傳統的基于PC機的圖像處理系統,體積龐大,不具有便攜性,而限制了其在移動通信、便攜設備等領域的應用。開發低功耗、小型化、便攜性的嵌入式圖像處理系統具有現實的意義和廣泛的應用用前景。本文對系統進行功能分析和總體設計,選取LPC2104作為核心單元,介紹了ARM的嵌入式硬件平臺的設計與實現,包括系統基本模塊的硬件設計和開發過程,具體有電源電路和時鐘電路、存儲電路、USB攝像頭接口電路和LCD電路等,完成了Linux操作系統內核的定制和交叉編譯、BootLoader、驅動程序的開發,對圖像進行灰度化和均衡化等預處理,得到比較清晰的圖像。最后總結了本課題研究所取得的成果及其不足之處,對研究進行了總結和展望。
上傳時間: 2013-07-20
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二十世紀九十年代以來,隨著嵌入式系統的蓬勃發展,嵌入式技術開始滲透到數控領域,傳統數控技術與嵌入式技術相結合,新型嵌入式數控技術進入一個高速發展的階段。激光切割由于具有切割尺寸質量好、速度快、精度高、效率高等優點,在工業數控系統中具有非常廣泛的應用。基于嵌入式的激光切割數控系統是嵌入式技術在激光切割應用中新的探索,對于激光加工工業有著重要的意義。本文以ARM與R8C為平臺,對以激光切割為應用的嵌入式數控系統的設計進行了研究。 本文介紹了嵌入式數控系統的原理、體系結構和硬件組成以及激光切割和原理、發展和特點,然后從硬件和軟件兩個方面對系統的具體設計進行了研究。介紹了上位機ARMS3C44B0和下位機R8C/17的特點,執行機構步進電機的控制原理,對外圍設備相關設計進行了研究,包括上位機ARM S3C4B0的串口通信、LCD顯示、觸摸屏的設計,已及下位機R8C/17的串口通信與對步進電機的控制。介紹了嵌入式操作系統UC/OS-II的原理及特點,UC/GUI的特點及應用。對系統各功能模塊的軟件設計進行了研究,包括嵌入式操作系統上任務的設計和通訊、系統人機界面的設計。研究了兩種激光切割路徑的算法,包括通用的來回掃描切割算法以及作者研究的實際路徑切割算法。
上傳時間: 2013-07-22
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發電機是電力系統的關鍵設備,如何有效監測發電機的工作狀態一直是電力部門研究的重要課題之一。發電機可以正常工作,其中絕緣體部分起著不可或缺的作用,以前的發電機絕緣體監測系統都存在著一些不足,比如精度低,適用范圍窄等?;诖嗽颍疚慕榻B了FJR裝置,它可以用來監測發電機絕緣體是否出現過熱或老化的情況,為發電機的安全運行提供了保障。該裝置具有很高的靈敏度,可適合于空冷、水冷等不同發電機。整個檢測系統分為氣路和電路兩部分,氣路部分負責將發電機絕緣體的狀況轉化成電流信號,而電路部分負責對這些電流信號進行處理。文中將FJR系統的氣路部分等效為一個黑盒子,而重點介紹其電路部分。電路部分主要的功能是采集從氣路傳送過來的兩路電流信號,并進行計算和分析,決定是否報警,同時將采集到的數據和分析的結果定性地顯示給工作人員。 本文第一章介紹了課題的研究背景,并在此基礎上提出了課題的必要性和研究方向;第二章從整體入手,對監測系統的功能進行了分析,明確了要實現的功能和目標,并提出了使用ARM做上位機,負責系統控制和界面顯示,DSP做下位機負責信號的采集和計算;后面幾章則分別介紹了系統的各個模塊;第三章主要介紹嵌入式系統及其軟件開發,包括系統的設計以及各個功能的實現,比如串口通信、CF卡存儲等等,從本章中可以了解到系統的界面顯示內容和鍵盤操作步驟;第四章介紹了負責信號采集和計算的DSP系統,并且詳細介紹了實現各項功能時所用到的外部設備,包括RTC時鐘,AD采樣芯片等;本章接下來闡述了DSP和ARM兩個模塊如何通過雙口RAM實現通信以及通信幀的格式;第五章介紹了系統中的一些硬件電路,包括模擬放大器等,使得讀者可以更全面地了解本系統,同時在本章作者還總結了一些電路板設計的心得和體會。論文最后一章對本文所做的工作進行了總結,指出了需要改進之處,也指明了以后進一步研究的任務和方向。
上傳時間: 2013-04-24
