運動控制系統是機器人控制系統的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術應用于機器人運動控制系統,使控制系統更加開放、更加模塊化,同時ARM芯片的高速大容量的數據處理能力以及CPLD的高集成度,可編程性,能夠逾越以往控制系統中實時、高速、高精度的技術瓶頸. 嵌入式技術是當今最熱門的技術之一,由于簡潔、高效等優點,使得其廣泛應用在各個領域;所謂嵌入式系統就是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成,用于實現對其它設備的控制、監視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機器人控制器的設計過程。文章首先介紹了機器人本體規劃、嵌入式系統和嵌入式微處理器S3C44B0X的結構特點;接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設計,包括硬件設計和CPLD軟件設計。其中控制器硬件平臺擴展了外部存儲器、串行口,通過輸出PWM信號進入驅動電路模塊,從而實現控制機器人運動的目的。在CPLD設計過程中,引入JTAG調試接口,方便系統程序的下載和調試,通過自上而下、分塊設計的思想給出了QUARTUSⅡ設計環境下的軟件代碼。本系統利用不同任務間的切換來實現通信過程,而不再采用無操作系統的工程文件的形式,這樣不但有利于項目的調試,也有利于對其它接口的擴展。最后對該控制器進行了測試和分析。
上傳時間: 2013-07-19
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DDS(Direct Digital Synthesis直接數字頻率合成技術)是廣泛應用的信號生成方法,其優點是易于程控,輸出頻率分辨率高,同時芯片的集成度高,適合于嵌入式系統設計。針對現有的壓電陶瓷電源輸出波形頻率、相位等不能程控、電路集成度不高、體積和功耗較大等問題,本文以ARM作為控制電路核心,引入DDS技術產生輸出的波形信號,并由集成高壓運放將波形信號提高至輸出級的電壓和功率。 在壓電陶瓷電源硬件電路中采用了模塊化設計,主要分為ARM控制電路、DDS系統驅動電路和波形調理電路、高壓運放電路等幾個部分。電源控制電路以三星公司的S3C2440控制器為核心,以觸摸屏作為人機輸入界面;DDS芯片選用ADI公司的AD9851,設計了DDS系統外圍驅動電路,濾波和信號調理電路,并應用了將DDS與鎖相環技術相結合的雜散問題解決方案;高壓運放電路由兩級運放電路組成,采用了電壓控制型驅動原理,放大電路的核心是PA92集成高壓運放,加入了補償電路以提高系統的響應帶寬,并在電源輸出設置了過電流保護和快速放電的放電回路。 電源軟件部分采用WINCE嵌入式系統,根據WINCE系統驅動架構設計DDS芯片的流接口程序,編寫了流接口函數和配置文件,并將流驅動程序集成入WINCE系統;編寫了基于EVC的觸摸屏人機界面主程序,由主程序將用戶輸入參數轉換為DDS芯片的控制字,并采用動態加載流驅動方式將控制字送入DDS芯片實現了對其輸出的控制。 對電源進行了不同典型波形輸出的測試實驗。在實驗中,測試了DDS信號波形輸出的精度和分辨率、電源動態輸出精度和對信號波形的跟隨性和響應性能。實驗表明,壓電陶瓷電源輸出信號波形精度較高,對波形、頻率等參數改變的響應速度快,達到電源輸出穩定性要求。
上傳時間: 2013-04-24
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基于嵌入式技術的遠程監控系統可以達到動態、無死角的監控目的,可以對一些特殊環境進行遠程監視和控制,且不受濕度、溫度等條件的影響,廣泛應用于軍事、交通、智能家居、醫療監護等多個領域。可以解決傳統監控系統將圖像采集設備固定在一個地方而使監控范圍有限,適用場合少等弊端。 本文設計了一款基于ARM和FPGA的遠程監控系統。首先在對遠程監控系統功能分析的基礎上,設計了以ARM為主控制器和FPGA為輔助控制器的硬件電路,采用ARM芯片控制圖像采集、速度采集、網絡傳輸等干擾小的模塊,采用FPGA芯片控制電機驅動、舵機驅動、電池監控等干擾大的模塊,大大提高了系統的穩定性;其次設計了基于WinCE操作系統的圖像采集、GPIO、PWM、外中斷EINT-19的流接口驅動程序;同時設計了基于WinCE操作系統的圖像采集及壓縮、網絡通信、車模速度采集的應用程序;FPGA內部邏輯電路采用Verilog語言完成電源監控、舵機控制、直流電機控制等功能。 本系統集圖像采集和壓縮、運動控制、網絡傳輸于一體。其圖像采集速度達30幀/秒,圖像分辨率達640x480,JPEG壓縮比達10:1,控制命令響應時間為1s,網絡傳輸速率達10Mbps。其功能擴展容易,功耗低,體積小,抗干擾能力強,具有很好的市場前景。關鍵詞:winCE;S3C2440A;FPGA;遠程監控;流接口驅動
