車輛姿態(tài)是車輛控制所需的重要參數(shù)，其測量方法、測量精度與測量系統(tǒng)的性能和成本密切相關。隨著微處理器技術與新型傳感器技術的發(fā)展，利用加速度計、磁阻傳感器和ARM微處理器構成基于地球磁場和重力場的捷聯(lián)式姿態(tài)測量系統(tǒng)，已成為許多載體姿態(tài)測量的首選。同時姿態(tài)測量系統(tǒng)住地理勘探、石油甲臺鉆井和機器人控制方血也有著廣泛的應用。 本文研究設計了一款基于ARM處理器的姿態(tài)測量系統(tǒng)，在保證體積、成本和實時性的前提下，完成載體姿態(tài)角的準確測量。采用Honeywell公刊的3軸磁阻傳感器HMC1021/1022和ADI公司的2軸加速度計ADXL202以及S3C44BOX ARM7微處理器構建捷聯(lián)式姿態(tài)測量系統(tǒng)。磁阻傳感器和加速度計分別感應地球磁場和重力場信號，微處理器對檢測到的信號進行處理和誤差補償后，解算出的姿念角，最后由LCD顯示或者通過串行通訊接口輸出到上位機，實現(xiàn)姿態(tài)角的實時準確測量。 本文詳細介紹了基于地球磁場和重力場信號進行姿態(tài)測量的原理，推導了方向角、俯仰角和橫滾角求解的數(shù)學模型。完成了姿態(tài)測量系統(tǒng)硬件電路的設計與調(diào)試，實現(xiàn)了包括：uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植、加速度數(shù)據(jù)采集、地球磁場數(shù)據(jù)采集和姿態(tài)角解算等系統(tǒng)軟件的設計，最后對系統(tǒng)測量結果給出了誤差分析，添加了數(shù)字濾波、橢圓效應校正等算法來補償誤差，從而有效提高了系統(tǒng)測量精度。
標簽： ARM 姿態(tài)測量 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-20
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地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現(xiàn)場設備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成，可是隨著技算機技術的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品，而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產(chǎn)，因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實際應用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設計可以方便地和現(xiàn)場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計，以ARM為主處理器，整個系統(tǒng)無單點硬件故障，采集部分采用動態(tài)異或輸入設計，驅動部分采用安全驅動設計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標準，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設計和實現(xiàn)，包括設計思想，具體實施，硬件和軟件的設計等。
上傳時間： 2013-06-12
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本文分析了國內(nèi)外電動機保護的發(fā)展，針對當前電動機保護的現(xiàn)狀，介紹了一種嵌入式綜合電動機保護裝置。該保護裝置設計基于ARM嵌入式微處理器，相比于傳統(tǒng)的保護裝置具有體積小、功耗低、性能高、實時性好等優(yōu)點，具有較強的實用價值。保護裝置可以實時采集電動機的三相輸入電壓、電流信號，對采樣數(shù)據(jù)進行保護算法計算，監(jiān)視電動機的工作狀態(tài)，一旦有故障發(fā)生，則進行相應保護動作，及時切斷電動機電源。課題完成了基本的硬件系統(tǒng)設計和軟件開發(fā)。 硬件設計采用S3C2410作為處理器組成電動機綜合保護裝置，使用S3C2410自帶的A/D轉換器采集電動機的三相輸入電流、電壓信號，并通過鍵盤和LCD顯示器完成人機交互。 軟件的開發(fā)分為開發(fā)環(huán)境的建立和應用軟件設計兩個部分。開發(fā)環(huán)境的建立包含ARM平臺的BootLoader和嵌入式Linux的移植，交叉編譯環(huán)境的建立；應用軟件方面包含驅動程序，Qt界面程序，智能保護程序等幾個部分。 論文的最后對系統(tǒng)設計所完成的內(nèi)容進行了總結，并提出了改進方法。
上傳時間： 2013-06-16
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隨著信息技術的發(fā)展和數(shù)字化產(chǎn)品的普及以及Intemet廣泛深入的應用，從消費電器到工業(yè)設備，從民用產(chǎn)品到軍用器材，嵌入式系統(tǒng)己被廣泛的應用到網(wǎng)絡、手持通信設備、消費電子和自動化控制等各個領域。嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用和發(fā)展?jié)摿κ蛊涑蔀?1世紀的應用熱點之一。為了學習、研究和使用嵌入式技術，國內(nèi)許多高校都在開展或計劃開展嵌入式系統(tǒng)教學。因此，研制基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)已迫在眉睫。 本文在分析了各種嵌入式教學實驗系統(tǒng)功能的基礎上，提出并研究設計了一款基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)。本文概括地闡述了嵌入式系統(tǒng)的概念、設計流程、發(fā)展趨勢，分析了嵌入式系統(tǒng)教學開展的必要性。根據(jù)實驗系統(tǒng)的需求分析、功能規(guī)劃和教學內(nèi)容安排，設計了一個基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)的硬件平臺，詳細論述了硬件平臺的設計及實現(xiàn)過程，同時給出了電路原理圖。