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機械手是自動裝配生產線上必不可少的設備,它可以模擬人手臂的部分動作,按預定的程序、軌跡和要求,實現抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質量和在惡劣環境下作業等方面,起到了積極的作用。嵌入式系統是近年來發展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統,它的特點是高度自動化,響應速度快等,非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統的功能要求,研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數控系統的方案。嵌入式ARM處理器,具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優點,但其很難在處理大數據量、復雜算法時保證系統的靈活性和實時性。DSP作為數字信號處理的核心器件,能夠實時快速的完成控制算法運算,由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右,不適合高速輸入輸出;FPGA芯片高速輸入輸出數據,時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現各種接口的邏輯時序,豐富的接口使得該系統能夠方便的進行移植,擴展了該系統的應用領域,從而提升了其性價比,通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結合,發揮各自的優勢,使系統具有程序設計靈活、以太網通信、大容量存儲、高速數據輸出、可移植等特點,既滿足高速機械手自動控制的要求,同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明,基于ARM和DSP構建嵌入式數控系統的應用方案全可行、合理,同傳統的人機交互系統設計相比,能大量地減輕研發任務,提高發速度,能夠在短時間內得到控制性能優秀的數控系統。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著金融行業的不斷發展,IC智能卡正在并已經融入當今信息技術的主流,人們已愈來愈多地開始接受和使用IC智能卡。根據應用環境的不同,傳統的IC卡讀寫機具可以分為兩種:座式IC卡讀寫器和IC卡手持POS機。無線局域網、嵌入式系統和生物鑒別三種技術相結合的IC卡手持POS機是一種很好的方式。因此我們提出了一種基于ARM+DSP協作架構的射頻IC卡無線手持POS機設計方案。 本文首先介紹了ARM+DSP嵌入式系統,指紋識別技術和無線數傳技術,提出了ARM+DSP協作架構的雙處理器連接方案。之后,給出了系統的總體結構圖,包括硬件部分和軟件部分。 硬件部分為ARM和DSP兩個子系統,分別以LPC2210和TMS320VC54025為核心,加上存儲器和各種外設。詳細說明了兩個CPU通過HPI主機方式進行通信、主機系統的主控處理器LPC2210外設的接口電路設計。 軟件部分包括嵌入式μ C/OS-Ⅱ移植要點,任務設計,驅動程序設計等。詳細說明了在嵌入式μ C/OS-Ⅱ平臺中,顯示任務,鍵盤任務和IC卡讀寫任務設計過程以及它們的驅動程序的代碼的編寫。 本課題的研究己取得階段性成果,能夠實現一些基本的功能。
上傳時間: 2013-06-07
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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,軟件硬件均可裁剪,能滿足應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。隨著信息技術、計算機技術、網絡技術的發展,嵌入式技術得到了廣闊的發展空間。其中ARM微處理器憑借體積小、功耗低、成本低而性能高等優點,己被成功應用于移動通信、手持設備、多媒體數字消費等諸多嵌入式領域。ARM也逐步成為了嵌入式的代名詞。另外,嵌入式操作系統經過多年的發展目前也已十分豐富,特別是自由免費軟件Linux的出現。Linux憑借源碼開放、內核可裁減、功能豐富、運行穩定等優勢,被移植到了多種不同結構的CPU和硬件平臺上,且得到了大量優秀開發工具軟件的支持。 本論文的目的是建立一個以ARM為基礎的嵌入式linux系統控制平臺.本文詳細介紹了整個系統平臺的研究開發和設計實現過程。論文首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統的特點和當前的發展概況。