在嵌入式系統的開發過程中,仿真器是一個必不可少的開發工具。特別是對于初級嵌入式系統開發工程師,借助一個功能強大的仿真器進行開發工作,可以達到事半功倍的效果。一個嵌入式仿真、調試系統支持單步執行、設置斷點、觀察變量內容及寄存器內容等功能。開發人員可以通過各類調試功能觀察變量和寄存器的變化,從而可以很清楚的了解整個程序運行的狀況,及時的調整和修改程序,并不需要反復的向芯片燒寫程序,就可以完成對于程序的調試工作。 @@ 本文在分析了目前市場上常用仿真器的設計原理的基礎上,提出了以三星公司的S3C44BO ARM7處理器為主CPU,通過以太網接口進行數據傳輸的ARMJTAT仿真器的設計方案。利用這種仿真器進行程序調試,不僅可以大幅度的提高下載速度,還可以實現仿真器資源的共享,而且調試時程序是在目標板上運行,仿真更接近于目標硬件。 @@ 文中首先對于傳統仿真器的設計原理、作用、存在的問題進行了研究,然后提出了基于S3C44BO的以太網接口的ARM-JTAG仿真器的設計。該仿真器的設計主要分為以下幾步:第一,提出總體設計方案,包括硬件的設計及軟件的設計。第二,詳細介紹該仿真器的硬件結構設計和程序開發過程,其中特別對以太網接口的設計進行了研究。第三,總結了該仿真器的功能、特點。 @@關鍵詞:仿真器;S3C44BO;以太網接口;JTAG;LwIP
上傳時間: 2013-06-16
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從實際應用的角度出發介紹了內置HD61202 圖形液晶顯示模塊的結構特性,液晶顯示模塊的硬件接口電路及編程要點,并對其正常工作的條件、控制指令系統及編程思路進行了探討。
上傳時間: 2013-06-05
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現在,下一代嵌入式微處理器和軟件面臨著不斷減小的產品壽命。而由此產生的縮短的研發周期則要求設計者能夠在更短的時間內開發出更為復雜的處理器和軟件。為了解決這個問題,嵌入式系統的仿真逐漸成為在新的可編程結構的開發中必不可少的工具。對于嵌入式系統仿真核心的指令集仿真器,由于普遍使用的解釋型仿真器的性能較低,從十幾年前開始,人們就開始了對編譯型指令集仿真器的研究。但是,由于編譯技術的限制,它從來沒有能夠在商業產品中推廣。 ARM公司06年新推出的Cortex-M3系列芯片已經廣泛應用在無線傳感器網絡等領域。本文將針對基于ARM Cortex-M3的嵌入式系統設計出一個仿真平臺,以ARM Cortex-M3 所采用最新的Thumb-2 指令集作為目標指令集,設計了其仿真器,給出了一種優化的解釋型指令仿真機。 1.首先介紹了Thumb-2 指令集的編程模型,包括目標指令集支持的處理器的模式、寄存器和存儲器的組織。 2.其次建立了仿真平臺。在平臺的建立過程中,設計了結合編譯技術速度和解釋技術靈活性的仿真機;完成了Thumb-2 指令集體系結構的描述;實現了存儲器接口,從而可以滿足目標指令集對存儲器的訪問要求;介紹了ELF 文件格式,并設計了將ELF 文件中的指令和數據裝入存儲器的裝載程序。 3.最后以一個基于ARM Cortex-M3 處理器的機器小車嵌入式系統為例,對仿真平臺進行功能上的驗證。
上傳時間: 2013-07-19
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電液控制作為液壓控制的一個新分支,因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應用。電液控制系統的發展對電液控制技術提出了更高的要求,這必將促進電液控制技術的發展。本文在教研室多年電液控制經驗的基礎上,提出開發通用型電液系統數字控制器。 通過對電液控制技術的研究,了解電液系統的一般構成,結合多個具體實例,本文提出數字式電液控制器概念,以ARM微處理器為硬件核心,采用多種智能控制算法解決電液系統閉環控制問題。 數字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心,配有高速AD、DA轉換器。硬件設計注重通用性,具有多種輸入、輸出通道,可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數字量信。具有多種通信接口,可以實現近距離監控或者遠距離操控。人機交互通道豐富,具有報警、狀態指示、參數顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩定性、可靠性。軟件設計采用UC/OS-II嵌入式操作系統,內部集成多種智能控制算法,保證電液系統閉環控制取得良好的效果。開發模擬試驗系統,可以模擬電液系統現場的各種信號和閉環回路,實現實驗室調試。采用Visual Basic開發上位機軟件,配合控制器完成參數修改、保存,繪制實時監控曲線,控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統多樣性難題,客服模擬控制的缺點。研發出模糊自整定PID算法,它成功解決了閉環控制過程中設定信號不斷變化的難題。經過多次現場調試,目前控制器已經成功應用于國內多家企業的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統,在這兩種系統中成功取代進口國外模擬控制器,并且控制效果好于國外模擬控制器。關鍵詞:電液系統;ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
上傳時間: 2013-05-31
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USB接口的數據采集卡原理圖,USB接口的數據采集卡電路圖
上傳時間: 2013-08-02
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溫室技術是我國實現農業信息化的重要環節,溫度是溫室中的重要環境參數。實時控制是指在規定的時間內,系統必須做出相應的響應,是現代溫室控制發展的更高要求。隨著精細農業的發展,傳統的大棚已經不能滿足現代高精度、快速采集及響應的要求,由于溫度的滯后性和難調控性,溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優點,提出運用CPID硬件來實現數據采集,移植實時操作系統到ARM來實現復雜算法控制,采用高精度數字傳感器DS18820,并設計出混合PID模糊控制器來實現溫室的變溫管理,這對于現代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統溫室,優點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現傳感器周期性采集,改用CPID硬件產生數字傳感器所需的讀寫時序,這種“以硬代軟”的方案實時性好,且大大避免了軟件運行時的不穩定性、系統冗余等先天缺陷。(2)操作系統能實現多任務、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農業大學的華北型機械通風式連棟塑料溫室為試驗模型,選擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板,以PC機為宿主機,設計了實時溫度控制平臺。 