研究了嵌入式操作系統(tǒng)的啟動和移植，包括嵌入式操作系統(tǒng)的選型、系統(tǒng)引導程序Bootloader的設計與實現(xiàn)、嵌入式操作系統(tǒng)uCLinux內(nèi)核的移植。以嵌入式網(wǎng)絡為應用背景，分析了嵌入式Boa服務器的程序結構，修改并實現(xiàn)了嵌入式Boa服務器。在Boa服務器的基礎上，設計并實現(xiàn)了遠程控制嵌入式系統(tǒng)I/O端口的應用程序，實現(xiàn)了通過瀏覽器控制A/D轉換器進行模擬信號采集并獲得采樣數(shù)據(jù)的功能。 實驗結果表明，所設計的基于ARM的嵌入式系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)達到了預期的設計目標，能夠滿足嵌入式系統(tǒng)教學實驗的要求。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 教學實驗系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-23
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飛機飛行的高度、馬赫數(shù)和升降速度等參數(shù)是飛機的自動控制、導航、火控、空中管制、和告警等系統(tǒng)必不可少的信息。隨著飛機性能的不斷增強，飛機上各系統(tǒng)對飛行參數(shù)測試的要求也越來越高，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應現(xiàn)代高速飛機飛行參數(shù)的測試需求，本文針對項目委托方提出的技術要求，經(jīng)過對飛行參數(shù)測試技術及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用嵌入式技術，設計一款基于32位微處理器ARM的集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示為一體的測試飛機飛行高度、馬赫數(shù)和升降速度的系統(tǒng)。 基于課題的研究內(nèi)容，本文在分析研究飛機飛行參數(shù)測試原理的基礎上，圍繞著設計目標，從整體方案的選擇、系統(tǒng)各部分元件的選取及測試系統(tǒng)的軟硬件設計等方面闡述了主要開展的設計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設計、軟件設計和氣壓傳感器的溫度補償方法進行了深入論述。 應當指出，本文介紹的大氣數(shù)據(jù)參數(shù)測試專用機，選用小型化高采樣速率的硅壓阻式氣壓傳感器、高性能的32位ARM微處理器、高精度A/D轉換器、專用接口芯片等優(yōu)化組合，集成度高，體積小，重量輕。實驗結果表明了所設計的系統(tǒng)方案合理有效，具有較好的實時性和可靠性，基本上滿足了系統(tǒng)的設計需要。
標簽： ARM 嵌入式 飛行參數(shù) 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
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電液位置伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現(xiàn)各種參量反饋等優(yōu)點，因此它已經(jīng)遍及國民經(jīng)濟和軍事工業(yè)的各個技術領域。近年來，對電液位置伺服系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性、準確性等控制性能提出了新的要求，作為電液位置伺服系統(tǒng)核心的控制器，起到更為關鍵的作用。 現(xiàn)階段，嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點，已經(jīng)在工業(yè)控制領域得到了廣泛的應用，如工業(yè)過程、遠程監(jiān)控、智能儀器儀表、機器人控制、數(shù)控系統(tǒng)等，嵌入式微處理器嵌入實時操作系統(tǒng)，可以克服傳統(tǒng)的基于單片機控制系統(tǒng)功能不足和基于PC的控制系統(tǒng)非實時性的缺點，其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統(tǒng)控制的要求，在控制領域具有廣泛的應用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統(tǒng)為研究對象，按照系統(tǒng)的控制要求，提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統(tǒng)進行控制的一種方案，設計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統(tǒng)控制器的開發(fā)設計中，在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎上，通過外部擴展，使得系統(tǒng)控制器具有豐富的硬件資源，開發(fā)了A/D轉換電路、D/A(PWM)轉換電路、伺服放大電路、串行接口等電路，同時為了使得控制器的程序代碼具有較強的可讀性、可維護性、可擴展性，使用了操作系統(tǒng)，通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ實時內(nèi)核，并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中，并編寫了A/D、數(shù)字濾波、D/A(PWM)等軟件程序，通過編譯、調(diào)試、驗證，程序運行正常。在對電液位置伺服系統(tǒng)進行控制策略的選擇中，分別采用PID、滑模變結構、模糊自學習滑模三種控制策略進行仿真比較，得出采用模糊自學習滑模控制策略更有利于系統(tǒng)控制。
標簽： ARM 微處理器 伺服控制系統(tǒng) 電液位置
上傳時間： 2013-04-24
