作為先進(jìn)制造業(yè)的核心技術(shù)之一,焊接控制技術(shù)的飛速發(fā)展,對我國焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)的自動化和智能化水平提出了更高的要求。本課題研究的特種焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)是多任務(wù)并發(fā)的實時系統(tǒng),作為實時系統(tǒng)研究關(guān)鍵問題之一的實時調(diào)度問題一直都是實時控制系統(tǒng)中的研究熱點,因此對特種焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)實時調(diào)度問題的研究對于保證焊接機(jī)的強(qiáng)實時性、高可靠性和高穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實意義。 針對特種焊接機(jī)實時多任務(wù)并行協(xié)調(diào)控制的特點,首先總結(jié)和分析了前人在焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)方面取得的成果,在吸收前人先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)的實時調(diào)度問題和算法做了相關(guān)理論研究。同時結(jié)合實時控制系統(tǒng)的特點,進(jìn)一步分析了幾種常見的實時操作系統(tǒng),選擇μc/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)作為研究的基礎(chǔ),研究確定焊接機(jī)控制系統(tǒng)的實時調(diào)度方法。 給出了焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)硬件平臺各個功能模塊電路的設(shè)計,搭建了以ARM微處理器為核心的焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)硬件平臺。然后詳細(xì)分析了μc/OS-Ⅱ系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、任務(wù)管理等內(nèi)核基本功能模塊,針對焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)實時調(diào)度存在的問題.對μc/OS-Ⅱ的內(nèi)核及其任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行擴(kuò)展改進(jìn),研究一種混合的調(diào)度策略,即采用兩種調(diào)度策略實現(xiàn)對焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)中普通任務(wù)和實時任務(wù)的調(diào)度,最大限度地提高系統(tǒng)的實時性。通過測試,驗證了對μc/OS-Ⅱ?qū)崟r內(nèi)核及其任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行擴(kuò)展改進(jìn)設(shè)計的有效性和可行性,系統(tǒng)運行正常,滿足焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的要求。取得了復(fù)雜焊接機(jī)運動控制系統(tǒng)任務(wù)實時調(diào)度策略及算法的成果,對焊接控制領(lǐng)域自動化和智能化的發(fā)展具有實際應(yīng)用價值。
標(biāo)簽: ARM 焊接機(jī) 運動控制系統(tǒng) 調(diào)度
上傳時間: 2013-04-24
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傳統(tǒng)的基于PC機(jī)的圖像處理系統(tǒng),體積龐大,不具有便攜性,而限制了其在移動通信、便攜設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用。開發(fā)低功耗、小型化、便攜性的嵌入式圖像處理系統(tǒng)具有現(xiàn)實的意義和廣泛的應(yīng)用用前景。本文對系統(tǒng)進(jìn)行功能分析和總體設(shè)計,選取LPC2104作為核心單元,介紹了ARM的嵌入式硬件平臺的設(shè)計與實現(xiàn),包括系統(tǒng)基本模塊的硬件設(shè)計和開發(fā)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(tǒng)內(nèi)核的定制和交叉編譯、BootLoader、驅(qū)動程序的開發(fā),對圖像進(jìn)行灰度化和均衡化等預(yù)處理,得到比較清晰的圖像。最后總結(jié)了本課題研究所取得的成果及其不足之處,對研究進(jìn)行了總結(jié)和展望。
標(biāo)簽: ARM 圖像采集 與處理系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-20