再闡述了以AT91RM19200為核心的開發平臺的硬件組成,詳細研究了硬件平臺設計過程,平臺的外圍配置包括存儲模塊、串口模塊、 CAN總線模塊、以太網模塊、USB模塊及JTAG調試模塊、實時模塊等多種功能模塊,包括各個功能模塊的芯片選擇和原理圖,還對硬件電路設計的注意事項進行了探討。再以此硬件平臺為基礎,詳細的論述了嵌入式Linux系統開發流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux內核的編譯與裁減、文件系統的制作、驅動程序的編寫等。最后對系統性能進行了測試,通過測試表明平臺達到設計要求,性能穩定。
上傳時間: 2013-04-24
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GPS(全球定位系統)是一種全方位的實時定位技術。隨著GPS技術的發展,基于PC機的導航定位系統由于其價格及功耗較高已不能滿足社會發展的需要,脫離PC端的嵌入式導航定位技術迅速發展起來。如今以ARM處理器作為主CPU的嵌入式硬件平臺,幾乎已經成為信息產業的硬件標準。一方面,它具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高等特點;另一方面,它為高速、穩定地運行嵌入式操作系統提供了硬件基礎。因此由基于ARM處理器的硬件平臺和嵌入式操作系統構成的嵌入式系統已經被廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各種領域。本文就對基于ARM的GPS定位系統的開發進行了研究與實現。 本文主要對以下三個方面的技術進行了研究:一是對GPS技術進行了介紹,介紹了GPS技術的發展、原理、特點、系統組成和定位方式;二是搭建基于ARM的硬件平臺;三是對Windows CE操作系統的開發進行了詳細的描述。 硬件平臺設計以三星公司的ARM920T核的S3C2440A為微處理器,根據系統要求完成S3C2440A外圍器件的設計,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB和串口通信的電路設計。而GPS模塊使用了GPS25LVS12通道的GPS接收機,并對GPS與ARM的通信接口和數據格式進行了描述。硬件系統設計采用了冗余設計,為以后系統的升級提供了空間。 在嵌入式操作系統上,我們選擇的是Windows CE操作系統。詳細介紹了平臺移植過程中Boot Loader開發,OAL層修改,以串口、鍵盤和LCD驅動為例介紹了驅動程序的開發,并詳細介紹了內核的定制過程。在應用程序開發中,介紹了從PB中導出SDK的過程以及EVC應用程序的調試。
上傳時間: 2013-07-09
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數字信號處理是信息科學中近幾十年來發展最為迅速的學科之一.目前,數字信號處理廣泛應用于通信、雷達、聲納、語音與圖像處理等領域.而數字信號處理算法的硬件實現一般來講有三種方式:用于通用目的的可編程DSP芯片;用于特定目的的固定功能DSP芯片組和ASIC;可以由用戶編程的FPGA芯片.隨著微電子技術的發展,采用現場可編程門陣列FPGA進行數字信號處理得到了飛速發展,FPGA正在越來越多地代替ASIC和PDSP用作前端數字信號處理的運算.該文主要探討了基于FPGA數字信號處理的實現.首先詳細闡述了數字信號處理的理論基礎,重點討論了離散傅立葉變換算法原理,由于快速傅立葉變換算法在實際中得到了廣泛的應用,該文給出了基-2FFT算法原理、討論了按時間抽取FFT算法的特點.該論文對硬件描述語言的描述方法和風格做了一定的探討,介紹了硬件描述語言的開發環境MAXPLUSII.在此基礎上,該論文詳細闡述了數字集成系統的高層次設計方法,討論了數字系統設計層次的劃分和數字系統的自頂向下的設計方法,探討了數字集成系統的系統級設計和寄存器傳輸級設計,描述了數字集成系統的高層次綜合方法.最后該文描述了數字信號處理系統結構的實現方法,指出常見的高速、實時信號處理系統的四種結構;由于FFT算法在數字信號處理中占有重要的地位,所以該文提出了用FPGA實現FFT的一種設計思想,給出了總體實現框圖;重點設計實現了FFT算法中的蝶形處理單元,采用了一種高效乘法器算法設計實現了蝶形處理單元中的旋轉因子乘法器,從而提高了蝶形處理器的運算速度,降低了運算復雜度.
