超聲波流量計以非接觸、精度高、使用方便等優點,在氣象、石油、化工、醫藥、水資源管理等領域獲得了廣泛的應用。近年來,隨著數字處理技術和微處理器技術的發展,超聲波流量計作為一種測量儀表也得到了長足進步。本課題將ARM微控制器用于流量測量儀表的研制,拓展了儀表的開發空間,符合嵌入式技術的發展方向。 本文詳細介紹了超聲波時差法流量測量原理及基于LPC2214的超聲波流量計系統設計方案和軟硬件實現方法,并對測時算法進行了詳細討論。通過分析和借鑒國外超聲波流量測量的先進技術和方法,得出了改進的時差法測量方案。系統硬件設計了超聲波發射、接收及放大電路,采用高速模數轉換器數字化接收信號,并對ARM系統電路中的電源電路,存儲器電路,通信接口電路等進行了詳細介紹。系統軟件詳細分析了嵌入式操作系統uClinux的移植方法,給出構建ARM-uClinux平臺的步驟,并基于此平臺,完成了系統軟件設計。測時算法運用數字濾波技術提高信號信噪比,采用方差比檢驗方法和插值算法,提高測時定位精度。 系統設計良好的人機交互界面和通信調試接口,提高了ARM系統的軟件開發調試效率;在保證流量計系統功能的同時,盡量簡化硬件電路設計,降低研制成本,使設計更具合理性。
上傳時間: 2013-04-24
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上傳時間: 2013-08-04
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電液位置伺服系統具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現各種參量反饋等優點,因此它已經遍及國民經濟和軍事工業的各個技術領域。近年來,對電液位置伺服系統的快速性、穩定性、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核心的控制器,起到更為關鍵的作用。 現階段,嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點,已經在工業控制領域得到了廣泛的應用,如工業過程、遠程監控、智能儀器儀表、機器人控制、數控系統等,嵌入式微處理器嵌入實時操作系統,可以克服傳統的基于單片機控制系統功能不足和基于PC的控制系統非實時性的缺點,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為研究對象,按照系統的控制要求,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。本系統控制器的開發設計中,在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎上,通過外部擴展,使得系統控制器具有豐富的硬件資源,開發了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,通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ實時內核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中,并編寫了A/D、數字濾波、D/A(PWM)等軟件程序,通過編譯、調試、驗證,程序運行正常。在對電液位置伺服系統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控制。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要研究一種在嵌入式系統上的GPS終端的軟件設計方法。隨著GPS技術在包括道路測控、汽車導航、交通管理、石油勘探、海上作業和緊急救援等軍事和民用的眾多領域中的越來越廣泛的應用和發展,GPS系統對生產、生活的影響也愈加深遠。另一方面,硬件開發與嵌入式操作系統以及軟件研發技術的不斷發展促使移動計算技術在手持設備中也得到廣泛的應用,掌上電腦(PDA)與智能手機等移動式計算系統日益普及,功能日漸完善,在手持式設備中實現GPS移動定位、導航等功能具有良好的市場前景。 鑒于嵌入式GPS系統要求處理速度快,占用存貯空間小,根據嵌入式系統的人機交互特點,論文采用基于ARM架構的S3C2410處理器作為基礎硬件平臺,以OpenSource的Linux作為操作系統平臺,MiniGui為圖形用戶界面支持系統,SQLite為數據庫管理系統研究并設計了應用嵌入式地圖的GPS定位系統。 該系統不僅為用戶提供基本的地圖信息,還利用GPS儀器實現在地圖上定位功能,使用戶獲得當前位置相關的附屬信息。該系統簡單可行,不依賴其他服務器工作,可用在移動設備、車載導航等領域。 論文研究了Linux在嵌入式系統中的應用與MiniGUI圖形界面和SQLite數據庫系統向Arm-Linux系統上的移植;闡述了Linux下觸摸屏驅動的設計與應用;分析了GPS系統中地理坐標系統的定義和坐標轉換基本原理;根據轉換公式實現地理經緯度坐標、平面直角坐標以及屏幕窗口坐標間的相互轉換;分析了MapInfo電子地圖文件的基本格式;設計了用于存儲地圖信息及附屬信息的SQLite數據庫;通過Linux與GPS接收器的通訊從GPS設備采集定位信息并進行解析;在MiniGui上實現電子地圖與定位信息的顯示,支持觸摸屏上的人機交互;并在電子地圖上實現放大縮小、測距、查詢等基本功能。 論文最后同時給出了目標系統的實現結果,并分析了系統設計中的一些不足,提出了在以后的工作中改進系統效能的設想。
上傳時間: 2013-04-24
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WIM動態稱重系統的研究對于保護公路的正常使用有著非常重要的經濟利益和社會價值。針對我國公路WIM系統的研究現狀和存在的問題,提出了新的思路、解決辦法和改進措施,用以提高整個WIM系統的各項性能指標。 基于ARM的壓電薄膜軸的車輛動態稱重系統的嵌入式研究與設計,致力于提高WIM系統精度等各項性能指標,其采用了高新的軟硬件技術,是一個比較有研究意義的課題。 本文首先從分析稱重原理入手,提出了一個改進的系統整體設計方案,在該方案的前提下,通過不斷地試驗修改,搭建了一個基于Labview的現場模擬實驗系統,為下一步研究和整個系統的實現打下了堅實的基礎。本文所做的具體工作,概括起來有如下幾點: 第一,簡要地介紹了基于壓電薄膜軸的WIM系統原理、影響因素以及課題研究的意義等; 第二,給出了系統整體設計方案,并設計了多個信號調理電路,諸如電荷放大電路,隔離電路以及濾波電路等; 第三,采用了32位的微處理器,并采用了一種比較完善的數據處理方法,提高了系統的軟硬件技術,在此基礎上研究設計了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系統平臺,完成了系統的軟硬件設計、實現及操作系統移植; 最后,設計并實地進行了一個新的試驗,即基于LabVIEW8.2的數據采集卡的現場模擬試驗,給出了試驗結果和分析。該試驗方便于測量與數據采集,可得到較為精準的現場數據,為后續的數據處理打下了基礎;
