溫度的測量和控制在工業生產中有廣泛的應用,尤其在石油、化工、電力、冶金等工業領域中,對溫度的測量和監控是非常重要的一個環節,溫度參數是工業控制中的一項重要的指標。 本文主要研究了基于ARM9架構的嵌入式Linux系統在工業領域中各種爐溫控制場合中的應用。目前控制方案主要是采用傳統的PLC和單片機進行控制。PLC主要是針對單項工程或者重復數極少的項目,靈活性相對不足,并且體積大,成本相對較高;而單片機主要用于小型設備的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特點,但可移植性較差。為了適應信息產業的發展,新技術革新以及產業的專業化現代化的發展,本文針對PLC和單片機控制的優缺點和應用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統相結合的嵌入式溫度控制系統,具有系統擴展性強、可靠性高、響應速度快、體積小等特點,為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統的組成,接著設計了溫度控制系統的硬件系統,主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個部分:在對溫度控制系統的軟件部分的設計中,主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內核移植、根文件系統的定制、驅動程序的編寫和應用程序的編寫五部分進行設計。 系統功能主要是循環采集AD通道數據,上傳AD數據到服務器,接收服務器下發的控制數據包,記錄日志等。通過在線運行測試,該系統穩定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生產成本和工人的勞動強度,為安全生產提供保證。
標簽: ARM 嵌入式 溫度控制系統
上傳時間: 2013-04-24
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基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數控系統總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規劃算法的研究、嵌入式系統軟件的構建以及運動控制器外設驅動程序的開發,其主要工作及成果如下: 1.針對數控系統上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現了上下位機信息的高速、穩定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數控系統總體軟件架構設計。 2. 針對目前高速數控加工軌跡規劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優化規劃多段微小線段的加工速度,有效避免了頻繁的加減速給系統帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構建了適合本運動控制器系統的系統軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優化配置以及根文件系統的構建。 4.探討了Linux驅動程序開發的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發的方法。
標簽: ARM 嵌入式 運動控制器
上傳時間: 2013-07-02
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近年來,隨著計算機、微電子、通信及網絡技術、信息技術的發展、數字化產品的普及,嵌入式系統滲透到了各個領域,已經成為計算機領域的一個重要組成部分,成為新興的研究熱點,嵌入式軟件也在整個軟件產業中占據了重要地位。一個好的調試工具對軟件產品質量和開發周期的促進作用是不言而喻的,使得嵌入式調試工具成為了人們關注的重點。目前使用集成開發環境配合JTAG調試器進行開發是目前采用最多的一種嵌入式軟件開發調試方式。國內在JTAG調試器開發領域中相對落后,普遍采用的是國外的工具產品。因此開發功能強大的嵌入式調試系統具有重要的實際意義。 當前嵌入式系統中尤其流行和值得關注的是ARM系列的嵌入式處理器。為此本課題的目標就是設計并實現一個應用于ARM平臺的JTAG調試系統。GDB是一個源碼開放的功能強大的調試器,可以調試各種程序,包括 C、C++、JAvA、PASCAL、FORAN和一些其它的語言,還包括GNU所支持的所有微處理器的匯編語言。此外GDB同目標板交換信息的能力相當強,勝過絕大多數的商業調試內核,因此使用GDB不僅能夠保證強大的調試功能,同時可以降低調試系統的開發成本。為此本課題在對邊界掃描協議、ARM7TDMI片上仿真器Embedded-ICE和GDB遠程調試協議RSP做了深入研究的基礎上,實現了GDB調試器對嵌入式JTAG調試的支持。此外設計中還把可重夠計算技術引入到硬件JTAG協議轉換器的開發設計中,使調試器硬件資源可復用、易于升級,并大大提高了數據的傳輸速度。從而實現了一個低成本的、高效的、支持源代碼級調試的JTAG調試系統。
