在電力現代化建設中,提高發電機發電效率是其中重要的一環,氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發電設備,作為冷卻劑,它可以有效地提高其發電效率,但它又是一種易燃易爆氣體,所以使氫氣參數處于正常范圍,保證發電機高效、安全正常工作就變得至關重要,因此對氫氣參數進行實時監測有著重要的意義。 本論文研究和開發了基于ARM和CPLD的氫氣參數監測系統,首先簡要的分析了氫冷發電機系統對氫氣參數進行監測的必要性以及當前電力系統氫氣參數監控系統的發展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業務SMS、工控總線Modbus通信協議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現發電機系統多氫氣參數的現場實時監測系統的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統的核心。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字濾波,滿足系統對氫氣參數采集精度的要求。同時系統結合CPLD技術,用于解決系統內微控器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,系統的歷史數據存儲使用了SD卡作為存儲介質,系統并沒有直接使用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。 本論文的無線數據傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業務遠傳現場數據,設計了GSM模塊的軟件硬件,實現了報警等數據的無線傳輸,系統的有線傳輸采用了基于Modbus通信協議的RS485總線通信方式,采用這兩種通信方式使系統的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統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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電極壓力是電阻點焊的主要參數之一,電極壓力的恒定性、可調性對于保證焊點的質量是非常重要的,但是,目前生產中普遍使用的氣動焊槍,不具備調節電極壓力的功能。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節,從而實現復雜的焊接循環,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,運動平穩靈活。壓力控制系統采用32位的ARM微處理器作為核心,與采用傳統的單片機相比,系統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,在系統中移植了uC/OS-Ⅱ實時操作系統,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,充分發揮了ARM的性能,提高了系統的穩定性和實時性。 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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作為一種全數字化的現場通信網絡,現場總線以其可控性強、可靠性高、開放性好等優點。在實際應用中常常需要在不同種類的現場總線間進行數據通信以及用戶需要對不同種類的現場總線設備進行操作和控制。同時,工業測控系統在控制層采用現場總線技術,而在管理層采用以太網構成的企業信息網
標簽: ARMVxWorks BSP 現場總線 網關
上傳時間: 2013-05-25
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近年來,隨著控制系統規模的擴大和總線技術的發展,對數據采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前,很多設備需要實現從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時,隨著以太網技術的發展和普及,這些設備的串行數據需要通過網絡進行傳輸,因而有必要尋求一種解決方案,以實現技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協議的以太網通信進行研究和分析,在此基礎上,設計一個嵌入式系統一基于APM處理器的多路串行通信與以太網通信系統,來實現F8-DCS系統中多路串口數據采集和以太網之間的數據傳輸。主要作了如下工作:首先,分析了當前串行通信的應用現狀和以太網技術的發展動態,通過比較傳統的多路串口通信系統的優缺點,設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術,并結合F8-DCS系統數據量大和實時性高的特點,對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后,根據課題的實際需求,對系統進行總體設計和功能模塊劃分,并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網通信接口以及二者之間的數據傳輸接口的電路設計。在軟件設計上,對系統的啟動代碼、串行通信協議、串口驅動以及多串口與網口間雙向數據傳輸等進行了詳細的論述。最后,將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統I/O通訊網絡的測試與分析,達到了設計要求。
上傳時間: 2013-07-31
