USB接口的數據采集卡原理圖,USB接口的數據采集卡電路圖
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- vii - 8.1.1 實驗目的 315 8.1.2 實驗設備 315 8.1.3 實驗內容 315 8.1.4 實驗原理 315 8.1.5 實驗操作步驟 318 8.1.6 實驗參考程序 319 8.1.7 練習題 321- vi - 6.4 USB 接口實驗 266 6.4.1 實驗目的 266 6.4.2 實驗設備 267 6.4.3 實驗內容 267 6.4.4 實驗原理 267 6.4.5 實驗操作步驟 270 6.4.6 實驗參考程序 272 6.4.7 實驗練習題 280 6.5 SPI接口通訊實驗 281 6.5.1 實驗目的 281 6.5.2 實驗設備 281 6.5.3 實驗內容 281 6.5.4 實驗原理 281 6.5.5 實驗操作步驟 285 6.5.6 實驗參考程序 287 6.5.7 練習題 289 6.6 紅外模塊控制實驗 289 6.6.1 實驗目的 289 6.6.2 實驗設備 289 6.6.3 實驗內容 289 6.6.4 實驗原理 289 6.6.5 實驗操作步驟 291 6.6.6 實驗參考程序 291 6.6.7 練習題 296 第七章 基礎應用實驗 296 7.1 A/D 轉換實驗 296 7.1.1 實驗目的 296 7.1.2 實驗設備 296 7.1.3 實驗內容 296 7.1.4 實驗原理 296 7.1.5 實驗設計 298 7.1.6 實驗操作步驟 299 7.1.7 實驗參考程序 300 7.1.8 練習題 301 7.2 PWM步進電機控制實驗 301 7.2.1 實驗目的 301 7.2.2 實驗設備 301 7.2.3 實驗內容 301 7.2.4 實驗原理 301 7.2.5 實驗操作步驟 309 7.2.6 實驗參考程序 311 7.2.7 練習題 313 第八章 高級應用實驗 315 8.1 GPRS模塊控制實驗 315 - v - 5.2 5x4鍵盤控制實驗 219 5.2.1 實驗目的 219 5.2.2 實驗設備 219 5.2.3 實驗內容 219 5.2.4 實驗原理 219 5.2.5 實驗設計 221 5.2.6 實驗操作步驟 222 5.2.7 實驗參考程序 223 5.2.8 練習題 224 5.3 觸摸屏控制實驗 224 5.3.1 實驗目的 224 5.3.2 實驗設備 224 5.3.3 實驗內容 224 5.3.4 實驗原理 224 5.3.5 實驗設計 231 5.3.6 實驗操作步驟 231 5.3.7 實驗參考程序 232 5.3.8 練習題 233 第六章 通信與接口實驗 234 6.1 IIC 串行通信實驗 234 6.1.1 實驗目的 234 6.1.2 實驗設備 234 6.1.3 實驗內容 234 6.1.4 實驗原理 234 6.1.5 實驗設計 238 6.1.6 實驗操作步驟 241 6.1.7 實驗參考程序 243 6.1.8 練習題 245 6.2 以太網通訊實驗 246 6.2.1 實驗目的 246 6.2.2 實驗設備 246 6.2.3 實驗內容 246 6.2.4 實驗原理 246 6.2.5 實驗操作步驟 254 6.2.6 實驗參考程序 257 6.2.7 練習題 259 6.3 音頻接口 IIS 實驗 260 6.3.1 實驗目的 260 6.3.2 實驗設備 260 6.3.3 實驗內容 260 6.3.4 實驗原理 260 6.3.5 實驗步驟 263 6.3.6實驗參考程序 264 6.3.7 練習題 266 - iv - 4.4 串口通信實驗 170 4.4.1 實驗目的 170 4.4.2 實驗設備 170 4.4.3 實驗內容 170 4.4.4 實驗原理 170 4.4.5 實驗操作步驟 176 4.4.6 實驗參考程序 177 4.4.7 練習題 178 4.5 實時時鐘實驗 179 4.5.1 實驗目的 179 4.5.2 實驗設備 179 4.5.3 實驗內容 179 4.5.4 實驗原理 179 4.5.5 實驗設計 181 4.5.6 實驗操作步驟 182 4.5.7 實驗參考程序 183 4.6.8 練習題 185 4.6 數碼管顯示實驗 186 4.6.1 