目前國內(nèi)的大多數(shù)通用直流電參數(shù)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(shù)字儀表使用的CPU大多數(shù)仍采用8位或16位單片機,由于其處理速度慢,不易實現(xiàn)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(tǒng)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(nèi)現(xiàn)行的直流電參數(shù)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(nèi)外數(shù)字儀表的先進技術(shù)和經(jīng)驗后,研制了一種基于32位ARM和嵌入式實時操作系統(tǒng)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(nèi)直流電參數(shù)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(tǒng)等部門作為0.1級、0.05級直流電壓、電流測量標準或現(xiàn)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(jié)構(gòu),以恩智浦公司的ARM微控制器(LPC2134)為控制核心,實現(xiàn)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(tǒng)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(qū)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(chǎn)生原因,并對實驗結(jié)果進行了分析。
上傳時間: 2013-06-25
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介紹單電源、低功耗、高精度 A/D轉(zhuǎn)換器 AD7714的特點、內(nèi)部寄存器結(jié)構(gòu)和外部接口;詳細闡述 AD7714與單片機 AT89C51的接口技術(shù)。
上傳時間: 2013-06-30
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電火花線切割加工是一種高精度和高柔性的加工方法,在模具制造、成形刀具加工、難加工材料和精密復雜零件的加工等方面得到了廣泛的應用。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心,開發(fā)出低成本、高效率的開放式電火花線切割加工數(shù)控系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。 本文首先提出了基于ARM及嵌入式Linux的往復走絲電火花線切割數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)方案。采用ARM微處理器+AVR單片機接口電路作為電火花線切割數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺。 通過構(gòu)建2.6內(nèi)核版本的嵌入式Linux系統(tǒng),并將嵌入式GUI解決方案QtopiaCore4移植到該系統(tǒng),建立了交叉編譯環(huán)境,在此基礎上成功地開發(fā)了高速走絲電火花線切割加工數(shù)控系統(tǒng)軟件原型,并設計了單片機接口電路,使用C語言編寫了相應的控制程序,實現(xiàn)了數(shù)控軸驅(qū)動步進電機的控制。 最后,本文建立了數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試環(huán)境,并對開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)軟件進行了聯(lián)機調(diào)試、系統(tǒng)軟件測試和實例加工。測試和實例加工結(jié)果表明,基于ARM和嵌入式Linux的電火花線切割加工數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)途徑的可行性,并實現(xiàn)了預期的數(shù)控功能。
上傳時間: 2013-04-24
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使用單片機和DAC 芯片,采用多周期綜合技術(shù),可以組成電路十分簡單,但頻率、幅度和波形都具有較高精度的信號源,輸出波形參數(shù)可以在編程時設定,能滿足一些特定場合的需要。關鍵字:單片機,數(shù)字頻率合
上傳時間: 2013-06-29
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隨著水聲技術(shù)研究的不斷深入,各類水聲設備也得到迅速發(fā)展,在海洋探測、水下通信、軍事國防等方面廣為應用。與此同時,水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也受到越來越多的關注。由于信道復雜、信號衰減大以及環(huán)境惡劣等因素的影響,設計一個可靠性高、功耗低、實時性強且符合水聲工程要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為一項重要任務。 本課題研究內(nèi)容來源于某型水下測量系統(tǒng)。論文在分析了水聲信號特點的基礎上,闡述了用于水聲信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計原則。針對水聲數(shù)據(jù)采集的應用需求,采用嵌入式ARM9處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks設計并研制了一套基于ARM_VxWorks的高可靠水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 本設計以S3C2410嵌入式處理器,高精度ADC和以太網(wǎng)控制器CS8900以及大容量數(shù)據(jù)存儲器為系統(tǒng)的關鍵部件,對VxWorks操作系統(tǒng)進行了移植,設計了配用的板級支持包,并開發(fā)了相應的驅(qū)動程序。 在上述基礎之上,針對水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點和要求,開發(fā)了以網(wǎng)絡通信為數(shù)據(jù)傳輸手段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并實現(xiàn)串行通信和大容量數(shù)據(jù)本地存儲功能。 對系統(tǒng)的測試結(jié)果表明,采用ARM_VxWorks結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠有效地完成水聲數(shù)據(jù)采集任務。
