嵌入式系統的開發與研究已經成為當前的一個熱點，Linux由于其獨有的優勢成為很多廠家開發嵌入式應用的系統，而ARM作為一種高性能、低成本的嵌入式RISC微處理器，已成為應用最廣泛的嵌入式處理器。而引導裝載程序Bootloader作為嵌入式系統設計的關鍵之一，針對不同嵌入式處理器開發相應的引導裝載程序也變的越來越重要。 本文主要圍繞著嵌入式Linux系統中使用比較廣泛的一種Bootloader即RedBoot的建立展開討論，詳細論述了在嵌入式Linux操作系統開發領域里所做的研究和實踐。 首先由設計完成的RedBoot方案應用在醫療儀器上的測試結果引入，開始介紹了Bootloader系統的概念，分析了目前嵌入式系統中開放源碼的Bootloader，選擇RedBoot作為文中使用的EW—AM9302開發平臺引導裝載程序，并詳細敘述引導過程，重點分析了基于網絡啟動的RedBoot，這是許多帶有網卡設備的嵌入式產品開發中常用的一種Bootloader方案。 最后，詳述如何設計完成擁有在線自動升級方式的RedBoot，其具有下載速度快，操作簡易性，功能更加完善，并將該RedBoot系統應用于基于EW—AM9302開發平臺的醫療器械開發和設計中，主要以ARM架構為基礎，完成該RedBoot在ARM9上的移植。根據測試結果，本方案的RedBoot完全達到開發標準，為嵌入式產品的開發提供了有效的手段。
上傳時間： 2013-05-30
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噴油泵是柴油機燃油噴射系統中燃油的控制、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、功能強等諸多優異性能，應用越來越廣泛。uCLinux操作系統是從Linux衍生出來的一種操作系統，它是專為無MMU的微控制器開發的嵌入式Linux操作系統。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總體結構入手，在詳細分析了系統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總體架構。噴油泵試驗臺控制系統由兩個模塊組成：以80C196KB單片機為中心的噴油泵控制及數據采集系統，以S3C44BOX為中心的上位機監控及管理系統。下位機通過RS232串口接收上位機的命令并執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、提前角監控及燃油壓力顯示。上位機是整個試驗臺控制系統的管理者，主要完成給下位機發送特定的操作命令，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uCLinux的特點和移植過程。同樣對上位機的界面設計及運行環境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，對噴油泵控制系統采用模糊控制算法進行優化設計。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技術路線正確合理。相信該可靠實用的控制系統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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CAN總線作為最有前途的現場總線之一，其應用范圍已逐漸擴展到航空領域，并有望作為次級總線與目前的航空總線互連組網。ARINC429總線則是航空領域比較常用的航空總線之一，很多航空電子設備都采用此總線。解決好CAN總線與ARINC429總線的互連問題，必將能夠使CAN總線在航空領域得到更廣泛的應用。本文的工作就是為解決這一總線互連問題而開發出總線網關系統，即CAN-ARINC429網關。 隨著嵌入式技術的飛速發展，嵌入式系統的成本低、體積小、穩定性好等眾多優點使其應用領域越來越廣。本課題將嵌入式技術應用到CAN-ARINC429網關系統開發中，采用比較有影響力的嵌入式處理器ARM作為網關系統的核心，開發了網關系統的硬件部分和軟件部分。 本文著重討論了CAN-ARINC429網關系統設計的三大部分：硬件設計、控制軟件設計和用戶軟件設計。硬件設計部分完成了CAN和ARINC429的總線數據收發電路設計，以及ARM處理器分別與CAN總線控制器和ARINC429總線協議芯片的接口電路設計。控制軟件部分是在Linux平臺下開發的，因此本文控制軟件部分首先研究并實現了Linux平臺下ARM編譯系統的建立，其后的程序啟動代碼和總線數據交換設計是控制軟件的關鍵部分，CAN總線和ARINC429總線的數據收發程序設計在本文的控制軟件部分中也都有詳細討論。本文還開發了基于Windows平臺的用戶軟件，該用戶軟件是為提高CAN-ARINC429網關的通用性而設計，具有網關工作方式設置和功能測試等功能。在給出對CAN-ARINC429網關的測試報告后，本文對課題的研究工作進行了總結和展望。
