智能型充電器電源和顯示的設(shè)計 隨著越來越多的手持式電器的出現(xiàn),對高性能、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來越大。電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實現(xiàn)快速、安全的充電。因此需要對充電過程進(jìn)行更精確的監(jiān)控,以縮短充電時間、達(dá)到最大的電池容量,并防止電池?fù)p壞。AVR 已經(jīng)在競爭中領(lǐng)先了一步,被證明是下一代充電器的完美控制芯片。ATMEL AVR 微處理器是當(dāng)前市場上能夠以單片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC的最高效的8 位RISC 微處理器。由于程序存儲器為Flash,因此可以不用象MASK ROM一樣,有幾個軟件版本就庫存幾種型號。Flash 可以在發(fā)貨之前再進(jìn)行編程,或是在PCB貼裝之后再通過ISP 進(jìn)行編程,從而允許在最后一分鐘進(jìn)行軟件更新。EEPROM 可用于保存標(biāo)定系數(shù)和電池特性參數(shù),如保存充電記錄以提高實際使用的電池容量。10位A/D 轉(zhuǎn)換器可以提供足夠的測量精度,使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案為了達(dá)到此目的,可能需要外部的ADC,不但占用PCB 空間,也提高了系統(tǒng)成本。AVR 是目前唯一的針對像 “C”這樣的高級語言而設(shè)計的8 位微處理器。C 代碼似的設(shè)計很容易進(jìn)行調(diào)整以適合當(dāng)前和未來的電池,而本次智能型充電器顯示程序的編寫則就是用C語言寫的。
上傳時間: 2013-05-18
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射頻識別技術(shù)是一種自20 世紀(jì)80 年代新興的自動識別技術(shù)。它是利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信。相對于普遍應(yīng)用的13.56MHz 射頻識別系統(tǒng),本設(shè)計中的868MHz 射頻識別系統(tǒng)有著更多的優(yōu)點:讀寫距離遠(yuǎn),閱讀速度快等,是目前國際上RFID產(chǎn)品發(fā)展的熱點。 本課題研究的內(nèi)容包括研究符合ISO18000-6 標(biāo)準(zhǔn)的超高頻RFID 電子標(biāo)簽的主要特點、結(jié)構(gòu)、工作原理及讀寫方法, 重點在于與其相應(yīng)讀卡器的設(shè)計方案, 包括讀卡器的硬件電路設(shè)計、軟件程序流程以及與上位機(jī)通信的實現(xiàn)。 在硬件設(shè)計中,選用ATMEL 公司的AVR 單片機(jī)ATmega8 作為主控制器,設(shè)計了主控、復(fù)位、串行通信等電路。并以RFM 公司開發(fā)的TRC101 為射頻收發(fā)芯片進(jìn)行了射頻收發(fā)模塊的設(shè)計。 軟件設(shè)計采用模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程的思想,單片機(jī)編程語言為匯編語言,與上位機(jī)串行通信采用Visual Basic 編程。經(jīng)過測試,誤碼率較低,編制的防沖突程序?qū)崿F(xiàn)了基于隨機(jī)二進(jìn)制算法的防沖突功能。 本設(shè)計具有可靠性高,模塊化設(shè)計等特點,通過驗證,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,達(dá)到了預(yù)期的目的,并證明了本設(shè)計性能的穩(wěn)定性和可靠性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度已經(jīng)由最初的10M發(fā)展到現(xiàn)在的10,000M。用可編程邏輯器件(FPGA)實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器與其它SOC系統(tǒng)的互連成為當(dāng)前的研究熱點。本文闡述了MAC層的FPGA設(shè)計、仿真及測試;介紹了整個系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模塊劃分,并對各個模塊的設(shè)計過程進(jìn)行了詳細(xì)闡述,接著介紹了開發(fā)環(huán)境和驗證工具,同時給出測試方案、驗證數(shù)據(jù)、實現(xiàn)結(jié)果及時序仿真波形圖。 對MAC層的主要功能模塊如:發(fā)送模塊、接收模塊、MAC流程控制模塊、寄存器模塊、MⅡ接口模塊和主機(jī)接口模塊以及CRC,CSMA/CD,HASH表等算法給出了基于FPGA及硬件描述語言的解決方法。 本課題針對以下三個方面進(jìn)行了研究并取得一定的成果: 1)FPGA開發(fā)平臺的硬件實現(xiàn)。選用Xilinx公司的XC3S1000-FT256-4-C和ATMEL公司的ARM9200作為測試的核心器件,采用LXT971芯片作為物理層芯片,AT91RM9200作為數(shù)據(jù)輸入源和雙blockram作為幀緩存搭建FPGA硬件驗證開發(fā)平臺。 2)基于FPGA實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器。用VerilogHDL語言構(gòu)建以太網(wǎng)控制器,實現(xiàn)CSMA/CD協(xié)議、10M/100M自適應(yīng)以及與物理層MⅡ接口等。 3)采用片上系統(tǒng)通用的WS接口。目的是便于與具有通用接口的片上系統(tǒng)互連,也為構(gòu)建SOC上處理器提供條件。 本論文實現(xiàn)了一個基于WS總線接口可裁減的以太網(wǎng)MAC控制器IP軟核,為設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的以太網(wǎng)MAC控制器積累了經(jīng)驗。同時,為與其它WS接口的控制器實現(xiàn)直接互連創(chuàng)造了條件,對高層次設(shè)計這一先進(jìn)ASIC設(shè)計方法也有了較為深入的認(rèn)識。