標簽: ARMVxWorks 水聲數(shù)據(jù) 采集 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-10
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溫室技術(shù)是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié),溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實時控制是指在規(guī)定的時間內(nèi),系統(tǒng)必須做出相應的響應,是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細農(nóng)業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應的要求,由于溫度的滯后性和難調(diào)控性,溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點,提出運用CPID硬件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,移植實時操作系統(tǒng)到ARM來實現(xiàn)復雜算法控制,采用高精度數(shù)字傳感器DS18820,并設計出混合PID模糊控制器來實現(xiàn)溫室的變溫管理,這對于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統(tǒng)溫室,優(yōu)點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現(xiàn)傳感器周期性采集,改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時序,這種“以硬代軟”的方案實時性好,且大大避免了軟件運行時的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實現(xiàn)多任務、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農(nóng)業(yè)大學的華北型機械通風式連棟塑料溫室為試驗模型,選擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板,以PC機為宿主機,設計了實時溫度控制平臺。 主要工作: (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實時操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真,得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動態(tài)響應、更小超調(diào)、抗干擾強的結(jié)論。 (5)最后,通過試驗數(shù)據(jù)驗證了整套系統(tǒng)實時采集的穩(wěn)定性及可靠性,指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標簽: ARMCPLD 農(nóng)業(yè) 溫度 實時控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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心血管系統(tǒng)疾病是現(xiàn)今世界上發(fā)病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩(wěn)態(tài)的心電變異性現(xiàn)象,是指心電T波段振幅、形態(tài)甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明,TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關系,已成為一種無創(chuàng)獨立性預測指標。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,微伏級的TWA已經(jīng)可以被檢出,并且精度越來越高。本文以T波交替檢測為中心,基于ARM給出了T波交替檢測技術(shù)原理性樣機的硬件及軟件,實現(xiàn)實時監(jiān)護的目的。 在TWA檢測研究中,需要對心電信號進行預處理,即信號去噪和特征點檢測。小波分析以其多分辨率的特性和表征時頻兩域信號局部特征的能力成為我們選取的心電信號自動分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號分解為不同頻段的細節(jié)信號,根據(jù)三種主要噪聲的不同能量分布,采用自適應閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對原始信號進行去噪處理:同時基于心電信號的特征點R峰對應于Mexican-hat小波變換的極值點,因此我們使用Mexican-hat小波檢測R峰,通過附加檢測方案確保了位置的準確性,并根據(jù)需要提出了T波矩陣提取方法。 隨后文章介紹了T波交替的產(chǎn)生機理及研究進展,分別從臨床應用和檢測方法上展現(xiàn)了目前TWA的發(fā)展進程,并利用了譜分析法、相關分析法和移動平均修正算法分別從時域和頻域?qū)σ恍颖緮?shù)據(jù)進行T波交替檢測。在檢測中譜分析法抗噪能力較強,但作為一種頻域檢測方法,無法檢測非穩(wěn)態(tài)TWA信號,而相關分析法受呼吸、噪聲影響較大,數(shù)據(jù)要求較高,因此可以在譜分析檢測為陽性TWA基礎上,再對信號進行相關分析,從而克服自身算法缺陷,確定交替幅度和時間段。最后對影響檢測結(jié)果的因素進行討論研究,從而降低檢測誤差。 文章還設計了T波交替檢測技術(shù)原理性樣機的關鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心,設計了該樣機的關鍵電路,包括采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(外部存儲電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對心電信號是微弱信號并且干擾大的特點,采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級放大電路,有效的提取了信號分量:A/D轉(zhuǎn)換電路保證了信號量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內(nèi)部異步串行通訊實現(xiàn)系統(tǒng)與外界聯(lián)系。系統(tǒng)軟件中首先介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境,然后給出了心電信號分析及處理程序設計流程圖及實現(xiàn),使它們共同完成系統(tǒng)的軟件監(jiān)護功能。
