隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。在當今的工業(yè)控制領(lǐng)域，控制邏輯和功能變得越來越復(fù)雜，簡單的嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，而帶有高性能處理器以及完整操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的引入將逐漸成為工業(yè)控制自動化發(fā)展的方向。 本文對用于工業(yè)供水設(shè)備測控的工業(yè)供水測控系統(tǒng)展開研究。首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立通用的硬件平臺，對平臺的硬件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，特別是對于關(guān)鍵的接口電路進行了比較深入的研究，針對供水設(shè)備測控的不同要求，集成了多種接口電路。其次，在實現(xiàn)嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，建立了測控系統(tǒng)的軟件平臺，對接口電路驅(qū)動程序進行模塊化設(shè)計。最后，在研制出的測控平臺上，加入了電力參數(shù)與傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測電路以及開關(guān)量輸入/輸出電路，特別是對工頻交流信號有效值的測量進行了較深入的硬件設(shè)計以及軟件算法研究，并對測控系統(tǒng)的無線通訊部分進行了設(shè)計。 在上述工作的基礎(chǔ)上，開發(fā)出嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)樣機。工業(yè)現(xiàn)場近半年來試運行的結(jié)果表明：該基于ARM的嵌入式無線工業(yè)供水測控系統(tǒng)設(shè)計合理，性能穩(wěn)定可靠，達到了設(shè)計的要求。
標簽： ARM 嵌入式無線 工業(yè) 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-23
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傳感器是測控系統(tǒng)的重要組成部分，但有些傳感器，如增量式或絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器，因無配套的二次儀表，給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表，但價格昂貴，功能單一且功能無法擴展。為此，本課題以設(shè)計一種通用性強，功能擴展方便的測量儀表為目的，將計算機技術(shù)與嵌入式微處理器技術(shù)用于測量儀表當中，設(shè)計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括： 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎(chǔ)上，提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設(shè)計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設(shè)計實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)在ARM7微控制器上的移植。在此基礎(chǔ)上，對嵌入式系統(tǒng)進行了一定的擴展，編寫了LCD驅(qū)動程序，調(diào)用了串口通信，A/D轉(zhuǎn)換等模塊的API函數(shù)，建立了多任務(wù)環(huán)境，使儀表兼具PWM脈寬調(diào)制功能、數(shù)據(jù)采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器實驗、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構(gòu)建，降低了軟件設(shè)計的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性，縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過實驗驗證，該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數(shù)字信號。
上傳時間： 2013-04-24
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本課題是江蘇省“十一五”工業(yè)攻關(guān)項目“總線化智能多參數(shù)高精度檢測及控制儀表開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化(BE2006090)”。本項目要求多環(huán)境參數(shù)測控、多總線接口，選擇具有豐富接口的高速處理器作為本項目的核心。為滿足多參數(shù)測控精度和多網(wǎng)絡(luò)接口通訊可靠性，嵌入式設(shè)計是應(yīng)用系統(tǒng)的理想選擇。本文所研究的多參數(shù)測控裝置是以三星公司生產(chǎn)的32位ARM微處理器S3C2410為核心的嵌入式系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實時地獲取水環(huán)境參數(shù)，為水環(huán)境和多總線接口提供基本的數(shù)據(jù)和控制信息。 本文詳細地介紹了MODBUS和CAN-BUS總線協(xié)議和通訊原理，闡述了水產(chǎn)養(yǎng)殖幾個重要環(huán)境參數(shù)一溶解氧、溫度、PH值的檢測算法原理、以及傳感器調(diào)理電路和溫度、溶解氧的控制策略，進行了測控系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和各個模塊的原理設(shè)計，實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的移植，編寫了驅(qū)動程序。在基于QT/E環(huán)境下實現(xiàn)了系統(tǒng)的測控和總線通訊部分上層軟件設(shè)計。提出并實施了系統(tǒng)測試方案，成功地完成了測控系統(tǒng)的硬件、軟件測試、以及通信功能測試和現(xiàn)場在線測試。 本論文的研究開發(fā)工作是在實踐的基礎(chǔ)上完成的，實驗結(jié)果證明該系統(tǒng)充分利用了S3C2410芯片提供的資源，具有高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，在各個方面的性能比傳統(tǒng)的水環(huán)境參數(shù)測控系統(tǒng)有很大提高，通過測試實現(xiàn)了預(yù)期的各種功能，完全達到預(yù)期要求。