上傳時間： 2013-04-24
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船舶機艙中集中了船上大部分的設備裝置的儀表，是船舶航運的關鍵部分，隨著網絡、通訊技術以及電子制造工藝水平的快速發展，現代化船舶自動化程度越來越高，機艙的環境和自動監控水平也得到大大的提高。但由于某些儀器儀表并沒有提供與計算機進行數據通信的接口，為了要實現檢測自動化，需要利用數字圖像處理技術來實現儀器儀表讀數的高速自動識別。 傳統的CCD圖像采集系統具有速度慢、功能簡單、體積大、功耗大等特點，不能滿足日益發展的機器視覺應用的需要，尤其是在一些新型應用領域比如嵌入式視覺、智能監控方面的需要。本文利用ARM7的S3C44BOX處理器和CMOS圖像傳感器件設計并完成了一個數字圖像采集系統。系統充分考慮了ARM技術與CMOS圖像傳感技術的優勢及特點，把圖像采集和圖像處理識別功能集中在一個模塊實現，具有功能豐富、處理能力強、接口靈活和擴展方便等優點。系統的特色為：構建了基于S3C44BOX的圖像采集的硬件平臺；研究并移植了引導程序Bootloader和操作系統uClinux；實現了實時多任務的處理，從而大幅提高系統的管理能力。 本論文研究如何使用低成本的CMOS圖像傳感器構建一個嵌入式圖像識別系統的設計和解決方案。這種圖像采集系統帶圖像采集、識別、存儲、顯示等功能，體積很小，可做在一塊電路板上。除了可以做為單獨的圖像數據識別設備之外，也可以直接做為其它應用系統的一個智能集成部件使用。
上傳時間： 2013-05-26
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遠程監控系統是許多重要場所諸如電力、郵電、銀行、交通、商場等需要信息廣泛交流企業的生產與管理的必備系統。傳統遠程監控系統的實現方式一般都需要自己建設并維護有線或無線網絡，維護費用高，通信距離有限。隨著通信技術的發展，原有的遠程監控系統已經日益不能滿足多方面的要求，我們需要實時性更高，通信距離更遠，成本更低的通信方式，本文就此提出了一種基于GPRS的遠程數據監控系統。 本文的創新點是采用了GPRS技術中的TCP傳輸方式來傳輸監控系統采集的圖像數據，相比傳統有線網絡，在維護成本，通信距離上有了很大的提高，相比傳統無線網絡在實時性，傳輸速率，可靠性上有了明顯的改善。 本論文分幾個部分詳細介紹了課題的研究內容。第一部分主要介紹了課題背景和監控系統的發展歷史及各類監控系統的比較。第二部分描述了本監控系統中遠程終端硬件系統搭建工作，包括各部分器件的選取以及在S3C4480為核心的開發板上擴展出LM9617接口。第三部分描述了以uC/OS操作系統為核心的遠程終端軟件設計流程，包括uC/OS操作系統和FAT16文件系統的移植，LCD顯示驅動， Nand-flash底層驅動的編寫等工作。第四部分詳細說明了本系統圖像采集的具體軟件實現，包括根據實際情況配置CMOS圖像傳感器LM9617的寄存器以及從LM9617中讀取圖像數據然后將數據寫入Nand-flash存儲器的具體過程。第五部分詳細說明了本系統圖像數據傳輸的具體軟件實現，采用的是GPRS企業公網組網方式，包括遠程終端程序設計和監控中心服務器搭建兩部分工作。遠程終端程序設計包括初始化串口通信，將Nand-flash中的圖像數據讀出并通過GPRS模塊GM862發送到監控中心服務器上；監控中心服務器程序設計包括啟動建立并啟動Socket監聽，以及收到連接請求后GPRS通信鏈路的建立。最后分別用TCP和UDP兩種傳輸方式對監控系統進行了測試，證明了GPRS的TCP傳輸方式確實更適合于監控系統。
上傳時間： 2013-07-19
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本文以實現數字化的移動巡檢為目標，提出了嵌入式技術+GIS+GPS所組成的便攜式電力巡檢儀的解決方案。便攜式電力巡檢儀采用了目前最新的嵌入式技術，完全根據電力巡檢工作需要的功能進行最底層的硬件平臺、嵌入式操作系統和應用軟件的專項設計和開發。 便攜式電力巡檢儀的硬件平臺采用主流的ARM微處理器、GPS接收器和其他硬件資源，完全根據功能需求量身定做，不會造成硬件上的浪費，在實現需求功能的同時大大降低了成本。 經過認真的比較和實驗，將Windows CE．net作為便攜式電力巡檢儀的操作系統，它最大的優點就是人機界面操作以及應用軟件開發都比較簡單。在Platform Builder的平臺上研究并實現了中文版操作系統的定制，成功的將其移植到自主設計研究的硬件平臺上。 便攜式電力巡檢儀的應用軟件采用了eMbedded Visual C++和eSuperMap共同開發。根據線路巡檢工作的數據記錄項需求，確定了系統地屬性數據邏輯結構和空間數據分層體系，實現了嵌入式空間數據和屬性數據的集成。應用軟件具備對數據地圖的放大、縮小等基本操作，能夠對接收到的數據進行解析，實現GPS的數據采集和定位工作。能夠為用戶計算最短和最快路徑以及提供導航等服務，基本滿足移動巡檢的各項需要。 基于ARM的便攜式電力巡檢儀，采用嵌入式+GIS+GPS的電力巡檢系統設計方案，研究和開發了從硬件平臺到應用軟件的一系列內容，對提高電力巡檢工作的質量具有極大的促進作用和較高的實用價值。