實驗目的 186 4.6.2 實驗設備 186 4.6.3 實驗內容 186 4.6.4 實驗原理 186 4.6.5 實驗方法與操作步驟 188 4.6.6 實驗參考程序 189 4.6.7 練習題 192 4.7 看門狗實驗 193 4.7.1 實驗目的 193 4.7.2 實驗設備 193 4.7.3 實驗內容 193 4.7.4 實驗原理 193 4.7.5 實驗設計 195 4.7.6 實驗操作步驟 196 4.7.7 實驗參考程序 197 4.7.8 實驗練習題 199 第五章 人機接口實驗 200 5.1 液晶顯示實驗 200 5.1.1 實驗目的 200 5.1.2 實驗設備 200 5.1.3 實驗內容 200 5.1.4 實驗原理 200 5.1.5 實驗設計 211 5.1.6 實驗操作步驟 213 5.1.7 實驗參考程序 214 5.1.8 練習題 219 - ii - 3.1.1 實驗目的 81 3.1.2 實驗設備 81 3.1.3 實驗內容 81 3.1.4 實驗原理 81 3.1.5 實驗操作步驟 83 3.1.6 實驗參考程序 87 3.1.7 練習題 88 3.2 ARM匯編指令實驗二 89 3.2.1 實驗目的 89 3.2.2 實驗設備 89 3.2.3 實驗內容 89 3.2.4 實驗原理 89 3.2.5 實驗操作步驟 90 3.2.6 實驗參考程序 91 3.2.7 練習題 94 3.3 Thumb 匯編指令實驗 94 3.3.1 實驗目的 94 3.3.2 實驗設備 94 3.3.3 實驗內容 94 3.3.4 實驗原理 94 3.3.5 實驗操作步驟 96 3.3.6 實驗參考程序 96 3.3.7 練習題 99 3.4 ARM處理器工作模式實驗 99 3.4.1 實驗目的 99 3.4.2實驗設備 99 3.4.3實驗內容 99 3.4.4實驗原理 99 3.4.5實驗操作步驟 101 3.4.6實驗參考程序 102 3.4.7練習題 104 3.5 C 語言程序實驗一 104 3.5.1 實驗目的 104 3.5.2 實驗設備 104 3.5.3 實驗內容 104 3.5.4 實驗原理 104 3.5.5 實驗操作步驟 106 3.5.6 實驗參考程序 106 3.5.7 練習題 109 3.6 C 語言程序實驗二 109 3.6.1 實驗目的 109 3.6.2 實驗設備 109 3.6.3 實驗內容 109 3.6.4 實驗原理 109 - iii - 3.6.5 實驗操作步驟 111 3.6.6 實驗參考程序 113 3.6.7 練習題 117 3.7 匯編與 C 語言的相互調用 117 3.7.1 實驗目的 117 3.7.2 實驗設備 117 3.7.3 實驗內容 117 3.7.4 實驗原理 117 3.7.5 實驗操作步驟 118 3.7.6 實驗參考程序 119 3.7.7 練習題 123 3.8 綜合實驗 123 3.8.1 實驗目的 123 3.8.2 實驗設備 123 3.8.3 實驗內容 123 3.8.4 實驗原理 123 3.8.5 實驗操作步驟 124 3.8.6 參考程序 127 3.8.7 練習題 134 第四章 基本接口實驗 135 4.1 存儲器實驗 135 4.1.1 實驗目的 135 4.1.2 實驗設備 135 4.1.3 實驗內容 135 4.1.4 實驗原理 135 4.1.5 實驗操作步驟 149 4.1.6 實驗參考程序 149 4.1.7 練習題 151 4.2 IO 口實驗 151 4.2.1 實驗目的 151 4.2.2 實驗設備 152 4.2.3 實驗內容 152 4.2.4 實驗原理 152 4.2.5 實驗操作步驟 159 4.2.6 實驗參考程序 160 4.2.7 實驗練習題 161 4.3 中斷實驗 161 4.3.1 實驗目的 161 4.3.2 實驗設備 161 4.3.3 實驗內容 161 4.3.4 實驗原理 162 4.3.5 實驗操作步驟 165 4.3.6 實驗參考程序 167 4.3.7 練習題 170 目 錄 I 第一章 嵌入式系統開發與應用概述 1 1.1 嵌入式系統開發與應用 1 1.2 基于 ARM的嵌入式開發環境概述 3 1.2.1 交叉開發環境 3 1.2.2 模擬開發環境 4 1.2.3 評估電路板 5 1.2.4 嵌入式操作系統 5 1.3 