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遠(yuǎn)程抄表技術(shù)是將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、傳輸和處理應(yīng)用于自來水、電力、天燃?xì)?以下簡稱水、電、氣)供應(yīng)與管理系統(tǒng)中的一項新技術(shù)。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表,無線系統(tǒng)一般用于數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)通信中心的遠(yuǎn)程通訊,在表和數(shù)據(jù)通訊中心的短距離通信一般使用有線通訊。如今以ARM處理器作為主CPU的嵌入式硬件平臺,一方面,它具有體積小、性能強(qiáng)、功耗低、可靠性高等特點,另一方面,它為高速、穩(wěn)定地運行嵌入式操作系統(tǒng)提供了硬件基礎(chǔ)。無線射頻通訊成本低,可靠性好,環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),本文就對基于ARM的射頻無線抄表系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行了研究。 本文主要對以下五個方面的技術(shù)進(jìn)行了研究:一是介紹了遠(yuǎn)程抄表的背景和意義。二是介紹了國內(nèi)外廣泛使用的幾種典型的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的原理及其系統(tǒng)組成,分析了各種遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的優(yōu)、缺點以及適用范圍;三是基于課題的需要,介紹了嵌入式系統(tǒng)。四是搭建基于ARM的硬件平臺。硬件平臺設(shè)計以三星公司的ARM920T核的S3C2440A為微處理器,根據(jù)系統(tǒng)要求完成S3C2440A外圍器件的設(shè)計,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB,串口通信的電路設(shè)計,射頻無線通訊和視頻采集的設(shè)計。五是對Windows CE操作系統(tǒng)的移植。平臺移植過程中Boot Loader開發(fā),OAL層修改,串口和LCD驅(qū)動程序的開發(fā),內(nèi)核的定制過程。在應(yīng)用程序開發(fā)中,PB中導(dǎo)出SDK的過程以及EVC應(yīng)用程序的調(diào)試,對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了開發(fā)。最后,指出了本遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)中有待完善的地方以及抄表技術(shù)今后的發(fā)展趨勢。
標(biāo)簽: ARM 無線抄表系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-26
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本文在分析研究部隊執(zhí)勤信息化建設(shè)對無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)需求的基礎(chǔ)上,以無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)研究為背景,按照嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的流程和方法,以設(shè)計通用化、模塊化軟硬件平臺為重點,解決無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)為核心,設(shè)計了由32位嵌入式系統(tǒng)主控模塊和射頻收發(fā)模塊組成的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)原型;并通過移植嵌入式實時操作系統(tǒng)--uC/OS-II,構(gòu)造了系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺;在此基礎(chǔ)上,完成了系統(tǒng)相關(guān)驅(qū)動程序和通信協(xié)議等底層軟件設(shè)計,為進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)功能,實現(xiàn)工程應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。 首先,論文比較了系統(tǒng)微處理器的選擇,無線通信方式的選擇,系統(tǒng)接口方式的選擇等相關(guān)方案,分析了應(yīng)用32位ARM處理器和嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)建系統(tǒng)主控模塊的優(yōu)勢,提出了系統(tǒng)的軟硬件整體結(jié)構(gòu)框架。 其次,從構(gòu)建通用軟、硬件平臺的角度,重點介紹了LPC2138(ARM)微處理器和nRF401無線射頻芯片主要特性及相關(guān)外圍電路的設(shè)計,并對系統(tǒng)的硬件抗干擾措施進(jìn)行了分析。在完成硬件電路設(shè)計的基礎(chǔ)上,針對主控模塊設(shè)計了啟動代碼,分析了uC/OS-II操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),進(jìn)行了系統(tǒng)移植,形成了完整的軟硬件開發(fā)平臺。 最后,在學(xué)習(xí)研究uC/OS-II操作系統(tǒng)程序設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)上,討論了系統(tǒng)相關(guān)驅(qū)動程序和通信協(xié)議等底層軟件的開發(fā)方法,完成了基本的層次化,模塊化軟件設(shè)計,對系統(tǒng)無線傳輸功能進(jìn)行了驗證,并對系統(tǒng)將來的功能擴(kuò)展和工程應(yīng)用提出了構(gòu)想。
標(biāo)簽: ARM 無線數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-07-06