主要工作: (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術及嵌入式實時操作系統的發展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網口模塊、uClinux操作系統模塊等系統完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真,得出混合PID模糊控制器較經典PID控制具有更快的動態響應、更小超調、抗干擾強的結論。 (5)最后,通過試驗數據驗證了整套系統實時采集的穩定性及可靠性,指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著半導體工藝的飛速發展和芯片設計水平的不斷進步,ARM微處理器的性能得到大幅度地提高,同時其芯片的價格也在不斷下降,嵌入式系統以其獨有的優勢,己經廣泛地滲透到科學研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心,結合蓋革一彌勒計數管對Time-To-Count輻射測量方法進行研究。ARM結構是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設計的,其指令集和相關的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多,使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現很高的指令吞吐量和實時的中斷響應。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器,其工作頻率可達到60MHz,這對于Time-To-Count技術是非常有利的,而且利用LPC2132芯片的定時/計數器引腳捕獲功能,可以直接讀取TC中的計數值,也就是說不再需要調用中斷函數讀取TC值,從而大大降低了計數前雜質時間。本文是在我師兄呂軍的《Time-To-Count測量方法初步研究》基礎上,使用了高速的ARM芯片,對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統進行了改進,進一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數器的測量范圍與測量精度。 首先,討論了傳統的蓋革-彌勒計數管探測射線強度的方法,并指出傳統的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法,對Time-To-Count測量方法的理論基礎進行分析。指出Time-To-Count方法與傳統的脈沖計數方法的區別,以及采用Time-To-Count方法進行輻射測量的可行性。 接著,詳細論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設計及相關程序的編制。 最后得出結論,通過高速32位ARM處理器的使用,Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高,對于Y射線總量測量,使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h,數據線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進行的輻射測量時,如何減少雜質時間以及如何提高計數前時間的測量精度,是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數管分別作為探測元件,在100U R/h到lR/h的輻射場中進行試驗.每個測量點測量5次取平均,得出隨著照射量率的增大,輻射強度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10%的范圍內,則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h,量程跨度近六個數量級。而用J33型G-M計數管作常規的脈沖測量,量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,充分體現了運用Time-To-Count方法測量輻射強度的優越性,也從另一個角度反應了隨著計數前時間的逐漸減小,雜質時間在其中的比重越來越大,對測量結果的影響也就越來越嚴重,盡可能的減小雜質時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強度輻射中是關鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質時間約為6.5 u S,所以在計算定時器值的時候減去這個雜質時間,可以增加計數前時間的精確度。通過實驗得出,在標定儀器的K值時,應該在照射量率較低的條件下行,而測得的計數前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標定來檢驗。這是因為在照射量率較低時,計數前時間較大,雜質時間對測量結果的影響不明顯,數據線斜率較穩定,適宜于確定標定系數K值,而在照射量率較高時,計數前時間很小,雜質時間對測量結果的影響較大,可以明顯的在數據線上反映出來,從而可以很好的反應出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關鍵的環節就是如何對計數前時間進行精確測量。經過對大量實驗數據的分析,得到計數前時間中的雜質時間可分為硬件雜質時間和軟件雜質時間,并以軟件雜質時間為主,通過對程序進行合理優化,軟件雜質時間可以通過程序的改進而減少,甚至可以用數學補償的方法來抵消,從而可以得到比較精確的計數前時間,以此得到較精確的輻射強度值。對于本輻射儀,用戶可以選擇不同的工作模式來進行測量,當輻射場較弱時,通常采用規定次數測量的方式,在輻射場較強時,應該選用定時測量的方式。因為,當輻射場較弱時,如果用規定次數測量的方式,會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當輻射場較強時,由于輻射粒子很多,產生脈沖的頻率就很高,規定次數的測量會加大測量誤差,當選用定時測量的方式時,由于時間的相對加長,所以記錄的粒子數就相對的增加,從而提高儀器的測量精度。通過調研國內外先進核輻射測量儀器的發展現狀,了解到了目前最新的核輻射總量測量技術一Time-To-Count理論及其應用情況。論證了該新技術的理論原理,根據此原理,結合高速處理器ARM7 LPC2132,對以G-計數管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進行設計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學性,該輻射儀的量程和精度均優于以前以脈沖計數為基礎理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優點。