上傳時間: 2013-04-24
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隨著通信技術飛速發展和直放站的廣泛應用,直放站監控系統在實時監測直放站的工作狀態和遠程控制方面發揮了重大作用,然而當前的直放站監控系統多采用單片機作為主控制器,通過GSM網絡或PSTN網絡傳輸監控數據,隨著直放站監控系統日益復雜化,目前的直放站監控系統顯得處理速度慢,處理的任務有限,遠程傳輸數據效率不高;為了改善當前直放站監控系統現有的這些缺點,采用新的主控制器ARM7系列芯片,利用新的傳輸數據技術GPRS,設計并實現了一款光纖直放站監控系統。 在充分研究當前直放站監控系統發展現狀和實現技術的基礎上,根據《中國移動直放站監控系統數據需求規范》對監控參數和功能設置的要求,論證了光纖直放站監控系統的整體設計方案和監控終端的實現架構,選擇了PHILIPS的ARM7芯片LPC2134作為主控制器,選擇了SIMCOM300作為遠程通信模塊;詳細介紹了光纖直放站監控系統監控終端的硬件電路設計,闡釋了監控終端嵌入軟件的設計思路流程,分析了如何把嵌入式軟件開發技術和GPRS遠程數據傳輸的技術運用到項目實踐中去,說明了監控系統中所用的通信協議,并且利用VC++開發環境,采用SOCKET網絡編程技術和ADO數據庫開發技術,設計了光纖直放站監控系統監控中心應用軟件。 經過實驗驗證,該設備運行結果良好,提高了光纖直放站的穩定性和可靠性,光纖直放站監控系統監控終端處理任務的能力得到增強,遠程傳輸數據速度變快,傳輸數據所耗費用降低,為光纖直放站系統的監控提供了一種新的設計實現。
上傳時間: 2013-08-02
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嵌入式系統廣泛應用于各種智能控制器中,目前國外高端繡花機控制器主要采用高性能嵌入式微處理器,而國內繡花機控制器仍以單片機為主,存在繡花色澤單調,數據處理能力欠佳,缺乏圖形控制界面等不足。本文在分析了繡花機的結構和功能的基礎上,研制了基于Linux-2.6的嵌入式繡花機控制器,論文的主要工作和成果如下: (1)設計并實現了基于嵌入式微處理器的繡花機控制器開發平臺,建立宿主機開發環境,制作了針對Linux-2.6的交叉編譯器,實現了宿主機和目標機之間的數據傳輸,設計了基于雙口RAM的雙處理器通信接口。 (2)深入研究了嵌入式系統的引導裝載程序vivi、Linux-2.6內核和根文件系統,成功移植了基于S3C2410硬件平臺的vivi、嵌入式Linux-2.6操作系統和cramfs根文件系統,系統運行穩定可靠。 (3)對Linux-2.6內核設備驅動程序進行了分析和研究,在設備驅動程序開發原理的基礎上,設計了基于Linux-2.6內核的IIC鍵盤驅動程序和雙處理器通信接口驅動程序。 (4)深入分析了三種主流繡花機花樣文件存儲格式和解碼方法,采用MiniGUI圖形系統,設計實現了繡花機控制器的圖形控制界面。
上傳時間: 2013-07-01
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自動氣象站是一種應用于氣象部門能自動收集、處理、存儲和傳輸氣象信息的設備。數據傳輸包括有線和無線兩種方式,但有線難以滿足自動氣象站成本,維護,效率要求,隨著通用分線無線業務GPRS(General Packet Radio Service)發展成熟,因具有成本低、速度快、永久在線等特點被選用作為自動氣象站的數據傳輸部分。 本文以基于ARM和Linux及GPRS的自動氣象站系統為研究對象,以操作系統,計算機體系結構,編譯原理,數據結構,軟件工程等理論為基礎,構建了ARM處理器、嵌入式Linux操作系統、GPRS通訊模塊的自動氣象站系統。實現了以ARM處理器為主控制器,Linux為操作系統,應用程序進行數據收集,分析,處理,存儲,并通過GPRS進行數據傳輸等功能,并驗證了它應用在氣象領域的可行性。系統以32位高性能微處理器ARMATMEL9263為硬件核心,以BENQ M23為GPRS模塊,在分析GPRS組網方案基礎上根據實際情況選擇了適合本課題,的公網固定IP方式組網方案,實現終端設備無線連接到Internet進行氣象數據傳輸。以嵌入式操作系統Linux為軟件平臺,在Linux的交叉編譯工具和串口環境下進行應用軟件開發。通過設計自動氣象站系統硬件和軟件,實現終端和上位機的連接,很好地解決了終端的網絡連接、網絡檢測和數據收發問題。 課題通過具體實驗測試,各項性能指標已達到設計要求,成功地實現了遠距離氣象數據傳輸,為自動氣象站提供了一種新型的可靠的無線傳輸模式。
上傳時間: 2013-07-01
