運動控制系統是機器人控制系統的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術應用于機器人運動控制系統,使控制系統更加開放、更加模塊化,同時ARM芯片的高速大容量的數據處理能力以及CPLD的高集成度,可編程性,能夠逾越以往控制系統中實時、高速、高精度的技術瓶頸. 嵌入式技術是當今最熱門的技術之一,由于簡潔、高效等優點,使得其廣泛應用在各個領域;所謂嵌入式系統就是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成,用于實現對其它設備的控制、監視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機器人控制器的設計過程。文章首先介紹了機器人本體規劃、嵌入式系統和嵌入式微處理器S3C44B0X的結構特點;接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設計,包括硬件設計和CPLD軟件設計。其中控制器硬件平臺擴展了外部存儲器、串行口,通過輸出PWM信號進入驅動電路模塊,從而實現控制機器人運動的目的。在CPLD設計過程中,引入JTAG調試接口,方便系統程序的下載和調試,通過自上而下、分塊設計的思想給出了QUARTUSⅡ設計環境下的軟件代碼。本系統利用不同任務間的切換來實現通信過程,而不再采用無操作系統的工程文件的形式,這樣不但有利于項目的調試,也有利于對其它接口的擴展。最后對該控制器進行了測試和分析。
上傳時間: 2013-07-19
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隨著電網中非線性負載的迅速增加,電能質量日趨惡化,這不僅嚴重影響電網安全高效的運行,而且對經典的電力測量理論、方法和儀表的設計都提出了新的挑戰。電力檢測系統的發展和應用,對電力系統的安全運行有重要意義,并且具有明顯的經濟效益和社會效益。 本文講述了諧波測量的基本理論,著重對傅里葉變換進行說明,使用PSIM軟件對諧波信號進行仿真,并給出仿真結果。以電力監控領域現階段的技術為參考,提出并研制了一種基于ARM和DSP的嵌入式平臺的電力監控系統。該系統為了能滿足實時諧波分析算法運算量大的要求,它采用模塊化設計,核心CPU按數據處理和控制兩種功能分別采用美國TI公司生產的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T內核的16/32位S3C2410A微處理器,兩個核心芯片各自在不同的電路板上獨立運行,充分發揮DSP芯片的數字信號處理優勢和ARM的控制功能,以實現系統中的復雜軟件算法,運算速度也能得以提高。 系統硬件設計包括DSP數據采集模塊、實時時鐘電路和ARM的時鐘電路、存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、通信模塊接口電路、LCD顯示等電路的設計。 系統軟件設計主要包括操作系統的移植以及應用程序的設計,應用程序設計由ARM主控程序設計、網絡通訊程序、ARM與DSP通訊程序設計以及DSP數據處理程序設計組成。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著人們安防意識的增強,視頻監控系統應用越來廣泛,許多公共場所,如學校、工廠、政府、銀行都設有視頻監控系統。網絡技術、圖像處理技術及嵌入式技術的快速發展,使得視頻監控系統技術有了很大的進步,功能也越來越豐富,單純的視頻畫面的監控已經不能滿足人們的要求。兼容豐富的通信協議、強大的系統控制管理功能和智能化的監測能力的視頻監控系統就成了當今視頻監控系統的研究開發的熱點。 現在流行的視頻監控的構架大致分為兩類,一種基于數字信號處理器,一種基于通用微處理器。數字信號處理器擅長復雜的計算、音視頻處理,而通用微處理器適用于系統控制、管理。兩種方案可以滿足簡單的視頻監控的要求,各自功能也相對單一。如果把兩種方案結合在一起,必定可以達到易于擴展多種功能的滿意的效果。 本文分析了現有的數字視頻監控系統的幾種方案,為了滿足視頻監控系統功能越來越豐富全面的要求,設計了一款基于ARM和DSP的雙處理器的視頻監控平臺,該平臺易于進行功能的擴展和升級。系統采用三星公司的S3C2410 ARM9處理器和TI公司的TMS320DM642數字信號處理器,ARM負責視頻的傳輸和外圍控制,DSP負責視頻的采集和壓縮。本文主要著眼于平臺的軟件方面。硬件電路方面,主要介紹了視頻采集電路和ARM與DSP的通信電路。軟件方面,搭建了ARM嵌入式Linux操作系統平臺,開發了主機口(HPI)驅動程序,以及基于實時傳輸協議RTP的服務器端和客戶端程序。DSP部分,基于DSP/BIOS實時操作系統和RF5參考框架,開發了多任務的上層應用程序。移植并優化了MPEG-4編碼器,依據DSP/BIOS的類/微驅動開發模型,開發了SAA7111視頻編碼器的驅動程序。 經過實驗測試,ARM端搭建的嵌入式Linux軟件平臺運行良好。DSP端視頻采集效率基本達到了25幀/秒的采集要求,經過優化的MPEG-4編碼器對CIF格式的圖像的壓縮編碼率為13幀/秒,視頻服務器可滿足視頻傳輸的實時性需要。該設計的基于ARM和DSP雙處理器架構視頻監控平臺在視頻監控領域將會有很好的應用前景。關鍵詞:視頻監控;嵌入式系統;Linux;驅動程序;視頻壓縮