上傳時間: 2013-07-19
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電腦繡花機是當代最先進的繡花機械,隨著人們對刺繡品質量的追求以及刺繡品需求量的增加,高性能的電腦繡花機越來越受到市場的推崇,用戶對CAN(現場總線)、遠程控制、海量USB存儲、彩色LCD顯示等技術在新型電腦繡花機中的應用有了新的需求。然而,國內電腦繡花機監控系統平臺由于存在技術上的困難或成本上的障礙而使這些功能難以實現。隨著電腦的不斷發展和電子產品成本的不斷降低,采用先進架構和體系的處理器,加上相應的實時操作系統進行任務管理,就能大大提高電腦繡花機監控系統的性能。本文設計了一種電腦繡花機監控系統,在詳細分析電腦繡花機工作原理和功能需求的基礎上,采用ARM處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統構建了監控系統平臺,實現了實時操作系統任務管理、網絡通信、USB設備讀寫、花樣圖案預覽等功能,具體工作如下: (1)在介紹電腦繡花機的工作原理以及分析電腦繡花機監控系統性能需求的基礎上,構建了基于ARM7核的嵌入式處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統的監控系統平臺,并給出了系統的整體設計方案。 (2)根據電腦繡花機監控系統的整體設計方案,設計實現了系統的硬件電路,處理器采用ST公司生產的具有ARM7核的STR710FZ2T6,利用STR710FZ2T6的外部存儲器接口的三個BANK,分別設計實現了以太網通信接口、USB設備讀寫接口以及彩色LCD實現接口等。 (3)在系統的接口電路設計方面,采用以太網控制芯片CS8900A使其通過ISA總線與系統處理器相連,構建了以太網通信接口,負責遠程傳輸數據(花樣文件)控制信息等;利用LJSB主從控制器SL811HS,在處理器STR710FZ2rr6的控制下設計實現了對海量USB設備讀寫的USB接口,負責讀寫在U盤上的花樣文件以及其它的數據信息;利用5.6英寸的彩色液晶屏及其控制板QD-13設計實現了監控系統的LCD顯示接口,系統處理器通過控制QD-13向LCD寫入要顯示的圖案以及文字數據;組建了一個基于CAN通信的安全檢測模塊,主要包括電源檢測以及斷線檢測等。監控系統的CAN節點利用系統處理器自帶的CAN模塊結合TI的CAN收發器sn65hvd230實現,電源檢測節點、斷線檢測節點以及運動控制系統交互的CAN節點的控制器采用Microchip公司的帶有CAN模塊的18系列單片機PIC18F4680,CAN收發器采用該公司的MCP2551芯片。 (4)設計實現了基于μC/OS-Ⅱ操作系統的軟件,包括兩個部分,一是功能接口的驅動程序,另一個是操作系統中的應用程序軟件。驅動程序負責控制相應功能接口的運行,操作系統中的應用程序軟件實現具體的功能應用,例如TCP/IP協議棧以及USB協議的實現等。 (5)整合了系統各個功能模塊,并做出監控系統的PCB板,利用ADS開發環境進行系統的整體調試,給出了系統的運行效果,實驗表明監控系統工作穩定,性能良好。 最后,文章分析了電腦繡花機的監控系統需要改進的地方,并對電腦繡花機監控系統未來發展趨勢作出了展望。
上傳時間: 2013-05-25
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特色在于為之量身定制了一款多功能調試軟件,不僅含有串口調試功能、而且該軟件強大之處支持USB數據收發、網絡數據收發、51/AVR單片機波特率計算、數碼管字型碼生成、進制轉換、點陣生成、校驗值(奇偶校驗/校驗和/CRC冗余循環校驗)/BMP轉16進制、服務器、在線更新等功能。
上傳時間: 2013-06-17
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