標(biāo)簽: 10M100M FPGA 以太網(wǎng)控制器
上傳時間: 2013-07-17
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DeviceNet現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)作為工業(yè)現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn),其開放性和先進(jìn)性得到了廣泛關(guān)注和充分肯定。開發(fā)符合DeviceNet現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)的自動化產(chǎn)品意義重大,也是必要的。 文中從現(xiàn)場通用的老式串口(RS232和RS485)與新興DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的兼容問題以及模擬量,數(shù)字量和多種總線等多功能的一體化問題為出發(fā)點,以ATMEL的32位ARM7高速處理器為開發(fā)平臺,充分發(fā)揮其處理高速和功能多樣的優(yōu)勢,同時結(jié)合DeviceNet現(xiàn)場總線高效和診斷的優(yōu)點,開發(fā)了一個帶8路數(shù)字量輸入,8數(shù)字量輸出,4路模擬量輸入以及RS232為底層自定義協(xié)議串口,RS485為底層的在線可配置Modbus協(xié)議的DevciceNet一體化通訊網(wǎng)關(guān)。 最后文中還利用雙口RAM的協(xié)同處理能力,構(gòu)成雙CPU處理能力的結(jié)構(gòu),將avr162的8位處理器處理PROFIBUS總線數(shù)據(jù),而將32位的ARM7處理器處理DeviceNet總線數(shù)據(jù)。文中特別從系統(tǒng)硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩方面加以闡述,并結(jié)合OMRON PLC主站測試系統(tǒng),最終成功給于測試。 為了便于讀者理解和文章的完整性,本文首先對DeviceNet現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)做了簡單介紹;后根據(jù)DeviceNet標(biāo)準(zhǔn)對所需求的產(chǎn)品的進(jìn)行總體設(shè)計,以及相應(yīng)的DeviceNet網(wǎng)關(guān)的硬件和軟件的設(shè)計和開發(fā)。最后,搭建了DeviceNet-Modbus測試系統(tǒng)和DeviceNet-PROFIBUS DP兩套測試系統(tǒng)對所開發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行的了功能測試。本課題按照預(yù)期設(shè)計思想完成了DeviceNet多功能網(wǎng)關(guān)的軟硬件的開發(fā),并將系統(tǒng)程序下載到處理器中,在測試平臺下能夠長時間的正常運行,達(dá)到了期望效果。
上傳時間: 2013-04-24
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嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前最為熱門的研究領(lǐng)域之一,也是“后PC時代”最有發(fā)展前景的方向之一。目前,它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于信息家電、手持通信設(shè)備、儀器儀表、汽車、航空航天、工業(yè)控制以及數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用領(lǐng)域,為人們的工作和生活帶來了極大的便利。其中,GPRS DTU是嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的重要應(yīng)用,它可以實現(xiàn)將串口數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,提供了無線備份鏈路,增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴0殡S著對智能化的需求日益增長,提出了智能化GPRS DTU的概念。除了原有的基本功能,還需要增加智能化功能模塊,比如支持自動心跳、保持永久在線,支持遠(yuǎn)程登錄,遠(yuǎn)程Web管理,遠(yuǎn)程自動更新等。這樣就極大地節(jié)省了后期維護(hù)費用,降低了成本。因此,對智能化GPRS DTU的研究具有廣泛的意義和良好的商業(yè)前景。 本文主要是設(shè)計并實現(xiàn)智能化GPRS DTU的應(yīng)用平臺,對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。