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術、網絡技術和微電子技術的深入發展,嵌入式系統在各個領域中得到廣泛應用。以ARM和以FPGA為核心的嵌入式系統是當前嵌入式研究的熱點,而相關研究的開展需要功能強大的開發平臺支持,因此基于ARM和FPGA的開發平臺設計研究具有重要意義。 本文分別設計了一款基于PXA270的ARM開發平臺和一款基于Virtex5的FPGA開發平臺,主要針對電源管理、接口設計、板級時序等關鍵技術進行了研究。在此基礎上利用PADS Logic設計工具完成了系統原理圖設計,并借助Hyperlynx SI仿真工具,對PCB的板級設計問題進行了分析,實現了平臺PCB的可靠設計。最后對平臺各模塊進行了調試,通過在平臺上運行操作系統并加載可執行程序的方法驗證了平臺整體功能。 本文的特色體現在以下三個方面: (1)結合PXA270處理器內部的電源管理單元和MAX1586A集成電源管理芯片,實現了PXA270開發平臺的動態電源管理,有效降低了平臺功耗; (2)平臺實現了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和擴展VGA、PCMCIA/CF等多種接口,具有良好的開發靈活性和通用性; (3)對開發平臺PCB板級走線中可能出現的反射、串擾、時序沖突等問題進行評估,給出了布線約束方案,使系統可靠性得到有效提高。
上傳時間: 2013-07-06
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嵌入式系統廣泛應用于各種智能控制器中,目前國外高端繡花機控制器主要采用高性能嵌入式微處理器,而國內繡花機控制器仍以單片機為主,存在繡花色澤單調,數據處理能力欠佳,缺乏圖形控制界面等不足。本文在分析了繡花機的結構和功能的基礎上,研制了基于Linux-2.6的嵌入式繡花機控制器,論文的主要工作和成果如下: (1)設計并實現了基于嵌入式微處理器的繡花機控制器開發平臺,建立宿主機開發環境,制作了針對Linux-2.6的交叉編譯器,實現了宿主機和目標機之間的數據傳輸,設計了基于雙口RAM的雙處理器通信接口。 (2)深入研究了嵌入式系統的引導裝載程序vivi、Linux-2.6內核和根文件系統,成功移植了基于S3C2410硬件平臺的vivi、嵌入式Linux-2.6操作系統和cramfs根文件系統,系統運行穩定可靠。 (3)對Linux-2.6內核設備驅動程序進行了分析和研究,在設備驅動程序開發原理的基礎上,設計了基于Linux-2.6內核的IIC鍵盤驅動程序和雙處理器通信接口驅動程序。 (4)深入分析了三種主流繡花機花樣文件存儲格式和解碼方法,采用MiniGUI圖形系統,設計實現了繡花機控制器的圖形控制界面。
上傳時間: 2013-07-01
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本文介紹了嵌入式圖形用戶界面(GUI)的特點、發展概況以及嵌入式圖形用戶界的實現方法。針對開發自主、輕型、占用資源少可配置的GUI系統,提出了輕量級GUI系統的設計實現,分析了該系統的體系結構
上傳時間: 2013-06-07
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針對現場總線的應用,提出了以控制器MCP2515作為CAN總線硬件擴展接口的以太網/CAN總線嵌入式網關解決方案。這種方案可實現以太網和CAN總線的數據交互,同時給出了嵌入式Linux下CAN
上傳時間: 2013-07-24
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本文結合無位置傳感器永磁無刷直流電動機控制系統的開發,以Microchip 公司的PIC18F452 單片機為主控器件,采用嵌入式實時操作系統μC/OS-II 作為軟件開發平臺,詳細討論了嵌入
上傳時間: 2013-04-24
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針對嵌入式Linux 系統中幾種常見的GUI(Graphic User Interface) 系統, 討論嵌入式GUI 實現的底層支持方式;詳細分析Microwindows、MiniGUI、Qt/Em
上傳時間: 2013-07-24
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隨著電子技術的快速發展,嵌入式系統已經成為熱點。嵌入式系統大量應用在自動控制、工業設備和家用電器當中。當前應用的產品常以嵌入式處理器的形式出現,常用的如PDA、交換機、路由器等。嵌入式的廣泛應用大大提高了人們的生活水平。位置敏感探測器(Position Sensible Detector)是一種基于半導體PN結橫向光電效應的光電器件。它具有分辨率高、響應速度快、信號處理電路相對簡單等優點。我們經常將PSD應用在與位置、距離、位移、角度的微小測量有關的場合。本文選用了一維PSD作為系統的探測器,結合嵌入式技術,將PSD應用于微小位移測量,實現了對微小位移的檢測。 本研究以PSD、ARM、PC機為核心完成了對位移測量系統的設計。以PSD為核心實現了對信號的轉換,利用PSD結合光學三角測量法將位移信號轉換成電壓信號,然后對電壓信號進行放大、濾波等處理之后交由A/D器件進行模數轉換。以ARM為核心,主要實現了對數據的處理,存儲和通信等功能。將取得的數字量信號通過特定的軟件程序編程得到位移信號。以PC機為核心,利用VB6.0實現了對實驗數據的顯示。PC根據得到的值與設定值進行比較,根據這個差值我們可以對系統進行進一步的完善。分析了位移傳感器技術、微處理器ARM和嵌入式操作系統的特點、優勢和國內外的研究現狀;而后介紹了微小位移測量系統的總體功能、系統的總體硬件框架;敘述了位置敏感探測器PSD的原理和結構,介紹了將PSD應用于位移測量的設計過程;在ARM最小系統的硬件平臺下,結合PSD實現了整個系統的硬件設計;軟件設計上,以uClinux操作系統作為軟件平臺,利用內核裁剪技術,移植了BOOTLOADER,設計了Linux驅動程序和應用程序;最后在系統進行調試的時候,對系統進行了必要的改進,主要是設計了相應的非線性補償電路,利用MATLAB對實驗數據進行了擬合與分析。通過實驗數據表明,基于ARM和PSD的微小位移測量系統具有精度高,響應速度快,并且成本低等優點。
上傳時間: 2013-04-24
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