上傳時間: 2013-07-27
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本論文以建材行業(yè)為背景,以當前我國水泥生產(chǎn)新工藝——預分解窯生產(chǎn)線推廣普及階段在關鍵技術(shù)與裝備的迫切需求為論文的研究目標,針對水泥配料生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的計量精度和操作性能上的問題與不足,引進新技術(shù),致力研究開發(fā)新型高性能動態(tài)計量控制系統(tǒng)。 論文在對提高動態(tài)計量系統(tǒng)性能的理論和技術(shù)進行深入研究的基礎上,提出有特色的高精度稱重與測速的方法和實現(xiàn)技術(shù)。在采取動、靜態(tài)雙秤動態(tài)計量結(jié)構(gòu)等改進性能的有效技術(shù)措施的基礎上,對新型動態(tài)計量控制系統(tǒng)的總體方案進行設計。 論文完成了基于嵌入式ARM微處理器的新型動態(tài)計量控制系統(tǒng)的硬件和軟件設計工作,重點對稱重與測速的穩(wěn)定性和準確性進行改進;整個系統(tǒng)采用自組織現(xiàn)場總線組網(wǎng),以加強整個系統(tǒng)的信息交換能力;采用組態(tài)軟件建立上位機監(jiān)控管理軟件,方便組態(tài),易于監(jiān)控,以便明顯的提高操作性能。 論文研究開發(fā)的新型動態(tài)計量控制系統(tǒng)已經(jīng)應用到學校教學實踐基地,特別是學生的工程能力訓練中,而且作為新裝備也可以應用到實際生產(chǎn)中,同時,作為應用基礎理論技術(shù),在將來可以更進一步改善研究。
上傳時間: 2013-06-03
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隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對數(shù)據(jù)采集、信號處理的要求越來越高:不僅要求高速、高精度和高實時,還要求數(shù)據(jù)采集,處理設備便攜化、網(wǎng)絡化和智能化,并具有友好的人機界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機因資源極度受限,難以滿足上述要求;而傳統(tǒng)的信號處理過程都是依賴于PC完成,則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。 嵌入式系統(tǒng)是一個快速發(fā)展的領域,嵌入式系統(tǒng)的研究內(nèi)容涉及到計算機學科的各個方面。將嵌入式系統(tǒng)引入雷達信號處理系統(tǒng),能極大的提高系統(tǒng)的實時性和靈活性。本文的研究正是基于ARM的雷達信號處理系統(tǒng)。 本文在對線性調(diào)頻連續(xù)波雷達測速測距研究的基礎上,討論了一種軟硬件配置靈活、結(jié)構(gòu)精簡的雷達信號處理系統(tǒng),其硬件平臺以ARM處理器,可編程邏輯器件FPGA,和DSP為核心,擴展了UART、LCD、網(wǎng)口、IDE、觸摸屏、PS/2和USB等外圍接口,可實現(xiàn)對線性調(diào)頻連續(xù)波雷達回波信號進行數(shù)據(jù)采集、脈沖壓縮、恒虛警檢測、航跡相關,航跡顯示等處理,相關數(shù)據(jù)的存儲。在軟件設計方面,完成Bootloader,Linux2.4操作系統(tǒng)在系統(tǒng)上的移植,在此基礎上對實現(xiàn)了對網(wǎng)口、IDE、LCD等模塊的驅(qū)動程序編寫,并在MiniGUI上進行基于顯示終端需求的圖形用戶界面開發(fā)。
標簽: ARM 雷達信號 處理系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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直流電動機由于具有良好的調(diào)速特性,寬廣的調(diào)速范圍,在某些要求調(diào)速的地方,特別是對調(diào)速性能指標要求較高的場合,如軋鋼機、龍門刨床、高精度機床、電動汽車等中,得到了廣泛地應用。國外這類調(diào)速系統(tǒng)的價格高,而國內(nèi)的同類產(chǎn)品性能指標不夠穩(wěn)定,因此設計一個性能價格比較高的直流調(diào)速系統(tǒng),對工業(yè)生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。 本文采用ARM S3C2410為控制芯片,以模糊PID為智能控制方法,設計了基于實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的直流電機調(diào)速系統(tǒng)。首先對模糊控制及嵌入式系統(tǒng)作了簡單介紹,構(gòu)建了模糊PID控制的直流電機調(diào)速系統(tǒng)模型,并在MATLAB環(huán)境下,對設計模型進行了仿真,在仿真的基礎上設計了控制系統(tǒng)硬、軟件,主要包括MOSFET驅(qū)動、光電隔離、鍵盤顯示、轉(zhuǎn)速測量、H橋可逆控制部分等,并將嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ移植到該系統(tǒng)中,實現(xiàn)了對直流電機的良好調(diào)速性能。 控制系統(tǒng)硬件實現(xiàn)模塊化設計,線路簡單,可靠性高。軟件設計采用可讀性強的C語言,自底層向上層的原則設計,程序邏輯性強、易于修改維護。以ARM為核心的控制系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單,抗干擾能力強,性價比高。仿真和試驗表明:基于模糊PID智能控制的直流電機調(diào)速方法是可行的,有很好的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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