各種 ARM開發工具簡介 5 1.3.1 ARM的 SDT 6 1.3.2 ARM的ADS 7 1.3.3 Multi 2000 8 1.3.4 Embest IDE for ARM 11 1.3.5 OPENice32-A900仿真器 12 1.3.6 Multi-ICE 仿真器 12 1.4 如何學習基于 ARM嵌入式系統開發 13 1.5 本教程相關內容介紹 14 第二章 EMBEST ARM實驗教學系統 17 2.1 教學系統介紹 17 2.1.1 Embest IDE 集成開發環境 17 2.1.2 Embest JTAG 仿真器 19 2.1.3 Flash 編程器 20 2.1.4 Embest EduKit-III開發板 21 2.1.5 各種連接線與電源適配器 23 2.2 教學系統安裝 23 2.3 教學系統的硬件電路 27 2.3.1 概述 27 2.3.2 功能特點 27 2.3.3 原理說明 28 2.3.4 硬件結構 41 2.3.5 硬件資源分配 44 2.4 集成開發環境使用說明 51 2.4.1 Embest IDE 主框架窗口 51 2.4.2 工程管理 52 2.4.3 工程基本配置 55 2.4.4 工程的編譯鏈接 71 2.4.5 加載調試 72 2.4.6 Flash編程工具 80 第三章 嵌入式軟件開發基礎實驗 81 3.1 ARM匯編指令實驗一 81
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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，軟硬件可裁減，適應應用系統，對功能，可靠性，成本，體積，功耗嚴格要求的專用計算機系統[1]。廣泛應用于軍事，信息家電，無線通信設備，消費類電子產品，移動計算平臺等諸多領域，是當今熱門的計算機開發技術。 隨著科學技術發展，人們生活水平提高，數字高清電視逐漸普及，在各大賣場，對銷售過程中展示設備也隨之提出了更高的要求。但據調查，在中國現有的高清播放系統普遍存在價格昂貴，損耗高，壽命短及外部接口少等缺陷，導致無法普及。 針對這一現狀，本課題設計了一種以嵌入式處理器ARM系列32位嵌入式EM8623芯片為硬件平臺，嵌入式實時操作系統uclinux為系統軟件平臺的高清播放系統。 ARM(Advanced RISC Machines)既是一種處理器架構，又是公司的名稱，該公司主要設計處理器架構，并將其技術授權給其他芯片廠商。該處理器架構具有外型小，性能高等特點，多用于便攜式通訊工具，多媒體數字式消費類儀器和嵌入式系統解決方案等領域。本課題在充分考慮系統實用性和開發成本的基礎上，采用EM8623芯片為CPU，片外擴展FLASH和SDRAM存儲器。 uclinux系統從Linux2.0/2.4內核派生而來，雖然是為了支持沒有MMU(虛擬內存管理單元)的處理器而設計，但保留了操作系統的所有特性，為硬件平臺更好地運行提供了保證，也降低了軟件設計復雜度，提高了系統的實時性和靈活性，縮短了開發周期。 該高清播放系統具有工作時間長，性能穩定等特點，采用面向對象和面向過程綜合編程方法，ASM，C，C++多種語言混合編程方式實現，使系統具有很高的健壯性和可擴展性。 基于ARM的高清播放系統在現場運行穩定可靠，達到了預期的效果和實際要求。而且由于該高清播放系統外接接口豐富(包括常見的HDMI，S-Video，VGA，YPbPr，YCbCr)，連接使用方便，所以具有很好的市場價值，可廣泛應用于電視銷售柜臺，化妝品展示柜臺，聯網廣告機等領域。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著生產自動化要求的不斷提高，控制技術和微型計算機技術的不斷發展，智能記錄儀已日益廣泛地應用在工業過程領域，并占據了越來越高的地位。近年來，新的應用也對智能記錄儀的設計提出了更高的要求。 嵌入式系統因其體積小、性能好、功耗低、可靠性高等優點，其已經在各種記錄儀表的開發與設計等領域中得到廣泛的應用。為了改善工業現場傳統獲取數據費時、費力且數據不夠及時準確的缺點，本課題基于嵌入式的技術，構建了一個由32位的嵌入式微處理器S3C24lO和實時操作系統IAnux組成的平臺，并對其進行了開發研究，設計并實現了針對工業過程數據處理的一種新型的記錄系統。 本文研究了無紙記錄儀通用開發方法，設計了系統結構、功能和性能設計指標。