首先從理論的層次介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念和設(shè)計流程,在理論研究和項目實踐的基礎(chǔ)上,總結(jié)了抓住本質(zhì)、分層整合、協(xié)同分工、情景分析等學(xué)習(xí)方法;介紹GPRS DTU硬件平臺的組成,以ATMEL公司的AT91RM9200為核心控制單元,以Telit的GM862作為GPRS功能模塊,以實現(xiàn)工業(yè)級指標(biāo)要求;總結(jié)出Linux下ELF文件轉(zhuǎn)換為binary文件的方法,然后重點解決了U-boot應(yīng)用于AT91RM9200重映射機(jī)制的修正,設(shè)計出面向智能化GPRS DTU的嵌入式混合文件系統(tǒng)(Cramfs+JFFS2+Initramfs),針對該文件系統(tǒng)對Linux-2.6.20進(jìn)行了移植和裁剪;最后以串口/Ethernet數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計來說明應(yīng)用開發(fā)的基本模型。 本系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)均已獲得相應(yīng)的成果,對智能化GPRS DTU的發(fā)展給予了有力的技術(shù)支持。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步,嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點,在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本選題來自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計一種可以在地面實驗室環(huán)境中可靠運行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測控系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和軟件設(shè)計兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計上,主控制板以ATMEL公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心,主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計的數(shù)據(jù)采集模塊(A/D)、基于I2C接口設(shè)計的PID控制信號輸出模塊(D/A)和采用PIO接口設(shè)計的開關(guān)控制輸出模塊等電路,其中后三個模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集,關(guān)鍵點的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù),后文將重點介紹。在軟件設(shè)計方面,主要分兩個方面進(jìn)行討論,分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計,包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程,三個線程同時運行,提高了系統(tǒng)的運行效率。上位機(jī)和主控制器通過接入以太網(wǎng)中,然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實現(xiàn)通信。同時上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面,配合主控制器實現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設(shè)計的嵌入式測控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊,包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等,可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實用性,具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: ARM 流體 網(wǎng)絡(luò)測控
上傳時間: 2013-06-30
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■ High Performance, Low Power AVR? 8-Bit Microcontroller ■ Advanced RISC Architecture –120 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution –32 x 8 General Purpose Working Registers –Fully Static Operation
標(biāo)簽: ATMEL
上傳時間: 2013-06-01
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)越來越多地在控制類、消費類、通訊類等電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用,嵌入式技術(shù)也越來越和人們的生活緊密結(jié)合。同時,計算機(jī)硬件的發(fā)展以及數(shù)據(jù)量的增加,對存儲設(shè)備的要求也越來越高。 本文深入研究了嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換,提出了一套完整的嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換的設(shè)計方案,并詳細(xì)介紹了其實現(xiàn)過程。Flash存儲器由于體積小、功耗低、性能穩(wěn)定等特點在便攜式電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。