上傳時間： 2013-06-14
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FPGA能夠減少電子系統的開發風險和開發成本,縮短上市時間,降低維護升級成本,廣泛地應用在電子系統中.隨著集成電路向著片上系統(SoC)的發展,需要設計出FPGA IP核用于SoC芯片的設計.該論文的工作圍繞FPGA IP核的設計進行,在FPGA結構設計優化和FPGAIP接口方案設計兩方面進行了研究.設計改進了適用于數據通路的FPGA新結構——FDP.設計改進了可編程邏輯單元(LC);對可編程連線作為"2層2類"的層次結構進行組織,進行了改進并確定了各種連線的通道寬度;結合對迷宮布線算法的分析以及benchmark電路實驗的方法,提出了用于分段式網格連線的開關盒和連接盒新結構,提高連線的面積利用效率.在FPGA IP核的接口方案上,基于邊界掃描測試電路提出了FPGA IP核的測試方案;結合擴展邊界掃描測試電路得到的編程功和自動下載電路,為FPGA IP核提供了具有兩種不同編程方法的編程接口.采用SMIC 0.35um 3層金屬CMOS工藝,實現了一個10萬系統門規模的FDP結構,并和編程、測試接口一起進行版圖設計,試制了FDP100k芯片.FDP100k中包括了32×32個LC,128個可編程IO單元.在FDP100k的芯片測試中,對編程寄存器、各種可編程資源進行測試,并完成電路實現、性能參數測試以及IP核接口的測試,結果表明FPGA IP核的整體功能正確.
標簽： FPGAIP
上傳時間： 2013-04-24
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隨著社會經濟和科學技術的發展，公路交通已經成為了關系國民經濟命脈和社會、經濟發展的重大系統。汽車導航觀念也逐漸深入人心，成為公路交通中極其重要的一個環節。人們已經不再滿足于用基于PC機的導航系統，因為它過于昂貴并且功耗高。現在，基于嵌入式設備的導航系統在迅速發展，但目前流行的是基于WinCE操作系統，它的成本比較高。 本文設計的導航系統采用基于ARM9結構的低功耗、高性能嵌入式SOC芯片S3C2410作為主控制器，使用嵌入式linux作為系統的內核。Linux是一個開放并且免費使用的操作系統，而CPU使用了32位RISC(精簡指令集)。基于ARM的嵌入式Llinux作為系統的內核解決了成本高的問題。因為嵌入式操作系統是本課題設計系統過程中應用的基礎，所以本文會詳細介紹。 系統可以采集GPS信號，支持RS-232接口，采用液晶顯示屏(LCD)的人機接口，為操作人員提供了良好的監控界面。軟件系統在嵌入式Linux操作系統下開發，實現了Linux操作系統和QT圖形系統的移植，設備驅動程序、控制應用程序、人機交互界面的設計。 本文從理論、硬件設計、軟件設計等方面介紹了基于ARM S3C2410多功能車載導航系統的設計與開發。
上傳時間： 2013-07-01
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電腦繡花機是當代最先進的繡花機械，隨著人們對刺繡品質量的追求以及刺繡品需求量的增加，高性能的電腦繡花機越來越受到市場的推崇，用戶對CAN(現場總線)、遠程控制、海量USB存儲、彩色LCD顯示等技術在新型電腦繡花機中的應用有了新的需求。然而，國內電腦繡花機監控系統平臺由于存在技術上的困難或成本上的障礙而使這些功能難以實現。隨著電腦的不斷發展和電子產品成本的不斷降低，采用先進架構和體系的處理器，加上相應的實時操作系統進行任務管理，就能大大提高電腦繡花機監控系統的性能。本文設計了一種電腦繡花機監控系統，在詳細分析電腦繡花機工作原理和功能需求的基礎上，采用ARM處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統構建了監控系統平臺，實現了實時操作系統任務管理、網絡通信、USB設備讀寫、花樣圖案預覽等功能，具體工作如下： (1)在介紹電腦繡花機的工作原理以及分析電腦繡花機監控系統性能需求的基礎上，構建了基于ARM7核的嵌入式處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統的監控系統平臺，并給出了系統的整體設計方案。 (2)根據電腦繡花機監控系統的整體設計方案，設計實現了系統的硬件電路，處理器采用ST公司生產的具有ARM7核的STR710FZ2T6，利用STR710FZ2T6的外部存儲器接口的三個BANK，分別設計實現了以太網通信接口、USB設備讀寫接口以及彩色LCD實現接口等。 (3)在系統的接口電路設計方面，采用以太網控制芯片CS8900A使其通過ISA總線與系統處理器相連，構建了以太網通信接口，負責遠程傳輸數據(花樣文件)控制信息等；利用LJSB主從控制器SL811HS，在處理器STR710FZ2rr6的控制下設計實現了對海量USB設備讀寫的USB接口，負責讀寫在U盤上的花樣文件以及其它的數據信息；利用5.6英寸的彩色液晶屏及其控制板QD-13設計實現了監控系統的LCD顯示接口，系統處理器通過控制QD-13向LCD寫入要顯示的圖案以及文字數據；組建了一個基于CAN通信的安全檢測模塊，主要包括電源檢測以及斷線檢測等。