該系統以三星公司生產的S3C2410(ARM)微控制器為核心，配置大容量Flash存貯器、實時時鐘等，通過8個信號輸入通道，可配接熱電偶、熱電阻以及標準的電壓/電流信號，經16位采樣送ARM處理后，按設定要求完成信號監測、數據記錄和柱狀圖、曲線顯示、異常數據報警等無紙記錄儀的功能，以及通過RS232通信接口與其它系統進行數據通信；在系統軟件設計方面，采用結構化、模塊化方法，結合硬件配置設計了數據采集、檢測信號處理、數據存取、鍵盤操作功能模塊以及柱狀圖、曲線等圖形顯示功能函數，從而使具有了模塊化擴展功能。試驗表明了該系統對數據進行了準確、可靠的的采集與處理，較好地滿足了工業現場的需求。 本課題是數據記錄系統在工業現場數據采集、處理領域中的一次成功嘗試。在實際應用中，該系統凸顯出強大的功能、良好的靈活性。實踐證明本系統是一種優秀的解決方案，能夠高效的實現各種測控任務。
上傳時間： 2013-04-24
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汽車黑匣子(又稱汽車行駛記錄儀)是一種使用在汽車上的數字式電子記錄裝置。這種裝置能對車輛的行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態信息進行記錄存儲并可通過接口實現數據輸出。汽車行駛記錄儀的使用，對抑制疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。本文根據汽車行駛記錄儀國家標準GB/T 19056-2003，并在此基礎上開發設計了一種具有音視頻處理功能的汽車黑匣子，采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM處理器和Linux操作系統，同時為了使汽車黑匣子能更方便地與上位機之間進行通訊，本系統采用了USB Mass Storage設備來實現數據的傳輸。 論文首先介紹了汽車黑匣子的研究背景，并對國內外汽車黑匣子的研究現狀進行了概括，在此基礎上提出了本課題需要完成的目標。接下來，論文闡述了系統總體設計的構思以及各個功能模塊不同方案優劣的比較，給出了最后的設計方案，并建立了系統的開發平臺。在硬件設計方面詳細地介紹了各主要功能部件及電路的設計和特點。在軟件設計單元介紹了Linux操作系統和Bootloader的特點，并給出了系統軟件的各模塊程序設計。在文件系統設計部分，論文討論了在NandFlash中建立FAT文件系統的實現方法。最后通過Linux下USB Mass Storage設備驅動的設計和調試，實現汽車黑匣子記錄的數據通過USB接口與PC機或PDA之間的通信。 本文在結束處對整個課題作出總結，并指出在本系統現有的基礎上性能還可以進一步改善和改進的地方。
上傳時間： 2013-05-27
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隨著工業技術的不斷發展，以及人對安全防范意識的逐漸加強，視頻監控系統已經成為人們在生產、生活中必不可少的一個部分。特別是近年來，隨著計算機技術的發展、寬帶的普及、圖像處理技術的提高，視頻監控在越來越廣泛地滲透到教育、娛樂、醫療、運動等各個領域。視頻監測系統已經成為當今可視化領域的一個新的開發熱點。許多應用領域對于視頻監控系統提出了更高更新的要求，如何經濟有效地實現特定環境所需的監控功能，給我們提出了新的課題。 本文設計和實現了基于ARM9和Linux操作系統的嵌入式視頻監控系統，實現視頻圖像的采集、壓縮和傳輸。文章結合嵌入式技術、圖像壓縮技術和網絡技術，設計了一種基于嵌入式的網絡視頻監控系統。 本文首先研究了視頻監控系統的發展現狀及今后發展趨勢，詳細分析了嵌入式監控系統的基本原理和性能要求，提出了系統的設計的總體方案。在硬件設計方面，系統采用三星公司的S3C2410A作為嵌入式處理器，配合外圍硬件電路構成嵌入式核心板。系統采用模塊化設計方案，將硬件劃分為三大模塊：主控器與儲存器模塊；電源時鐘復位電路模塊；外圍接口電路模塊。在論文中對各個部分進行了詳細的介紹。完成了核心板的硬件設計后，接下來介紹如何構建嵌入式監控系統的軟件平臺，包括成功的移植Linux操作系統；嵌入式Linux下USB接口攝像頭驅動的接口和實現。最后在基于嵌入式Linux系統的平臺上完成應用程序的設計，完成視頻圖像的采集、壓縮、傳輸，這部分主要完成的工作有：如何使用Video4Linux API庫函數實現圖像采集；如何實現視頻流的軟件壓縮；如何保證視頻流數據的實時傳輸。 本文實現了一種體積小、成本低廉、數字化的監控解決方案。該系統可滿足監控系統對數據傳輸可靠性和實時性的要求，具有廣泛的應用價值。