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隨著計算機技術、半導體技術、微電子技術技術的不斷融合,嵌入式系統的應用得到了迅猛發展。本文以嵌入式系統開發為背景,研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統及其在加密解密模塊中的應用。 本文在介紹了嵌入式系統和硬件實現Rijndael算法的研究現狀之后,簡要概述了Rijndael加密算法的結構、輪變換、密鑰擴展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結構、開發板平臺的選擇和板上主體硬件電路等相關內容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據嵌入式系統的一般要求,本文設計了一個基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心,并以嵌入式實時操作系統μC/OS-II為軟件平臺,在ARM ADS1.2環境下進行系統軟件開發。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優勢以及發揮了μC/OS-II可移植性好、穩定性和可靠性高的優點。 本文重點論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應用軟件部分中任務和模塊的流程設計。在該加密模塊應用軟件設計部分中,對各個任務的創建、定義、優先級設置和事件的定義、對文件的操作進行了設計,并且按照系統軟件設計的流程描述了模塊所有任務和部分子模塊的功能。
上傳時間: 2013-05-24
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嵌入式系統產品開發現已成為IT產業的主流發展方向之一,在不同應用領域的嵌入式系統產品開發中,都涉及到的一個共性關鍵技術是:嵌入式系統開發平臺的研究與設計。 本文密切結合實際科研項目,采用軟、硬件協同設計的研究方法,設計了一套基于ARM微處理器架構的嵌入式系統開發平臺,為應用系統的開發者完成了大部分共性的底層設計工作,并針對現代酒店客房管理與控制系統的功能要求,以此平臺為基礎,開發了一個樓層機控制系統,并成功運用于深圳某國際大酒店的客房控制系統中,驗證了本文研發成果的有效性和推廣應用價值。 論文首先分析了當前國內外嵌入式系統的研究現狀,然后研究了基于S3C44BOX開發板的硬件設計和實現過程,分別給出了電源模塊、MCU核心模塊、存儲器模塊、I/O接口模塊、通信接口模塊、調試以及系統擴展接口等主要模塊的設計方法和電氣原理圖;使用CPLD實現了多功能JTAG調試器,在SDT環境下完成了硬件調試工作;研究了嵌入式操作系統的移植技術,針對VxWorks操作系統下載與應用,開發了適用于S3C44BOX的板級支持包,成功完成了BootRom和VxWorks兩種映像的生成和加載;在論文的最后,研究了本平臺在酒店客房控制系統中的實際應用方法,設計其作為樓層機的實現方案,討論了網絡通信與控制的工作原理,并給出了主要程序的流程圖。
上傳時間: 2013-06-02
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偏振模色散(PMD)是限制光通信系統向高速率和大容量擴展的主要障礙,尤其是160Gb/s光傳輸系統中,由PMD引起的脈沖畸變現象更加嚴重。為了克服PMD帶來的危害,國內外已經開始了對PMD補償的研究。但是目前的補償系統復雜、成本高且補償效果不理想,因此采用前向糾錯(FEC)和偏振擾偏器配合抑制PMD的方法,可以實現低成本的PMD補償。 在實驗中將擾偏器連入光時分復用系統,通過觀察其工作前后的脈沖波形,發現擾偏器的應用改善了系統的性能。隨著系統速率的提高,對擾偏器速率的要求也隨之提高,目前市場上擾偏器的速率無法滿足160Gb/s光傳輸系統要求。通過對偏振擾偏器原理的分析,決定采用高速控制電路驅動偏振控制器的方法來實現高速擾偏器的設計。擾偏器采用鈮酸鋰偏振控制器,其響應時間小于100ns,是目前偏振控制器能夠達到的最高速率,但是將其用于160Gb/s高速光通信系統擾偏時,這個速率仍然偏低,因此,提出采用多段鈮酸鋰晶體并行擾偏的方法,彌補鈮酸鋰偏振控制器速率低的問題。通過對幾種處理器的分析和比較,選擇DSP+FPGA作為控制端,DSP芯片用于產生隨機數據,FPGA芯片具有豐富的I/O引腳,工作頻率高,可以實現大量數據的快速并行輸出。這樣的方案可以充分發揮DSP和FPGA各自的優勢。另外對數模轉換芯片也要求響應速度快,本論文以FPGA為核心,完成了FPGA與其它芯片的接口電路設計。在QuartusⅡ集成環境中進行FPGA的開發,使用VHDL語言和原理圖輸入法進行電路設計。 本文設計的偏振擾偏器在高速控制電路的驅動下,可以實現大量的數據處理,采用多段鈮酸鋰晶體并行工作的方法,可以提高偏振擾偏器的速率。利用本方案制作的擾偏器具有高擾偏速率,適合應用于160Gb/s光通信系統中進行PMD補償。
上傳時間: 2013-04-24
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雙基地合成孔徑雷達(簡稱雙基地SAR或Bistatic SAR)是一種新的成像雷達,也是當今SAR技術的一個發展方向,在軍用及民用領域都具有良好的應用前景,近年來成為研究的熱點。本文則側重于研究雙基地SAR的距離一多普勒(R-D)成像算法的實現。 在雙基地SAR系統及成像算法的研究方面,推導了雙基地SAR的系統分辨特性及雷達方程,分析了主要系統參數之間的約束關系。針對正側視機載雙基地SAR系統,本文對距離一多普勒算法進行了推廣。最后得到點目標的仿真結果。 在成像算法的FPGA實現上,在System Generator環境下對算法進行定點仿真。完成距離一多普勒成像算法的硬件實現,其中包括了FFT快速傅立葉變換、硬件乘法器、:Rocket I/O接口設計、DCM數字時鐘管理等主要部分。針對硬件實現的特點,對算法的部分運算進行了簡化。 為了對算法實現進行驗證,設計開發了該算法的硬件測試平臺。主要基于ML310評估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405,完成其硬件部分的設計,主要包括了Aurora協議接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中斷、時鐘等部分。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著微電子技術和電力電子技術的飛速發展,運動控制系統正朝著通用化、智能化、微型化的方向發展。