標簽： ARM 網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境 參數(shù)
上傳時間： 2013-06-28
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通過駐極體話筒對音樂聲量進行采集后，把采集的信號進行放大整流濾波，并通過555構(gòu)成的壓控振蕩器把音樂的聲量信號轉(zhuǎn)化成變化的振蕩頻率，即通過聲量的大小來產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振蕩信號，再經(jīng)過二進制計數(shù)器對該振蕩輸出的脈沖進行計數(shù)輸出四種不同的狀態(tài)，通過二-四譯碼器對計數(shù)器輸出狀態(tài)進行譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的選通信號控制燈流接口電路 ，接口電路驅(qū)動一列信號指示燈,實現(xiàn)燈流速度隨音樂聲量大小而相應(yīng)變化的效果。
上傳時間： 2013-04-24
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介紹了一種高速、高性能的單片機C8051F330，該單片機內(nèi)部集成了眾多的功能部件，是真正的混合信號在片系統(tǒng)。本文對單片機的功能和特點做了詳細的介紹，并以一個實際的多路溫濕度測控系統(tǒng)為例，給出
標簽： C8051F330 單片機 多路 溫濕度測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-28
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隨著國民經(jīng)濟和電力工業(yè)的飛速發(fā)展，使得對電力系統(tǒng)自動化和信息化水平的要求也越來越高。變電站系統(tǒng)作為電網(wǎng)的重要基本環(huán)節(jié)，其自動化水平的高低直接影響著電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平，于是變電站綜合自動化系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展和推廣應(yīng)用，成為衡量電力企業(yè)自動化水平的重要依據(jù)。而安全可靠的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)又是實現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)的根本保證。 變電站是輸配電系統(tǒng)中的樞紐環(huán)節(jié)，它是電力系統(tǒng)的重要部分。而作為變電站綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)地測控單元是其非常重要的組成部分，它的性能的優(yōu)劣直接影響著變電站綜合自動化系統(tǒng)整體的高效、安全的運行。 隨著電壓等級和電網(wǎng)復(fù)雜程度的提高，供電半徑和輸配電容量的加大，采用傳統(tǒng)的變電站一次和二次設(shè)備已越來越難以同時滿足：“降低變電站造價，提高變電站的安全和經(jīng)濟運行水平”這兩方面的要求。為此，很有必要研制和開發(fā)以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的各種電壓等級的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備。 本論文以變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，提出并研究了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元。文中從當前各種模式的變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合計算機技術(shù)發(fā)展的趨勢，詳細介紹了該現(xiàn)地測控單元的原理與構(gòu)成及其特點；著重分析了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C4510B為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件硬件設(shè)計原理，給出了硬件原理圖；對于該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ的移植、系統(tǒng)軟件的設(shè)計等問題本文作了系統(tǒng)、細致的論述，并給出了相關(guān)的設(shè)計程序。 新型嵌入式智能變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元提供了更快的通信速度以及更強的處理能力，它的應(yīng)用必定會提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信能力，而且使變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性更高，經(jīng)濟性方面也具有更強的優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-06-21
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新型樓道聲控?zé)粝到y(tǒng)，絕對原創(chuàng)。程序和硬件調(diào)成通過，里面有原理圖和程序，主控IC是大家熟悉的 89S52.
