隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計水平的不斷進步，ARM微處理器的性能得到大幅度地提高，同時其芯片的價格也在不斷下降，嵌入式系統(tǒng)以其獨有的優(yōu)勢，己經(jīng)廣泛地滲透到科學研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心，結(jié)合蓋革一彌勒計數(shù)管對Time-To-Count輻射測量方法進行研究。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設(shè)計的，其指令集和相關(guān)的譯碼機制比復(fù)雜指令集計算機要簡單得多，使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器，其工作頻率可達到60MHz，這對于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定時/計數(shù)器引腳捕獲功能，可以直接讀取TC中的計數(shù)值，也就是說不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值，從而大大降低了計數(shù)前雜質(zhì)時間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測量方法初步研究》基礎(chǔ)上，使用了高速的ARM芯片，對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統(tǒng)進行了改進，進一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數(shù)器的測量范圍與測量精度。 首先，討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計數(shù)管探測射線強度的方法，并指出傳統(tǒng)的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法，對Time-To-Count測量方法的理論基礎(chǔ)進行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法的區(qū)別，以及采用Time-To-Count方法進行輻射測量的可行性。 接著，詳細論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設(shè)計及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論，通過高速32位ARM處理器的使用，Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高，對于Y射線總量測量，使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h，數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進行的輻射測量時，如何減少雜質(zhì)時間以及如何提高計數(shù)前時間的測量精度，是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關(guān)鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數(shù)管分別作為探測元件，在100U R/h到lR/h的輻射場中進行試驗.每個測量點測量5次取平均，得出隨著照射量率的增大，輻射強度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10％的范圍內(nèi)，則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h，量程跨度近六個數(shù)量級。而用J33型G-M計數(shù)管作常規(guī)的脈沖測量，量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，充分體現(xiàn)了運用Time-To-Count方法測量輻射強度的優(yōu)越性，也從另一個角度反應(yīng)了隨著計數(shù)前時間的逐漸減小，雜質(zhì)時間在其中的比重越來越大，對測量結(jié)果的影響也就越來越嚴重，盡可能的減小雜質(zhì)時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質(zhì)時間約為6.5 u S，所以在計算定時器值的時候減去這個雜質(zhì)時間，可以增加計數(shù)前時間的精確度。通過實驗得出，在標定儀器的K值時，應(yīng)該在照射量率較低的條件下行，而測得的計數(shù)前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標定來檢驗。這是因為在照射量率較低時，計數(shù)前時間較大，雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響不明顯，數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定，適宜于確定標定系數(shù)K值，而在照射量率較高時，計數(shù)前時間很小，雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響較大，可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來，從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對計數(shù)前時間進行精確測量。經(jīng)過對大量實驗數(shù)據(jù)的分析，得到計數(shù)前時間中的雜質(zhì)時間可分為硬件雜質(zhì)時間和軟件雜質(zhì)時間，并以軟件雜質(zhì)時間為主，通過對程序進行合理優(yōu)化，軟件雜質(zhì)時間可以通過程序的改進而減少，甚至可以用數(shù)學補償?shù)姆椒▉淼窒瑥亩梢缘玫奖容^精確的計數(shù)前時間，以此得到較精確的輻射強度值。對于本輻射儀，用戶可以選擇不同的工作模式來進行測量，當輻射場較弱時，通常采用規(guī)定次數(shù)測量的方式，在輻射場較強時，應(yīng)該選用定時測量的方式。因為，當輻射場較弱時，如果用規(guī)定次數(shù)測量的方式，會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當輻射場較強時，由于輻射粒子很多，產(chǎn)生脈沖的頻率就很高，規(guī)定次數(shù)的測量會加大測量誤差，當選用定時測量的方式時，由于時間的相對加長，所以記錄的粒子數(shù)就相對的增加，從而提高儀器的測量精度。