標簽: 嵌入式 調試系統
上傳時間: 2013-08-04
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這份應用筆記描述了stm32硬件實現特性如電源提供,時鐘管理,重置控制,啟動模式的設置和調試管理。
標簽: stm 32 硬件開發
上傳時間: 2013-06-29
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隨著技術的飛速發展,電力電子裝置如變頻設備、變流設備等容量日益擴大,數量日益增多。由于非線性器件的廣泛使用,使得電網中的諧波污染日益嚴重,給電力系統和各類用電設備帶來危害,輕則增加能耗,縮短設備使用壽命,重則造成用電事故,影響安全生產,電力諧波已經成為電力系統的公害。除了傳統的濾波方法,例如,無源濾波、改變系統的拓補結構來抑制諧波外,人們已廣泛應用有源濾波器(APF)來消除注入電網的諧波,而實現有源濾波策略的前提就是能夠實時、精確地檢測出諧波電流。諧波檢測是諧波研究中的一個重要的分支,是解決其他相關諧波問題的基礎,因此進行諧波檢測的研究具有重要的理論意義和實用價值。設計一種精度高、實時性好且適用范圍寬的諧波電流檢測方法是國內外眾多學者致力研究的目標。 本文主要從諧波檢測理論和實現方法上探討了高精度、高實時性諧波檢測數字系統的相關問題。論文中闡述了電力系統諧波的相關概念和產生原理,并分析了電力諧波的特點,對國內外各種諧波檢測方法進行了分析和研究。在檢測理論上,本文采用FFT理論來計算諧波含量,研究了Radix-2 FFT在諧波檢測中的應用,綜述了可編程元器件的發展過程、工藝發展及目前的應用情況,并介紹了一種主流硬件描述語言VHDL。最后以FPGA芯片XC2S200為硬件平臺,以ISE6.0為軟件平臺,利用VHDL語言描述的方式實現了512點16Bit的快速傅立葉變換系統,并進行了仿真、綜合等工作。仿真結果表明其計算結果達到了一定的精度,運行速度可以滿足一般實時信號處理的要求。
標簽: FPGA 電力系統 檢測方法 諧波
上傳時間: 2013-06-02
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圖像增強技術是數字圖像處理領域中的一項重要內容,隨著數字圖像處理應用領域的不斷擴大,快速、實時圖像處理技術成為研究的熱點。超大規模集成電路技術的飛速發展為數字圖像實時處理技術提供了硬件基礎,尤其是FPGA(Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)憑借其高速并行、可重配置的架構和基于查找表的獨特結構等優點使得在數字信號處理領域的應用持續上升。國內外,越來越多的實時圖像處理應用逐漸轉向FPGA平臺。 本文基于FPGA的圖像增強技術研究主要是針對空間域方法,這種方法是指在空間域內直接對像素灰度值進行運算處理,算法簡單并且存在并行性,非常適合于用硬件實現。FPGA可以靈活地實現并行、實時處理圖像數據,正是利用這一特點,本文提出了一種基于FPGA的圖像增強處理系統設計。該系統采用SOPC技術,完成圖像增強處理。文中給出了系統設計思路,并分析了該系統的結構及功能實現,說明了系統實現過程。其硬件平臺的核心部分是Altera公司Stratix系列的.FPGA EPlS40芯片,采用自頂向下的設計方法構造圖像增強處理功能模塊,利用硬件描述語言vHDL對圖像增強模塊進行電路描述,并進行設計優化、仿真,在生成系統配置文件后加載到FPGA上進行板級調試。完成了基于FPGA的圖像增強算法模塊的設計,重點設計實現了點運算增強處理模塊、中值濾波器模塊,并對中值濾波器進行了改進設計實現,采用FPGA完成了對圖像增強算法的硬件加速。
標簽: FPGA 圖像增強 技術研究
上傳時間: 2013-06-16