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小型無人直升機(jī)具有懸停、側(cè)飛、倒飛等獨特的飛行特性,能夠?qū)崿F(xiàn)固定翼飛機(jī)所不能完成的飛行動作,在軍事和民用方面都有很大的應(yīng)用需求。飛行控制系統(tǒng)是小型無人直升機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分,是飛行控制算法的運行平臺,也是實現(xiàn)小型無人直升機(jī)自主飛行的關(guān)鍵部分。進(jìn)行小型無人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本文圍繞小型無人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)展開論述。首先,文章對目前小型無人直升機(jī)及其飛行控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行了綜述,在此基礎(chǔ)上提出了一種以ARM處理器為控制核心、以CPLD為輔助控制器件的飛行控制系統(tǒng)方案。 其次,文章重點描述了小型無人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程和相關(guān)方案。飛行控制系統(tǒng)的硬件部分由ARM模塊和CPLD模塊兩大部分組成,其中包括數(shù)據(jù)采集電路、串口通訊電路、舵機(jī)控制電路、電源電路等硬件功能模塊。軟件部分由基于Linux2.6內(nèi)核的操作系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動組成,并設(shè)計了基于SD卡的軟件存儲系統(tǒng)。 最后,文章對小型無人直升機(jī)的導(dǎo)航控制系統(tǒng)進(jìn)行了一些探討。討論了從飛行控制系統(tǒng)到導(dǎo)航控制系統(tǒng)的平臺升級方案和小型無人直升機(jī)在未知環(huán)境中的導(dǎo)航控制算法。
標(biāo)簽: ARM 無人直升機(jī) 飛行控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-05-20
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無線數(shù)據(jù)傳輸是指終端和監(jiān)控中心通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本文以ARM處理器S3C2440A為核心搭建硬件平臺,選用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng),實現(xiàn)了基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 系統(tǒng)以ARM920T微處理器芯片S3C2440A和CDMA模塊Q2438F為實現(xiàn)核心。論文首先研究了基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的架構(gòu),詳細(xì)分析了ARM最小系統(tǒng)中各個功能組成模塊;然后建立了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的arm-linux-gcc交叉編譯環(huán)境,重點研究了Bootloader和Linux內(nèi)核的配置與編譯,并且在硬件平臺上移植了Linux操作系統(tǒng)。在ARM嵌入式Linux開發(fā)平臺上,研究了基于Video4Linux的USB攝像頭采集圖像的解決方案,即在Linux內(nèi)核中加載Video4Linux模塊,通過V4L模塊提供的編程接口,操作USB攝像頭設(shè)備文件/dev/video0,并且采用內(nèi)存映射方式截取視頻,完成了圖像采集的軟件設(shè)計。此外,論文還研究了在Linux環(huán)境下PPP協(xié)議撥號上網(wǎng)的實現(xiàn)方法,即通過AT指令初始化CDMA模塊,使之附在CDMA網(wǎng)絡(luò)上,通過編寫腳本程序的方法建立PPP連接,獲得網(wǎng)絡(luò)運營商ISP動態(tài)分配給數(shù)據(jù)傳輸終端的IP地址,從而實現(xiàn)了無線模塊撥號上網(wǎng)功能。在無線終端通過PPP撥號上網(wǎng)后,采用了客戶端/服務(wù)器端模式,運行套接字(Socket)應(yīng)用程序,將設(shè)備采集到的圖像數(shù)據(jù)通過CDMA網(wǎng)絡(luò)后再經(jīng)過Internet傳送到監(jiān)控中心,實現(xiàn)了傳輸終端和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。 論文研究和實現(xiàn)的基于ARM嵌入式Linux和CDMA網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)滿足設(shè)計要求,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。終端內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議,可以通過CDMA網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng),數(shù)據(jù)傳輸實時性強(qiáng),為用戶提供透明的數(shù)據(jù)傳輸通道。相比于傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng),它具有高可靠性、組網(wǎng)方便、可遠(yuǎn)程控制等特點,因此在電力自動化、環(huán)保、交通監(jiān)控等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,特別適用于移動環(huán)境、難于布線的場所和邊遠(yuǎn)地區(qū)。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式系統(tǒng) 儀的研制 渦流