通過調(diào)研國內(nèi)外先進核輻射測量儀器的發(fā)展現(xiàn)狀，了解到了目前最新的核輻射總量測量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理，根據(jù)此原理，結(jié)合高速處理器ARM7 LPC2132，對以G-計數(shù)管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進行設(shè)計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學性，該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點。用戶可以定期的對儀器的標定，來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數(shù)造成的影響，通過Time-To-Count測量方法的使用，可以極大拓寬G-M計數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數(shù)管而言，G-M計數(shù)管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count測量方法后，結(jié)合高速微處理器ARM7 LPC2132，此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi)，核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍，而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法要高，測量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計數(shù)管的使用壽命被大大延長。 綜上所述，本文取得了如下成果：對國內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進行分析，指出了Time-To-Count測量方法的基本原理，并對Time-T0-Count方法理論進行了分析，推導(dǎo)出了計數(shù)前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關(guān)系，從數(shù)學的角度論證了Time-To-Count方法的科學性。詳細說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設(shè)計、軟件編程的過程，通過高速微處理芯片LPC2132的使用，成功完成了對基于MCS-51單片機的Time-To-Count測量儀的改進。改進后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點關(guān)鍵因素，如：處理器的頻率、計數(shù)前時間、雜質(zhì)時間、采樣次數(shù)和測量時間等，重點分析了雜質(zhì)時間的組成以及引入雜質(zhì)時間的主要因素等，對國內(nèi)核輻射測量儀的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標簽： TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間： 2013-06-24
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T-Kernel作為一種嵌入式操作系統(tǒng)，由于實時性和開源性，在嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。ARM是一款比較好的微處理器，T-Kernel在ARM上的應(yīng)用研究基本上是空白，所以結(jié)合兩者進行研究促進T-Kernel在國內(nèi)嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展。同時，T-Kernel內(nèi)部調(diào)度機制存在著優(yōu)先級反轉(zhuǎn)缺陷，優(yōu)先級反向使得高優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行時間無法預(yù)測，增加了實時系統(tǒng)的不確定性。早期的解決協(xié)議較好地解決了優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題，但同時也存在著自身不足之處。 針對T-Kernel存在的缺陷，在深入研究相關(guān)協(xié)議的基礎(chǔ)上，本論文提出了一種新的改進的優(yōu)先級繼承協(xié)議。該協(xié)議設(shè)置超時保護機制，避免任務(wù)在獲取信號量時長時間的阻塞，結(jié)合Havender提出的“有序資源使用法”防止死鎖發(fā)生，給出該協(xié)議的分析過程，并把該協(xié)議結(jié)合到T-Kernel中。在這個基礎(chǔ)之上，建立研究開發(fā)平臺；針對硬件設(shè)備，研究引導(dǎo)程序的執(zhí)行原理，實現(xiàn)系統(tǒng)的引導(dǎo)程序；構(gòu)建T-Kennel內(nèi)核；移植內(nèi)核到開發(fā)板；最后對T-Kernel的啟動過程進行了詳細的分析。 T-Kernel在ARM上的移植研究，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的提供了一種開發(fā)流程，同時對于T-Kernel的啟動過程的分析，為以后的應(yīng)用程序開發(fā)提供了一個接口；對于T-Kernel存在的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題的解決，可以改進T-Kernel的實時性和靈活性，同時為實時系統(tǒng)的性能改進提供了參考。
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(guān)系，已成為一種無創(chuàng)獨立性預(yù)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(yù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(guān)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(chǔ)上，再對信號進行相關(guān)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(shè)計了T波交替檢測技術(shù)原理性樣機的關(guān)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(shè)計了該樣機的關(guān)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(shè)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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心臟疾病一直是威脅人類生命健康的主要疾病之一。