上傳時間: 2013-07-29
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本文首先提出了課題的意義。然后對導航終端的設計進行了概述,分析了導航終端實現所需要的主要技術,研究了嵌入式系統的基本組成以及ARM9嵌入式系統的開發環境及開發方法。之后本文給出了總體設計,研究了系統軟硬件平臺的搭建。最后詳盡地給出了導航終端的實現。設計的導航終端以嵌入式微處理器為核心,包括GPS模塊、LCD和觸摸屏模塊。主要完成了人機交互界面的設計、電子地圖的繪制。在研究了Maplnfo矢量地圖格式的基礎上提出了采用衛星遙感地圖的設想,并且利用MiniGUI在嵌入式開發平臺上顯示出來,實現了支持矢量地圖與衛星遙感地圖顯示的雙重功能,完成了地圖的放大縮小與漫游功能。最后實現了通過串口接收GPS數據,并結合地圖數據成功實現了導航定位功能。 本課題的研究是在Linux操作系統與HHARM9-EDU開發平臺下完成,重點是操作系統與圖形用戶接口的移植,及電子地圖的顯示與導航功能的實現。本課題給出了一個導航終端的具體實現方案,并進行了設計與實現。實現了導航終端接收GPS定位信息,并結合GIS技術,在電子地圖上實時顯示終端當前位置和移動狀態的功能。本系統設計新穎,功能完善,有很強的實用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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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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隨著新的控制算法的應用和電子技術的發展,移動機器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網絡化方向發展,對控制系統也提出了更高的要求。移動機器人要實現高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤,必須依賴先進的控制策略和優良的運動控制系統。 導航是移動機器人最具挑戰性的能力之一,機器人感知、定位、認知及運動控制的性能是決定導航成功的關鍵因素。根據課題“仿生導航系統”的要求,本文選擇“主控制器+運動控制器+英特網遠程無線監控”結構進行導航移動機器人控制系統的設計。首先分析導航移動機器人體系結構,建立機器人運動學模型,最后詳細闡述控制系統的全部開發過程,包括控制系統需求分析、總體設計、功能模塊的劃分及軟硬件的設計與實現,并對無線通信及英特網通訊做了一些基礎研究,開發了無線通訊模塊軟件和上位機軟件。 在控制系統的硬件設計方面,主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運動控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機無線通訊單元的電路設計。軟件方面,在μC/OS-Ⅱ實時操作系統的多任務環境下,利用其任務調度功能,合理地協調和組織了控制系統的各項硬件資源,提高了整個系統的實時性和可靠性。上位機采用的無線通訊、Internet 通訊以及可視化監控程序界面,讓用戶可以方便直觀地遠程觀察和控制機器人。 該控制系統的研制為仿生傳感器性能測試提供了一個良好的實驗平臺,經過實驗,驗證了系統的可行性,系統的各項功能及控制精度滿足設計要求。
上傳時間: 2013-05-22
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數字攝影的興起不可避免地引起了數碼相框的發展,因為僅有不到35%的數碼照片被打印。數碼相框的基本原理就是采用普通相框的造型,把原來相框中間的照片部分換成液晶顯示屏,配上電源,存儲介質等,使得同一個相框內可以循環播放照片,比普通相框的單一顯示功能更有優勢。從2007年開始,數碼相框的市場關注度開始激增。在2008年,數碼相框市場呈現高速發展的態勢,具有極高的潛在市場價值。 本論文以此為出發點,進行數碼相框軟件的開發研究工作。作為一款嵌入式產品,核心部件CPU采用了性能價格比、性能功耗比都很高的ARM架構處理器之中的一款——三星S3C2440A,顯示器采用了支持雙精度掃描的液晶顯示屏。軟件方面,Bootloader采用較為成熟的u-boot-1.1.4,Linux內核的版本為2.6.12,系統命令集由busybox構成。利用ARM處理器對Linux系統良好的移植性、自帶的LCD控制器、音頻控制器、SD與USB控制器的特點,進行圖像顯示、音頻播放與文件管理。對于目前大部分數碼相框在圖片瀏覽和文件管理功能上的不足,本設計的圖像顯示功能充分利用了觸摸屏功能,實現了圖像的觸摸式移動,使用戶可以自由的觀看放大后的圖像;文件管理功能則設計成了類似windows的文件瀏覽器,不僅具有豐富的文件管理功能,而且使習慣了windows的廣大用戶可以很快的熟悉此功能,并為將來升級為下一代的細分產品——數碼相冊做好準備。 本設計的核心是基于ARM平臺的系統移植與基于QT的應用程序設計。首先根據系統的總體設計思路選擇合適的硬件組合;然后在此基礎上進行u-boot的移植,嵌入式Linux的移植,QT Embedded/Qtopia的移植,以及最后QT圖形界面的設計。
上傳時間: 2013-04-24
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運算放大器的基本工作原理,包括非倒相放大電路、倒相放大電路、差分放大電路。還有一些放大器電流電壓的計算方法
上傳時間: 2013-07-06
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