上傳時間： 2013-07-10
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本論文采用TOP-DOWN設計方法對PCI總線接口控制器的設計與實現進行了研究,對PCI總線協議做了比較深刻的理解和分析.本論文以PCI總線接口控制器的設計和實現為線索,闡述了PCI總線接口控制器設計、仿真及綜合、驗證的各個步驟,以及PCI板卡驅動程序的編寫和調試.作為PCI接口控制器下一步發展的前瞻性研究,還介紹PCI接口控制器DMA傳輸方式的實現思路及功能模塊劃分.在本論文的研究中,重點分析了PCI總線接口控制器的設計、對PCI總線協議的分析理解是進行PCI總線接口控制器設計的前提,而對PCI總線接口控制器的功能分析和結構劃分是設計的關鍵.本論文在對PCI總線接口控制器的功能分析和結構分析的基礎上,對PCI總線接口控制器的整體設計和子模塊的劃分和實現進行了詳細的分析闡述.通過本論文的研究,完成了PCI總線接口控制器的設計,并且通過編寫測試激勵程序完成了功能仿真,以及布局布線后的時序仿真,并設計了PCB實驗板進行了測試,證明所實現的PCI接口控制器完成了要求的功能.
上傳時間： 2013-04-24
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無線數據傳輸是指終端和監控中心通過無線網絡的方式進行數據通信。本文以ARM處理器S3C2440A為核心搭建硬件平臺，選用Linux作為嵌入式操作系統，實現了基于CDMA網絡的無線數據傳輸系統。 系統以ARM920T微處理器芯片S3C2440A和CDMA模塊Q2438F為實現核心。論文首先研究了基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統硬件平臺的架構，詳細分析了ARM最小系統中各個功能組成模塊；然后建立了嵌入式系統開發的arm-linux-gcc交叉編譯環境，重點研究了Bootloader和Linux內核的配置與編譯，并且在硬件平臺上移植了Linux操作系統。在ARM嵌入式Linux開發平臺上，研究了基于Video4Linux的USB攝像頭采集圖像的解決方案，即在Linux內核中加載Video4Linux模塊，通過V4L模塊提供的編程接口，操作USB攝像頭設備文件/dev/video0，并且采用內存映射方式截取視頻，完成了圖像采集的軟件設計。此外，論文還研究了在Linux環境下PPP協議撥號上網的實現方法，即通過AT指令初始化CDMA模塊，使之附在CDMA網絡上，通過編寫腳本程序的方法建立PPP連接，獲得網絡運營商ISP動態分配給數據傳輸終端的IP地址，從而實現了無線模塊撥號上網功能。在無線終端通過PPP撥號上網后，采用了客戶端/服務器端模式，運行套接字(Socket)應用程序，將設備采集到的圖像數據通過CDMA網絡后再經過Internet傳送到監控中心，實現了傳輸終端和監控中心之間的數據的發送與接收。 論文研究和實現的基于ARM嵌入式Linux和CDMA網絡的無線數據傳輸系統滿足設計要求，達到了預期目標。終端內嵌TCP/IP協議，可以通過CDMA網絡連接到互聯網，數據傳輸實時性強，為用戶提供透明的數據傳輸通道。相比于傳統的傳輸系統，它具有高可靠性、組網方便、可遠程控制等特點，因此在電力自動化、環保、交通監控等領域有著廣泛的應用，特別適用于移動環境、難于布線的場所和邊遠地區。
上傳時間： 2013-06-11
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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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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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