Flash存儲器主要有兩種形式:Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性,可以直接在芯片上執(zhí)行代碼,而且讀取速度較快。Nand Flash存儲密度大、容量大、生產(chǎn)工藝簡單、性價比高,但是控制方式復(fù)雜而且可能會存在一定的壞塊。SD卡是近年來流行的大容量便攜式存儲卡。本系統(tǒng)中,我們以Flash和SD卡作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。在存儲介質(zhì)的選擇方面,在系統(tǒng)內(nèi)部采用了體積小、容量大、成本低的Flash,并采用Nor和Nand Flash相結(jié)合的方案:在Nor Flash上存儲與系統(tǒng)相關(guān)的軟件和程序,在Nand Flash上存儲用戶數(shù)據(jù)。系統(tǒng)外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存儲容量擴(kuò)展。實現(xiàn)了基于ATMEL公司ARM系列MCU的Flash存儲器和SD卡的硬件電路的設(shè)計及底層驅(qū)動程序的設(shè)計。 本研究分別根據(jù)Nor和Nand Flash數(shù)據(jù)存儲和操作特點,分析了JFFS2和YAFFS的特點以及各自的存儲方式、斷電保護(hù)、損耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和機(jī)制,并在Nor和Nand Flash上實現(xiàn)并優(yōu)化了這些管理機(jī)制。在SD上則采用目前主流操作系統(tǒng)(Windows,Linux等)所支持的FAT16文件格式,完成了從磁盤格式化到文件的讀寫等標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù),實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)交換。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 數(shù)據(jù)存儲 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-04-24
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ATMEL公司生產(chǎn)的串行Flash AT45系列存儲器的容量已達(dá)到了16Mb,常用于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng).文中以AT45D041為例,詳細(xì)介紹了該系列Flash存儲器的命令集以及串行SPI接口的應(yīng)用方法,并給
標(biāo)簽: Flash SPI 串行 中的應(yīng)用
上傳時間: 2013-05-28
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船舶氣象儀是一套船載的自動化海洋氣象觀測系統(tǒng),該系統(tǒng)廣泛的布置在各種船只上,可以獲得船只經(jīng)過的海域內(nèi)的風(fēng)、濕、溫、氣壓、降雨等氣象參數(shù)。通過對海洋氣象環(huán)境實時的掌握,能夠使船舶航行安全、省時、經(jīng)濟(jì),并使因災(zāi)害性天氣造成的損失減小到最低限度。通過對海洋氣象數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計,對我國觀測海洋環(huán)境、研究海洋、開發(fā)海洋、利用海洋都有著重要的意義。 現(xiàn)代測控系統(tǒng)除了具有高性能的數(shù)據(jù)采集、信號處理、I/O和通信接口以外,通常均需具備良好的人機(jī)接口、友好的用戶界面和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能等。ARM架構(gòu)的嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)由于其優(yōu)異的性能和很高的性價比,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各種電子產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中,并受到愈來愈多的自動化設(shè)備和智能儀表設(shè)計人員的青睞。 本課題主要研究基于ARM+Linux架構(gòu)的嵌入式船舶氣象儀的設(shè)計與開發(fā)。系統(tǒng)硬件平臺選用ATMEL公司的AT91RM9200處理器,擴(kuò)展了64M SDRAM和8M NAND FLASH,同時擴(kuò)展了外圍通信設(shè)備接口包括通用串行口、CAN總線接口、網(wǎng)絡(luò)接口和人機(jī)交互接口等;并根據(jù)實際環(huán)境需要,進(jìn)行了傳感器的選型。 軟件平臺的設(shè)計主要涉及了U-Boot引導(dǎo)裝載程序的建立,同時根據(jù)開發(fā)平臺的資源,配置和裁剪Linux的內(nèi)核,并編寫、添加源代碼中沒有的驅(qū)動程序,如AD、鍵盤、CAN總線控制器等,重新編譯內(nèi)核,下載到開發(fā)平臺。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了應(yīng)用程序的編寫。同時深入研究了嵌入式Linux下的圖形界面,將圖形界面系統(tǒng)MiniGUI移植到Linux系統(tǒng)中,設(shè)計了較完善、友好的圖形用戶界面,大大方便了用戶的操作。
標(biāo)簽: Linux ARM 嵌入式 儀的設(shè)計
上傳時間: 2013-06-12
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