上傳時間: 2013-06-11
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電液位置伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現(xiàn)各種參量反饋等優(yōu)點,因此它已經(jīng)遍及國民經(jīng)濟(jì)和軍事工業(yè)的各個技術(shù)領(lǐng)域。近年來,對電液位置伺服系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性等控制性能提出了新的要求,作為電液位置伺服系統(tǒng)核心的控制器,起到更為關(guān)鍵的作用。 現(xiàn)階段,嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點,已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,如工業(yè)過程、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能儀器儀表、機(jī)器人控制、數(shù)控系統(tǒng)等,嵌入式微處理器嵌入實時操作系統(tǒng),可以克服傳統(tǒng)的基于單片機(jī)控制系統(tǒng)功能不足和基于PC的控制系統(tǒng)非實時性的缺點,其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統(tǒng)控制的要求,在控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統(tǒng)為研究對象,按照系統(tǒng)的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制的一種方案,設(shè)計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統(tǒng)控制器的開發(fā)設(shè)計中,在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎(chǔ)上,通過外部擴(kuò)展,使得系統(tǒng)控制器具有豐富的硬件資源,開發(fā)了A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A(PWM)轉(zhuǎn)換電路、伺服放大電路、串行接口等電路,同時為了使得控制器的程序代碼具有較強(qiáng)的可讀性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性,使用了操作系統(tǒng),通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ?qū)崟r內(nèi)核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中,并編寫了A/D、數(shù)字濾波、D/A(PWM)等軟件程序,通過編譯、調(diào)試、驗證,程序運行正常。在對電液位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制策略的選擇中,分別采用PID、滑模變結(jié)構(gòu)、模糊自學(xué)習(xí)滑模三種控制策略進(jìn)行仿真比較,得出采用模糊自學(xué)習(xí)滑??刂撇呗愿欣谙到y(tǒng)控制。
標(biāo)簽: ARM 微處理器 伺服控制系統(tǒng) 電液位置
上傳時間: 2013-04-24
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GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點,贏得廣大測繪工作者的信賴,而一體化GPS接收機(jī)更是具有全內(nèi)置、防水、耐寒以及操作方便、適用范圍廣等優(yōu)點,己經(jīng)廣泛應(yīng)用于控制測量和大地測量中。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn),硬、軟件的不斷完善,應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓,目前已遍及國民經(jīng)濟(jì)各種部門,并開始逐步深入人們的日常生活。 本文介紹了GPS系統(tǒng)的特點、工作原理、課題背景、國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢,闡述了GPS接收機(jī)的設(shè)計原理。文章認(rèn)為,GPS接收機(jī)中的微處理器的性能直接影響整機(jī)的性能,相比較其它微處理器,ARM微處理器具有一些獨特的優(yōu)勢。文章了ARM系列微處理器尤其是ARM7微處理器的性能特點,并給出了利用ARM7微處理器LPC2138芯片和xc3s1000型FPGA設(shè)計GPS接收機(jī)的實際設(shè)計和調(diào)試方案,并對此方案進(jìn)行了論證,同時給出了各個功能模塊的軟硬件實現(xiàn)過程,并對樣機(jī)進(jìn)行了性能指標(biāo)測試。