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在電力現(xiàn)代化建設中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發(fā)電設備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發(fā)電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍，保證發(fā)電機高效、安全正常工作就變得至關重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業(yè)務SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)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(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結合CPLD技術，用于解決系統(tǒng)內(nèi)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(shù)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(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質，系統(tǒng)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(xié)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(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業(yè)務遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)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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現(xiàn)階段，中國的自動售貨行業(yè)蓬勃發(fā)展。作為自動服務的核心部件，基于單片機的紙幣識別系統(tǒng)已經(jīng)越來越不能滿足市場需求。 本文對基于uClinux操作系統(tǒng)和S3C4510B的紙幣識別系統(tǒng)的各個方面進行了研究。研究表明，紙幣識別系統(tǒng)要求能滿足硬實時性，但uClinux操作系統(tǒng)的實時性不強。由于uClinux功能強大，免費且資源豐富，如能成功改進本紙幣識別系統(tǒng)的實時性，紙幣識別系統(tǒng)將在成本，性能和功能性等方面有更大的優(yōu)勢，所以對實時性進行改進將非常有意義。 在本紙幣識別系統(tǒng)中，紙幣特征采集子系統(tǒng)對實時性要求很高，需要滿足硬實時的要求，所以是否能滿足該子系統(tǒng)的實時性的要求，將是本紙幣識別系統(tǒng)能否很好工作的關鍵所在。通過對當前多種uClinux實時性改進方案進行了解和研究，參考了RTAI和RTLinux的工作原理，提出了基于uClinux操作系統(tǒng)和S3C4510B的紙幣識別系統(tǒng)的實時性改進方案。紙幣特征采集子系統(tǒng)主要依靠碼盤光耦產(chǎn)生的反饋信號生成硬件中斷，然后通過處理該中斷，實現(xiàn)對紙幣特征的采集。在本文提出的方案中，為了提高系統(tǒng)對硬件中斷的反應速度，避開uClinux對中斷的慢處理，在操作系統(tǒng)與硬件之間建立了一個特殊的硬件抽象層來管理中斷，并將紙幣特征采集功能與操作系統(tǒng)剝離，放入一個單獨的處理單元。通過這樣的處理，使得中斷產(chǎn)生時，硬件抽象層暫停uClinux操作系統(tǒng)的運行，直接將中斷交由紙幣特征采集處理單元處理，實時的完成紙幣特征數(shù)據(jù)的采集。
標簽： uClinux ARM 識別系統(tǒng) 實時性
上傳時間： 2013-05-24
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電極壓力是電阻點焊的主要參數(shù)之一，電極壓力的恒定性、可調(diào)性對于保證焊點的質量是非常重要的，但是，目前生產(chǎn)中普遍使用的氣動焊槍，不具備調(diào)節(jié)電極壓力的功能。本文的目的就是研制一種新型的伺服驅動的懸掛式點焊槍，該焊槍能夠在焊接的過程中對電極壓力進行實時的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)復雜的焊接循環(huán)，提高焊接質量。 焊槍采用伺服電機作為動力裝置，以滾珠絲杠為主要傳動機構，結構簡單緊湊，運動平穩(wěn)靈活。壓力控制系統(tǒng)采用32位的ARM微處理器作為核心，與采用傳統(tǒng)的單片機相比，系統(tǒng)的工作頻率大幅提高，硬件功能更加強大，更適合電極壓力的實時控制。此外，在系統(tǒng)中移植了uC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)，并在此基礎上構建了一個分層次的、多任務的、消息機制的軟件系統(tǒng)，充分發(fā)揮了ARM的性能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性。 利用伺服焊槍進行了焊接試驗，在焊接過程中，伺服電機工作在力矩模式下，采用開環(huán)的控制方式，利用電壓信號控制電極的壓力和速度，通過驅動器的反饋信號檢測電極的壓力和位置，使用I/O口控制焊接電源。 實驗結果證明，本課題研制的伺服焊槍的機械裝置的精度和響應速度均能夠滿足焊接的需要，而且可以實現(xiàn)快速漸進，低速爬行，電極輕接觸，快速預壓等功能，有助于延長電極壽命和提高焊接效率。而且，使用伺服焊槍進行了低碳鋼焊接試驗，采用馬鞍形的加壓方式，與恒定壓力條件相比，焊接中飛濺大幅減少，焊點強度和塑性增加，焊接質量有明顯提高。
上傳時間： 2013-04-24
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I/O并行口直接驅動LED顯示1. 實驗任務 如圖13所示，利用AT89S51單片機的P0端口的P0.0－P0.7連接到一個共陰數(shù)碼管的a－h(huán)的筆段上，數(shù)碼管的公共端接地。在數(shù)碼
上傳時間： 2013-06-15
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