監控系統的CAN節點利用系統處理器自帶的CAN模塊結合TI的CAN收發器sn65hvd230實現，電源檢測節點、斷線檢測節點以及運動控制系統交互的CAN節點的控制器采用Microchip公司的帶有CAN模塊的18系列單片機PIC18F4680，CAN收發器采用該公司的MCP2551芯片。 (4)設計實現了基于μC/OS-Ⅱ操作系統的軟件，包括兩個部分，一是功能接口的驅動程序，另一個是操作系統中的應用程序軟件。驅動程序負責控制相應功能接口的運行，操作系統中的應用程序軟件實現具體的功能應用，例如TCP/IP協議棧以及USB協議的實現等。 (5)整合了系統各個功能模塊，并做出監控系統的PCB板，利用ADS開發環境進行系統的整體調試，給出了系統的運行效果，實驗表明監控系統工作穩定，性能良好。 最后，文章分析了電腦繡花機的監控系統需要改進的地方，并對電腦繡花機監控系統未來發展趨勢作出了展望。
上傳時間： 2013-05-25
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開關磁阻電機是電機技術與現代電力電子技術、微機控制技術相結合的產物，既具有結構簡單堅固、成本低、容錯能力強，耐高溫等優點，又在高度發展的電力電子和微機控制技術的支持下獲得了良好的可控性能，目前己經在多個工業部門得到應用。因此，開關磁阻電機在驅動調速領域有著良好的發展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎上，以philip公司生產的LPC2101為主控芯片，充分利用其高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力，設計并制作了SRM控制器與系統軟件。本文以開關磁阻電機的調速控制策略及其控制實現方法為主要研究內容，對開關磁阻電機的數學模型、功率變換器技術、控制策略、控制方案的實現進行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個部分，第一部分介紹了開關磁阻電機調速系統的構成及基本工作原理，綜述了開關磁阻電機的國內外發展現狀、特點及研究動向，總結了開關磁阻電機系統存在的技術問題，提出了本文的研究目的和主要研究內容。 第二部分引用并討論了SR電動機的基本數學模型和準線性數學模型，然后基于此重點分析了與電動機運行特性密切相關的相電流波形與轉子角位移的函數關系，最后根據課題所關心的控制系統設計，在理論分析的基礎上提出了SR電動機控制方案并進行了原理性分析，對SR電動機各個運行階段的特點進行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機調速系統的硬件設計進行了詳細說明，主要包括以LPC2101為核心的控制系統的研究與設計，根據SR電機的控制特點，盡可能地開發了LPC2101的硬件資源和軟件資源，使控制系統具有很高的控制精度和靈活性，然后對功率變換器進行了設計和制作，分析了各種主電路形式的優缺點，采用了新型IGBT功率管作為主開關元器件，使功率變換器結構得到簡化，設計了IGBT的功率驅動電路，并專門設計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護等保護單元，保證了整個系統安全可靠地運行，然后分析了SR電動機控制系統位置傳感器檢測電路設計、電流及電壓斬波電路設計、電流檢測及保護電路設計等。 第四部分主要介紹了系統的總體控制思想，分析了各個運行階段的控制策略，對控制策略的軟件實現進行了設計，并給出了軟件實現的具體流程圖，直觀地體現了軟件編程思想。最后，對系統進行了實驗研究及分析。目前，該控制系統已調試完畢，基本實現預期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關磁阻電動機控制系統進行了研究，得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機的控制特點，充分利用了ARM的硬件資源，采用PID數字調節，發出相通斷信號和PWM信號，并和電流、電壓等保護信號相結合，實現對主功率元件的通斷控制。并且設計了相應的外圍硬件檢測、保護、控制及人機接口電路，使控制系統結構緊湊，可靠性高；系統的控制軟件設計，采用模塊化的程序設計方法，增強了系統的可讀性及可維護性，實現了一種電壓斬波和電流斬波控制相結合的控制方式;結合系統的硬件設計，開發了相應的軟件模塊，使系統具有完善的保護和控制性能。 本系統經過試驗，調速范圍可達100～2000轉/分，效率較高，性能優良，驗證了控制思想和控制方法的正確性。
上傳時間： 2013-04-24
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