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在圖像的實時處理中,消除圖像旋轉是一項實用的圖像處理技術,無論在軍事還是民用設施中都得以廣泛的應用。目前,消除圖像旋轉的技術有機械式、光學式、電子式。其中電子消旋發展最快,也是圖像消旋技術未來發展的趨勢。 本次課題是應海軍某部的要求,為海軍測量船的圖像觀測系統消除圖像旋轉。本文詳細研究了視頻信號的特點,提出了利用FPGA和DSPs為主架構的視頻圖像處理平臺,以EP20K600EBC652—2X為核心處理器的實時圖像消旋系統。該平臺利用旋轉算法將原圖像反向旋轉相應的角度,再用雙線性插值方法進行重采樣,從而得到消旋后的圖像。因為這次圖像旋轉角度是通過機械設備測得的,所以是一種機械加電子的圖像消旋系統。 本文論述了圖像消旋算法及其優化,詳細說明整個系統的設計思路,及其軟硬件實現,包括PCB設計,DSPs的軟硬件開發以及FPGA的相關設計。目前,系統已正常工作,實現了圖像的實時消旋的目標。
標簽: FPGA DSP 圖像消旋
上傳時間: 2013-08-05
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本論文來自于863項目基于光互連自組織內存服務體系(簡稱MemoryBox)。本文主要研究Memory Box系統中基于可重配置計算架構,軟硬件攜同設計方法,在XILINX VIRTEX 2 Pro FPGA上設計實現嵌入式系統。由于嵌入式系統是Memory Box工作的平臺,所以硬件應具有良好的擴展性、靈活性,軟件應具有優良的穩定性。在硬件平臺選型時,我們選擇的是基于高性能Xilinx VIRTEX2 Pro的自制開發板。嵌入式系統軟硬件開發平臺選用的是Xilinx EDK、ISE。內核移植所用的交叉開發工具鏈為powerpc-405-linux-gnu。該交叉開發工具鏈工作在Red Hat Enterprise LINUX.AS 4平臺下。 本論文主要包括三部分工作:首先是硬件設計,其核心是EDK和ISE設計的SOPC工程;然后是嵌入式LINUX內核移植與調試;最后完成存儲管理軟件的設計。完全用硬件實現系統要求的各種存儲管理功能極其困難。而通過移植內核,存儲管理軟件以運行在Linux內核上的應用軟件的形式實現了其功能。存儲管理軟件要解決共享沖突,負載均衡,遠程內存與本地內存的地址一致性以及對海量內存陣列的重新編址等問題,設計出較完善的Memory Box的存儲管理模型。
標簽: FPGA 嵌入式系統
上傳時間: 2013-06-11
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從生產制作工藝的角度介紹了多層印制電路板(以下簡稱多層板)設計時應考慮的主要因素,闡述了外形與布局,層數與厚度,孔與焊盤,線寬與間距的影響因素,設計原則及其計算關系.文中結合生產實踐對重
標簽: 多層 印制電路板
上傳時間: 2013-05-25
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采用現場可編程門陣列(FPGA)可以快速實現數字電路,但是用于生成FPGA編程的比特流文件的CAD工具在編制大規模電路時常常需要數小時的時間,以至于許多設計者甚至通過在給定FPGA上采用更多的資源,或者以犧牲電路速度為代價來提高編制速度。電路編制過程中大部分時間花費在布線階段,因此有效的布線算法能極大地減少布線時間。 許多布線算法已經被開發并獲得應用,其中布爾可滿足性(SAT)布線算法及幾何查找布線算法是當前最為流行的兩種。然而它們各有缺點:基于SAT的布線算法在可擴展性上有很大缺陷;幾何查找布線算法雖然具有廣泛的拆線重布線能力,但當實際問題具有嚴格的布線約束條件時,它在布線方案的收斂方面存在很大困難。基于此,本文致力于探索一種能有效解決以上問題的新型算法,具體研究工作和結果可歸納如下。 1、在全面調查FPGA結構的最新研究動態的基礎上,確定了一種FPGA布線結構模型,即一個基于SRAM的對稱陣列(島狀)FPGA結構作為研究對象,該模型僅需3個適合的參數即能表示布線結構。為使所有布線算法可在相同平臺上運行,選擇了美國北卡羅來納州微電子中心的20個大規模電路作為基準,并在布線前采用VPR399對每個電路都生成30個布局,從而使所有的布線算法都能夠直接在這些預制電路上運行。 2、詳細研究了四種幾何查找布線算法,即一種基本迷宮布線算法Lee,一種基于協商的性能驅動的布線算法PathFinder,一種快速的時延驅動的布線算法VPR430和一種協商A
標簽: FPGA 布線算法
上傳時間: 2013-05-18
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