用戶可以定期的對儀器的標定,來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數造成的影響,通過Time-To-Count測量方法的使用,可以極大拓寬G-M計數管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數管而言,G-M計數管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,而用了Time-To-Count測量方法后,結合高速微處理器ARM7 LPC2132,此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內,核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍,而且精度也比傳統的脈沖計數方法要高,測量結果的線性程度也比傳統的方法要好。G-M計數管的使用壽命被大大延長。 綜上所述,本文取得了如下成果:對國內外Time-To-Count方法的研究現狀進行分析,指出了Time-To-Count測量方法的基本原理,并對Time-T0-Count方法理論進行了分析,推導出了計數前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關系,從數學的角度論證了Time-To-Count方法的科學性。詳細說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設計、軟件編程的過程,通過高速微處理芯片LPC2132的使用,成功完成了對基于MCS-51單片機的Time-To-Count測量儀的改進。改進后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據實驗結果總結出了Time-To-Count技術中的幾點關鍵因素,如:處理器的頻率、計數前時間、雜質時間、采樣次數和測量時間等,重點分析了雜質時間的組成以及引入雜質時間的主要因素等,對國內核輻射測量儀的研究具有一定的指導意義。
標簽: TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間: 2013-06-24
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地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現場設備之間的接口,有著四高(高安全,高可靠,高可維護,高可用)要求,目前信號系統廠家的傳統做法是整個信號系統產品由一家公司來完成,可是隨著技算機技術的快速發展,邏輯部份目前已可以采用通用COTS產品,而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產,因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業的發展方向。 為了滿足以上要求,本文從實際應用角度出發,使信號系統的產品更加的開放透明,設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O,從而使信號系統設計可以方便地和現場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計,以ARM為主處理器,整個系統無單點硬件故障,采集部分采用動態異或輸入設計,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品的標準,使系統的安全性,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,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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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內嵌的異步串行口(SCI)支持CPU與其它使用標準格式的異步外設之間的數字通訊,通過RS-232接口可以方便地進行DSP之間或與PC機之間的異步通信。而串行外設接口(SPI)是一個高速同步串行輸入/輸出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設計正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進行兩臺DSP的數據傳輸通信。同時還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴展電路,以便能實時監控數據的收發。此實例電路結構簡單易懂,非常適合剛接觸DSP的初學者使用,具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-07-01
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隨著我國加入WTO,我國逐漸成為世界縫制設備生產和銷售中心。在縫制設備行業占據極其重要地位的繡花機行業也因此而得到迅速發展,我國繡花機產量已占據全球繡花機產量的70%。但是,我國的繡花機行業在發展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產品結構和產品質量,我國的繡花機主要以中低檔為主,在噪聲、刺繡質量、效率、產品壽命以及維護性等方面與國外先進機型存在較大差距;另一方面是技術實力和創新能力,作為繡花機全部技術核心的控制器,國內能開發的公司屈指可數,缺乏有效的競爭,且技術實力和創新能力無法與國際企業相抗衡。 針對上述情況,本文分析了繡花機的工作原理和當前主流繡花機的控制方式及特點,在研究室已完成的中低速平繡型工業繡花機課題的基礎上,設計了一種基于硬實時嵌入式操作系統WinCE5.0,以32位RISC架構ARM9處理器S3C2440A為主控芯片,以MAXII系列CPLDEPM1270為接口芯片的高速繡花機控制器。整個繡花機以高速,高質量為目標,以伺服電機作為主軸驅動,步進電機作為X/Y軸驅動,帶USB接口和Ethernet接口,預留特種繡接口,帶高分辨率彩色觸摸屏,功能豐富,操作方便。 本文分7章,第一章闡述了課題背景,繡花機發展現狀和關鍵技術;第二章從原理出發完成了需求分析,硬件和操作系統選型和項目規劃;第三章完成了總體硬件系統設計并重點介紹了驅動系統,CPLD單元,主控制板的設計和各種資源的分配;第四章在分析WinCE及其項目開發流程和環境構建的基礎上,完成了軟件的總體框架設計并介紹了相關設計要點。第五章主要是驅動程序和運動控制模塊并以步進電機驅動的開發為例介紹了流驅動的開發過程和相關的技術要點。第六章設計了一種自主的內部花樣格式并完成了相應的測試。最后一章是對本課題的總結和展望。 本文不僅從項目研究與開發和軟件工程的高度詳細探討了基丁ARM和WinCE5.0的繡花機控制器的整個開發過程,也具體的從硬件設計,資源配置,軟件編寫,驅動開發,運動控制和花樣處理等多個方面進行了深入的分析和研究。本課題的工作對于高速高檔繡花機的開發具有很好的參考價值和實踐意義,對于提升國內繡花機行業在高端市場與國外企業的競爭力,提升民族品牌價值,改變國內繡花機控制器被少數公司所壟斷,增加良性有效競爭有積極影響。
上傳時間: 2013-06-29
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