標(biāo)簽: ARM GPS 芯片 收機(jī)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要研究一種在嵌入式系統(tǒng)上的GPS終端的軟件設(shè)計方法。隨著GPS技術(shù)在包括道路測控、汽車導(dǎo)航、交通管理、石油勘探、海上作業(yè)和緊急救援等軍事和民用的眾多領(lǐng)域中的越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,GPS系統(tǒng)對生產(chǎn)、生活的影響也愈加深遠(yuǎn)。另一方面,硬件開發(fā)與嵌入式操作系統(tǒng)以及軟件研發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展促使移動計算技術(shù)在手持設(shè)備中也得到廣泛的應(yīng)用,掌上電腦(PDA)與智能手機(jī)等移動式計算系統(tǒng)日益普及,功能日漸完善,在手持式設(shè)備中實現(xiàn)GPS移動定位、導(dǎo)航等功能具有良好的市場前景。 鑒于嵌入式GPS系統(tǒng)要求處理速度快,占用存貯空間小,根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)交互特點,論文采用基于ARM架構(gòu)的S3C2410處理器作為基礎(chǔ)硬件平臺,以O(shè)penSource的Linux作為操作系統(tǒng)平臺,MiniGui為圖形用戶界面支持系統(tǒng),SQLite為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研究并設(shè)計了應(yīng)用嵌入式地圖的GPS定位系統(tǒng)。 該系統(tǒng)不僅為用戶提供基本的地圖信息,還利用GPS儀器實現(xiàn)在地圖上定位功能,使用戶獲得當(dāng)前位置相關(guān)的附屬信息。該系統(tǒng)簡單可行,不依賴其他服務(wù)器工作,可用在移動設(shè)備、車載導(dǎo)航等領(lǐng)域。 論文研究了Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用與MiniGUI圖形界面和SQLite數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)向Arm-Linux系統(tǒng)上的移植;闡述了Linux下觸摸屏驅(qū)動的設(shè)計與應(yīng)用;分析了GPS系統(tǒng)中地理坐標(biāo)系統(tǒng)的定義和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基本原理;根據(jù)轉(zhuǎn)換公式實現(xiàn)地理經(jīng)緯度坐標(biāo)、平面直角坐標(biāo)以及屏幕窗口坐標(biāo)間的相互轉(zhuǎn)換;分析了MapInfo電子地圖文件的基本格式;設(shè)計了用于存儲地圖信息及附屬信息的SQLite數(shù)據(jù)庫;通過Linux與GPS接收器的通訊從GPS設(shè)備采集定位信息并進(jìn)行解析;在MiniGui上實現(xiàn)電子地圖與定位信息的顯示,支持觸摸屏上的人機(jī)交互;并在電子地圖上實現(xiàn)放大縮小、測距、查詢等基本功能。 論文最后同時給出了目標(biāo)系統(tǒng)的實現(xiàn)結(jié)果,并分析了系統(tǒng)設(shè)計中的一些不足,提出了在以后的工作中改進(jìn)系統(tǒng)效能的設(shè)想。
上傳時間: 2013-04-24
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二十世紀(jì)九十年代以來,隨著嵌入式系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展,嵌入式技術(shù)開始滲透到數(shù)控領(lǐng)域,傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)與嵌入式技術(shù)相結(jié)合,新型嵌入式數(shù)控技術(shù)進(jìn)入一個高速發(fā)展的階段。激光切割由于具有切割尺寸質(zhì)量好、速度快、精度高、效率高等優(yōu)點,在工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)中具有非常廣泛的應(yīng)用。基于嵌入式的激光切割數(shù)控系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)在激光切割應(yīng)用中新的探索,對于激光加工工業(yè)有著重要的意義。本文以ARM與R8C為平臺,對以激光切割為應(yīng)用的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了研究。 本文介紹了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的原理、體系結(jié)構(gòu)和硬件組成以及激光切割和原理、發(fā)展和特點,然后從硬件和軟件兩個方面對系統(tǒng)的具體設(shè)計進(jìn)行了研究。介紹了上位機(jī)ARMS3C44B0和下位機(jī)R8C/17的特點,執(zhí)行機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的控制原理,對外圍設(shè)備相關(guān)設(shè)計進(jìn)行了研究,包括上位機(jī)ARM S3C4B0的串口通信、LCD顯示、觸摸屏的設(shè)計,已及下位機(jī)R8C/17的串口通信與對步進(jìn)電機(jī)的控制。介紹了嵌入式操作系統(tǒng)UC/OS-II的原理及特點,UC/GUI的特點及應(yīng)用。對系統(tǒng)各功能模塊的軟件設(shè)計進(jìn)行了研究,包括嵌入式操作系統(tǒng)上任務(wù)的設(shè)計和通訊、系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)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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