目前,以數字信號處理器(DSP)和現場可編程門陣列(FPGA)為核心的運動控制卡已成為運動控制器的發展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機,將PC機強大的信息處理能力和開放式特點與運動控制卡的運動控制能力相結合,具有信息處理能力強、開放程度高、運動控制方便、通用性好的特點。因此,本文通過對運動控制技術的深入研究,開發了一款以DSP和FPGA為主控單元、基于PCI總線的運動控制卡。 首先,設計了運動控制卡硬件電路,對控制卡的DSP和FPGA外圍電路、PCI總線接口電路、模擬量輸出電路、編碼器信號采集電路、通用I/O接口電路等實現方法進行了詳細討論。 為提高控制卡的硬件集成度和可靠性,通過對FPGA的編程設計,在FPGA中實現了PCI總線目標設備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補電路、DAC接口電路、編碼器信號處理電路和數字I/O信號處理電路。 基于改進的數字PID控制器和前饋控制,設計開發了運動控制卡的位置閉環伺服控制器,并整定了控制器參數,獲得良好的伺服控制特性。 最后,采用WinDriver開發了控制卡的驅動程序,并詳細介紹了驅動程序的開發流程。
上傳時間: 2013-08-01
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目錄 第1章 概述 1.1 采用C語言提高編制單片機應用程序的效率 1.2 C語言具有突出的優點 1.3 AvR單片機簡介 1.4 AvR單片機的C編譯器簡介 第2章 學習AVR單片機C程序設計所用的軟件及實驗器材介紹 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C語言編譯器 2.2 AVR Studio集成開發環境 2.3 PonyProg2000下載軟件及SL—ISP下載軟件 2.4 AVR DEM0單片機綜合實驗板 2.5 AvR單片機JTAG仿真器 2.6 并口下載器 2.7 通用型多功能USB編程器 第3章 AvR單片機開發軟件的安裝及第一個入門程序 3.1 安裝IAR for AVR 4.30集成開發環境 3.2 安裝AVR Studio集成開發環境 3.3 安裝PonyProg2000下載軟件 3.4 安裝SLISP下載軟件 3.5 AvR單片機開發過程 3.6 第一個AVR入門程序 第4章 AVR單片機的主要特性及基本結構 4.1 ATMEGA16(L)單片機的產品特性 4.2 ATMEGA16(L)單片機的基本組成及引腳配置 4.3 AvR單片機的CPU內核 4.4 AvR的存儲器 4.5 系統時鐘及時鐘選項 4.6 電源管理及睡眠模式 4.7 系統控制和復位 4.8 中斷 第5章 C語言基礎知識 5.1 C語言的標識符與關鍵字 5.2 數據類型 5.3 AVR單片機的數據存儲空間 5.4 常量、變量及存儲方式 5.5 數組 5.6 C語言的運算 5.7 流程控制 5.8 函數 5.9 指針 5.10 結構體 5.11 共用體 5.12 中斷函數 第6章 ATMEGA16(L)的I/O端口使用 6.1 ATMEGAl6(L)的I/O端口 6.2 ATMEGAl6(L)中4組通用數字I/O端口的應用設置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事項 6.4 ATMEGAl6(L)PB口輸出實驗 6.5 8位數碼管測試 6.6 獨立式按鍵開關的使用 6.7 發光二極管的移動控制(跑馬燈實驗) 6.8 0~99數字的加減控制 6.9 4×4行列式按鍵開關的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中斷系統使用 7.1 ATMEGA16(L)的中斷系統 7.2 相關的中斷控制寄存器 7.3 INT1外部中斷實驗 7.4 INTO/INTl中斷計數實驗 7.5 INTO/INTl中斷嵌套實驗 7.6 2路防盜報警器實驗 7.7 低功耗睡眠模式下的按鍵中斷 7.8 4×4行列式按鍵的睡眠模式中斷喚醒設計 第8章 ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊 8.1 16×2點陣字符液晶顯示器概述 8.2 液晶顯示器的突出優點 8.3 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)引腳及功能 8.5 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)的內部結構 8.6 液晶顯示控制驅動集成電路HD44780特點 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作時序 8.10 8位數據傳送的ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.11 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位數據傳送的ATMEGA16(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.14 4位數據傳送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定時/計數器 9.1 預分頻器和多路選擇器 9.2 8位定時/計時器T/C0 9.3 8位定時/計數器0的寄存器 9.4 16位定時/計數器T/C1 9.5 16位定時/計數器1的寄存器 9.6 8位定時/計數器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C語言編譯器安裝 9.9 定時/計數器1的計時實驗 9.10 定時/計數器0的中斷實驗 9.11 4位顯示秒表實驗 9.12 比較匹配中斷及定時溢出中斷的測試實驗 9.13 PWM測試實驗 9.14 0~5 V數字電壓調整器 9.15 定時器(計數器)0的計數實驗 9.16 定時/計數器1的輸入捕獲實驗 ......
上傳時間: 2013-07-30
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