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目前國內的大多數通用直流電參數測量設備,精度等級一般為0.5級或0,2級,精度更高的測量儀表(校表)一般為0.1~0.05級。而數字儀表使用的CPU大多數仍采用8位或16位單片機,由于其處理速度慢,不易實現更多的功能。軟件上還是采用匯編語言編程,流程上沿用傳統的線性程序,不便于軟件的升級和維護。而國外高精度的測量設備往往價格很高。為了更好地滿足計算過程中準確性、精確性、快速性以及日后客戶對儀表功能上的升級要求,克服目前國內現行的直流電參數測量儀器存在的局限,同時獲得更高的性價比,本文在充分分析和吸收當前國內外數字儀表的先進技術和經驗后,研制了一種基于32位ARM和嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ的智能直流校驗表,精度已達到了0.05級,該儀器是目前國內直流電參數測量的最高性能儀器之一,可廣泛用于實驗室、計量院所、電力系統等部門作為0.1級、0.05級直流電壓、電流測量標準或現場檢測。 本文首先對直流表的各種測量功能和精度要求進行了分析,提出了儀器的總體框架和滿足測量精度要求的措施。本裝置硬件上采用ARM結構,以恩智浦公司的ARM微控制器(LPC2134)為控制核心,實現測量、校準、通信和顯示功能。軟件上則基于嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ進行了儀表的總體程序設計。 在介紹了對直流表硬件電路的設計及驅動程序的編寫后,再簡單闡述了μC/OS-Ⅱ的一些基本概念和在ARM微控制器(LPC2134)上的移植,并詳細介紹了基于μC/OS-Ⅱ平臺應用程序的任務劃分,在設計了全部程序后,探討了誤差的分類和產生原因,并對實驗結果進行了分析。
上傳時間: 2013-06-25
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自1887年美國奧梯斯公司制造出世界上第一臺電梯以來,電梯作為一種垂直運動的升降設備,已日益成為人們生活中一項不可缺少的生活工具。隨著經濟的發展,高層建筑的不斷涌現,電梯的功能與種類也隨之而多樣化,同時也對電梯的穩定性、安全性、舒適性、運行效率提出了更高的要求。 電梯控制系統是電梯技術的核心,它將電梯的各機械部件有機的組合起來,實現了電梯復雜的功能與穩定有效的運行。隨著電子技術日新月異的發展,電梯控制系統經歷了繼電器控制、可編程邏輯控制(PLC)、智能微機控制的發展歷程。本文在總結了當前電梯控制系統的基礎上,設計了一套基于ARM技術與工業現場總線CAN(控制器局域網)的嵌入式集選型電梯控制系統。該控制系統采用變頻變壓調速方式,可與多款變頻器相結合,并可匹配有齒輪曳引機和無齒輪永磁同步曳引機,適用于最高樓層為64層、4m/s以下電梯控制。該控制系統目前已成功應用在某電梯生廠家的國內、南非等電梯項目中。 論文闡述了本電梯控制系統的控制策略,詳細介紹了以ARM7芯片LPC2378為核心的電梯主控制器的硬件結構及其軟件設計。曳引機的速度控制是電梯控制技術的關鍵,因此為提高電梯運行時的舒適感與運行效率,文中建立了電梯運行速度曲線的數學模型,提出了根據設定時間參數與樓層間距自動生成速度曲線的計算方法。為優化電梯起動時的舒適感,論文還討論了模糊控制技術在負載補償中的應用。此外,本文在深入闡述CANOPEN協議原理的基礎上,完成了基于CANOPEN的應用層協議設計,實現了電梯控制系統各控制器(主控制器、樓層控制器、轎廂控制器)之間實時、可靠的通信。
上傳時間: 2013-07-20
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在分析了家庭網絡的結構后,針對其特點,提出了基于嵌入式Linux 的家庭網絡中央控制器的體系結構,將嵌入式Linux 操作系統移植到ARM 微處理器平臺上,組建了多文件系統結構,實現了
上傳時間: 2013-04-24
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現代社會中相控陣雷達的應用越來越廣泛,相控陣雷達在目標識別、空間探測、雷達成像等先進技術領域的研究不斷深入。相控陣雷達的各個部分開始采用全數字化的控制方式,這對波束控制器提出了更高的技術要求:運算速度快、設備量少、數據吞吐量大、工作方式多、集成度高。為適應這些要求,結合嵌入式技術的發展,論文先介紹了相控陣雷達波控系統的基本功能和發展趨勢,然后闡述了波束控制系統的實現方法,接著提出基于嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)的雷達波束控制主控系統的詳細設計方案和開發調試過程,論證了基于ARM嵌入式處理器實現雷達波束控制主控系統的運算、控制、通信等功能的可行性,最后給出了波控分系統通常采用的幾種工程實現方法和其原理框圖,通過軟硬件相結合的設計滿足雷達波控系統對組件的控制功能,完善波控系統的通用化和系列化設計思想。
上傳時間: 2013-04-24
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