研究無創(chuàng)的心電信號檢測設(shè)備來檢測與評價心臟功能的狀況，并研究心臟疾病的成因是生物醫(yī)學電子學的重要研究課題之一。動態(tài)心電記錄儀(Holter)是用于記錄24小時長時間心電圖的一種設(shè)備。研制高性能的動態(tài)心電記錄、監(jiān)護系統(tǒng)對于心血管疾病的診斷和治療具有十分重要的意義。 Holter技術(shù)發(fā)展至今已有幾十年歷史，但目前的Holter仍存在許多不足之處：(1)許多Holter采用8位、16位單片機作為控制系統(tǒng)，運算能力有限，無法加入自動診斷功能：(2)數(shù)據(jù)存儲采用固定焊接在板上的存儲芯片，容量小，數(shù)據(jù)取出回放不方便；(3)大部分Holter還不能實現(xiàn)心電信號的實時遠程傳輸，心電數(shù)據(jù)的分析以及分析報告的獲取往往要滯后好幾天時間，不利于心臟疾病的及早診斷及治療。 針對這些不足，本文設(shè)計了一個基于ARM(一種32位嵌入式處理器)的動態(tài)心電記錄儀。該記錄儀具有運算功能強、能夠?qū)崿F(xiàn)心電信號實時遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶攸c。為確保信息不會因網(wǎng)絡(luò)傳輸故障而丟失，本系統(tǒng)同時還采用了便于攜帶的SD(Secure Digital Memory)閃存卡作為存儲媒介，具有大容量數(shù)據(jù)存儲的功能。本文設(shè)計的系統(tǒng)主要完成的任務(wù)有心電信號的采集、心電信號的放大濾波、心電信號的顯示和心電信號的存儲與傳輸。整個系統(tǒng)由一片ARM嵌入式微處理器控制，本系統(tǒng)中采用的嵌入式微處理器是三星的S3C44BOX。放大和濾波電路主要是對電極導(dǎo)聯(lián)傳來的心電信號進行放大和濾除干擾信號，以獲取合適的信號大小并保證采集的心電信號的正確性。心電信號的顯示是把心電信號實時地顯示在Holter的液晶屏上，能使患者直觀地觀察到自己的心電信號情況。心電信號的存儲采用了容量大、成本及功耗低并且體積小方便攜帶的SD卡來存儲心電數(shù)據(jù)。心電數(shù)據(jù)的傳輸是通過以太網(wǎng)實現(xiàn)的，以太網(wǎng)可以實現(xiàn)快速、高正確率的傳輸。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由醫(yī)院內(nèi)的服務(wù)器接收，并且在服務(wù)器端對心電信號進行相應(yīng)的顯示和處理。為實現(xiàn)上述功能編寫的系統(tǒng)軟件包括Holter的Bootloader的設(shè)計、uCLINUX操作系統(tǒng)的移植、A/D轉(zhuǎn)換程序、液晶屏的控制及菜單程序、SD卡FAT文件格式的數(shù)據(jù)存儲和服務(wù)器端數(shù)據(jù)接收、波形顯示程序。本系統(tǒng)經(jīng)過一定的實驗證明符合設(shè)計要求，具有體積小、成本低、使用方便的特點。
上傳時間： 2013-07-10
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電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，其安全運行對于保障電力系統(tǒng)的安全可靠運行意義重大。對變壓器繞組進行狀態(tài)檢測和故障診斷，及時發(fā)現(xiàn)變壓器的事故隱患，避免事故的發(fā)生，對提高變壓器運行的安全可靠性，具有十分重要的意義。 本文分變壓器繞組變形檢測基礎(chǔ)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)、硬件設(shè)計和軟件設(shè)計四個部分。前兩個部分主要介紹基礎(chǔ)的背景知識:首先簡要介紹了變壓器繞組變形的幾種測試方法與比較，重點介紹了頻響法的診斷原理與模型；然后介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念與組成，特別是Linux在ARM上的相關(guān)移植。后面的兩個部分則在前面的理論基礎(chǔ)上分別從硬件和軟件介紹了如何實現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的變壓器繞組變形測試儀:在硬件部分中，利用S3C2410A自帶的USB控制器、LCD控制器、SD卡控制器，簡化了系統(tǒng)設(shè)計，并針對系統(tǒng)需要設(shè)計了掃頻信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)高速采集與緩存等模塊；在軟件部分中，介紹了ARM基于Linux操作系統(tǒng)的I/O口、USB、LCD驅(qū)動的編寫，以及相關(guān)應(yīng)用程序的編寫包括數(shù)據(jù)采集部分程序、LCD、串口通訊程序等，同時本文充分考慮了通訊環(huán)節(jié)可能引起的延遲問題以及提高系統(tǒng)資源利用效率等因素，提出了將系統(tǒng)設(shè)計成多進程的思路，并實現(xiàn)之。
標簽： ARM 變壓器 繞組變形 檢測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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針對城市交通中的停車難問題，課題組研制了有效的泊車管理系統(tǒng)，泊車手持機是泊車管理系統(tǒng)的重要組成部分之一，完成車輛的信息輸入任務(wù)及對車輛實現(xiàn)有效監(jiān)管。泊車手持機主要實現(xiàn)與泊車咪表的無線通信，讀寫會員車主IC卡，車牌圖像的采集和提供友好的交互操作界面，并實時處理車輛的進出信息，完成泊車費用的結(jié)算。 提出了泊車手持機的硬件設(shè)計方案，詳細描述了系統(tǒng)軟件模塊的設(shè)計及實現(xiàn)過程。系統(tǒng)硬件平臺采用了基于ARM體系架構(gòu)的S3C2440作為核心處理器，外圍擴展了nRF24E1無線收發(fā)芯片、ZLG500AGT讀卡模塊、CMOS7620攝像頭。在此硬件平臺的基礎(chǔ)上，探討并解決了嵌入式linux系統(tǒng)軟件平臺的搭建，包括以下方面：交叉編譯工具鏈的建立、QT的移植、Linux內(nèi)核移植、文件系統(tǒng)制作、嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite3的移植和GDB遠程調(diào)試環(huán)境的建立。完成了處理器與無線芯片的串口程序設(shè)計，讀卡設(shè)備的驅(qū)動編寫，攝像模塊的驅(qū)動編寫以及用戶界面軟件的設(shè)計，實現(xiàn)了泊車手持機的功能。通過調(diào)試表明，系統(tǒng)達到了設(shè)計要求，設(shè)計方案可行并具有良好的應(yīng)用前景。
