)主要有:1、根據(jù)系統(tǒng)要求,詳細分析了運動控制系統(tǒng),給出了運動控制系統(tǒng)的總體設(shè)計,提出了一套對已有外圍設(shè)備適用的設(shè)計方案。2、根據(jù)實際情況,提出了簡單易于實現(xiàn)、實時性好的軌跡插補算法,并給出了插補算法的軟件設(shè)計,并在DSP中得以實現(xiàn)。3、使用匯編語言進行軟件設(shè)計,完成了運動控制卡中由DSP完成的運動控制任務(wù),即在插補計算的同時完成加減速控制和三軸聯(lián)動的協(xié)調(diào)控制,以及其后的脈沖分配數(shù)的計算。4、根據(jù)系統(tǒng)運動要求,使用FPGA芯片設(shè)計了可連續(xù)發(fā)送均勻分布脈沖的脈沖分配器,實現(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)發(fā)送運動控制指令。并給出了VHDL在FPGA中的軟件實現(xiàn)。
上傳時間: 2013-04-24
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數(shù)字圖像的壓縮是解決圖像數(shù)據(jù)量大、存儲和傳輸困難的基本措施。圖像壓縮的方法很多,一般可分為有損壓縮和無損壓縮兩大類。有損壓縮允許一定程度的信息丟失,在滿足實際應用的條件下能夠取得較高的壓縮比;無損壓縮不允許信息丟失,但是壓縮比難以提高。在醫(yī)學圖像、遙感圖像等應用領(lǐng)域,對于圖像的壓縮比和失真度都有著較高要求,因此需要采用近無損壓縮的方法。近無損壓縮是有損壓縮和無損壓縮的一個折衷,允許一定的失真,能夠獲得高保真還原圖像的同時,得到比無損壓縮更高的壓縮比。 JPEG-LS是連續(xù)色調(diào)靜止圖像無損和近無損壓縮的國際標準,算法復雜度低,壓縮性能優(yōu)越,但是JPEG-LS對不同圖像壓縮時壓縮比不可控制。本文在研究JPEG-LS近無損圖像壓縮算法的基礎(chǔ)上,針對具體應用背景,提出了一種基于塊的近無損壓縮方法。進一步利用圖像局部紋理特性分析,對不同特性的區(qū)域容忍不同的信息丟失程度,實現(xiàn)了對圖像壓縮的碼率控制。針對某工程應用中的具體要求,我們以FPGA為平臺,采用Verilog HDL語言對改進算法進行了硬件實現(xiàn)。 實驗結(jié)果證明,這種基于塊的具有碼率控制的近無損圖像壓縮算法,在實現(xiàn)較為精確的碼率控制的同時,能夠獲得較高的還原圖像質(zhì)量,而且硬件實現(xiàn)復雜度低,能夠滿足對圖像的實時壓縮要求。
上傳時間: 2013-06-18
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