標簽： 畢業(yè)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-11
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航天測控通信網(wǎng)是航天工程的重要組成部分。迄今為止，我國已建成“C頻段測控網(wǎng)”，及正在建設(shè)的“S頻段測控網(wǎng)”和“TDRSS測控網(wǎng)”。測距單元是測控系統(tǒng)基帶設(shè)備中的重要功能單元，為航天飛行器提供定位元素。目前，在航天測距系統(tǒng)中側(cè)音測距技術(shù)具有最高的測距精度。本文以中國電子科技集團第十研究所某項目為背景，對側(cè)音測距系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細的研究，提出了一些改進測距精度的方法，最后用FPGA實現(xiàn)了側(cè)音測距功能單元。 本論文主要完成以下工作： 1)完成了直接數(shù)字頻率合成的雜散分析。采用嚴格的信號分析方法，運用離散傅立葉變換(DFT)和傅立葉變換(FT)，推導(dǎo)了理想狀態(tài)和相位截短條件下的DDS輸出頻譜的數(shù)學(xué)表達式，并利用systemview仿真軟件建立了DDS相位截短模型，通過仿真驗證了分析結(jié)論的正確性。 2)改進了TT&C系統(tǒng)中經(jīng)典的FFT頻率引導(dǎo)算法，增加了頻譜對稱性分析，在實現(xiàn)頻率引導(dǎo)的同時完成了防載波頻率錯鎖的功能。 3)首次采用基于正交雙通道相關(guān)原理的數(shù)字相關(guān)相位估計法來實現(xiàn)次側(cè)音匹配和解模糊，降低了設(shè)備復(fù)雜度，提高了測距精度。針對低信噪比的情況，提出了基于平滑濾波的數(shù)據(jù)處理方法，提高了相位測量精度。對測距信道中加限幅器導(dǎo)致的測距信號信噪比惡化程度做了深入的理論分析。最后，分析了測距誤差，并對其中一些引起測距誤差的因素提出了改善方法。 通過本論文的工作，成功的完成了TT&C側(cè)音測距終端的研制，系統(tǒng)現(xiàn)已通過測試，達到系統(tǒng)任務(wù)書的各項指標要求。
標簽： FPGA TTC 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著嵌入式控制在工業(yè)領(lǐng)域的不斷滲入，進入21世紀之后，基于ARM體系Linux操作系統(tǒng)的嵌入式一體化工業(yè)控制系統(tǒng)成為了工業(yè)控制的主要發(fā)展方向，ARM芯片不僅體積小，功耗低，而且功能強；Linux由于其開源，穩(wěn)定以及成本低的優(yōu)點，在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 本文研究的主要內(nèi)容是基于Linux操作系統(tǒng)ARM體系的嵌入式工控一體機設(shè)計與實現(xiàn)。該嵌入式工控一體機是基于Motorola公司研發(fā)的ARM9嵌入式系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的設(shè)備，整個系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)精簡，并有很高的執(zhí)行效率。它根據(jù)特定的工業(yè)控制對象定制特定的模型與控制算法。另外，該設(shè)備自身還具備各種數(shù)字PID控制算法，實現(xiàn)PID閉環(huán)控制。可以應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中的各類被控設(shè)備，以及為高校自動化控制實驗和工業(yè)應(yīng)用研究提供解決方案。它的軟件編程由Qt集成開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)，Qt是基于C++的針對構(gòu)造圖形用戶界面（程序）所使用的GUI工具包，它速度塊，易于使用，并具有很好的可移植性。 本文首先對嵌入式系統(tǒng)進行選型，然后提出了系統(tǒng)的軟硬件整體架構(gòu)和系統(tǒng)的啟動流程。接著介紹了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建，包括啟動加載器的設(shè)計和實現(xiàn)，Linux內(nèi)核的移植，設(shè)備驅(qū)動程序的編寫以及圖形用戶界面的實現(xiàn)。最后，詳細介紹了一個具有創(chuàng)新性的案例作為該嵌入式Linux工控一體機作為通訊和控制終端的典型應(yīng)用。 該嵌入式Linux工控一體機具有極好的實用性和應(yīng)用前景，并且其設(shè)計和實現(xiàn)過程對于其它嵌入式平臺也具有很好的參考價值。
上傳時間： 2013-07-27
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文章開篇提出了開發(fā)背景。認為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態(tài)的遠距離監(jiān)測成為了可能，同時由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來，數(shù)字電源的研究勢頭與日俱增，成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關(guān)電源占了世界市場的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對系統(tǒng)方案和電路進行了較為具體的設(shè)計，并通過測試取得了預(yù)期結(jié)果。測試證明該方案能夠適合本行業(yè)時代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡單，精度更高，通用性更強。同時該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計框圖和實現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細的比較。本論文的設(shè)計方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡單，精度更高，通用性更強。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號來自主回路的電流取樣，電壓反饋信號來自主回路的電壓采樣。再將這兩個信號分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實現(xiàn)閉環(huán)控制。同時用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號則由單片機或電位器提供。再次，文章對各個模塊從理論和實際的上都做了仔細的分析和設(shè)計，并給出了具體的電路圖，同時寫出了軟件流程圖以及設(shè)計中應(yīng)該注意的地方。整個系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環(huán)境開關(guān)量檢測、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號采集、負載電壓信號采集、負載電流信號采集、以及對信號的一階數(shù)字低通濾波。由于整個系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題，減輕了DSP的負擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達到閉環(huán)控制的目的。 最后，對數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對比測試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時也提出了一些需要改進的地方，認為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會隨著使用時間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動并對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險。在當前對產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達到了設(shè)計要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計要求。但對于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進的地方，比如改進主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
標簽： FPGA DSP 數(shù)字化 開關(guān)電源
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