標簽： ARM 泊車 手持機 應(yīng)用技術(shù)
上傳時間： 2013-06-28
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材料試驗機是測定材料機械性能的基本設(shè)備之一，應(yīng)用范圍廣泛。它主要由機械、加載及測試等系統(tǒng)組成，其中測試系統(tǒng)是試驗機不可缺少的組成部分，它對試驗機的性能又起著決定性作用。隨著實驗科學的發(fā)展、科技的進步以及應(yīng)用需求的增加，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應(yīng)人們的測試需求，為了擴大傳統(tǒng)材料試驗機的應(yīng)用范圍，全面提高測量的準確性、實驗效率和智能化水平，越來越多的高新技術(shù)正在被引入到材料試驗機測試系統(tǒng)領(lǐng)域。 本課題屬于企業(yè)委托的技術(shù)開發(fā)項目，其目的是開發(fā)一套用于材料性能測試的試驗機測試系統(tǒng)。針對項目委托方提出的功能要求，經(jīng)過對試驗機測試技術(shù)及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用USB總線技術(shù)，設(shè)計一款基于32位嵌入式微處理器ARM的集數(shù)據(jù)采集、分析、顯示為一體的試驗機測試系統(tǒng)。 基于課題的研究內(nèi)容，本文在分析研究USB和ARM技術(shù)的基礎(chǔ)上，圍繞著設(shè)計目標，從整體方案的選擇、測試系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計等方面闡述了主要開展的設(shè)計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、固件程序設(shè)計、設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計和應(yīng)用程序設(shè)計的實現(xiàn)進行了深入論述。 為驗證所設(shè)計的測試系統(tǒng)是否達到實際要求，本文采用實測的方式進行測試研究。測試結(jié)果表明，本測試系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，各項功能均達到了預(yù)定的設(shè)計要求。
標簽： ARM 材料 試驗機 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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超聲波電機是一種全新原理的直接驅(qū)動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作相應(yīng)快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文主要研究了行波型超聲波電機的嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)是基于ARM嵌入式微控芯片設(shè)計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展狀況，ARM芯片的結(jié)構(gòu)原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎(chǔ)上做了系統(tǒng)仿真，為系統(tǒng)的硬件設(shè)計提供設(shè)計指導(dǎo)。第三章提出了基于ARM的超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并介紹了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計與調(diào)試的過程和結(jié)果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在ARM上的移植，以及基于該操作系統(tǒng)的電機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程。第五章介紹了系統(tǒng)各子程序的設(shè)計，速度控制與定位控制的算法設(shè)計，以及系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。第六章總結(jié)了本論文的主要貢獻、存在問題以及后續(xù)課題的研究方向。
上傳時間： 2013-04-24
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風速是氣象測量的一個重要要素，利用超聲波進行風速測量現(xiàn)如今得到廣泛的應(yīng)用，技術(shù)已經(jīng)很成熟。當超聲波在空氣中傳播時，受到風速的影響，順風和逆風情況下存在一個時間差，基于這個原理制成的時差法超聲波風速測量儀表，具有精度高、可靠性強、集成度高等優(yōu)勢，并可以與雨量、濕度等測量儀表構(gòu)成完整的移動氣象站，與傳統(tǒng)的機械式儀表、電磁式儀表相比，具有較強的優(yōu)勢，其關(guān)鍵參數(shù)是系統(tǒng)的測量精度。 ARM作為32位的微處理器，具有豐富的片上資源，高達60M的處理能力，而且功耗很小，適合作為智能儀表的核心處理器。本文給出了基于LPC2132的風速測量系統(tǒng)，可以實現(xiàn)風速的測量、顯示、精度調(diào)節(jié)以及與上位機之間的通信等功能。系統(tǒng)硬件電路包括ARM7處理器以及外圍的模擬、數(shù)字電路，并采用模塊化進行設(shè)計。這種思想大大簡化了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計的復(fù)雜性，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。軟件部分根據(jù)超聲波信號的特點，選用新型的構(gòu)造包絡(luò)的方法，在準確判斷超聲波到達時間的問題上有所改進。 文章共分六個部分。第一章緒論介紹了超聲波風速測量儀表的發(fā)展現(xiàn)狀、本篇論文選題的目的和意義、所做的工作以及創(chuàng)新點。第二章介紹了超聲波風速測量的基本原理。第三章是介紹基于ARM的超聲波風速測量的系統(tǒng)的硬件設(shè)計。第四章是系統(tǒng)的軟件設(shè)計。第五章是系統(tǒng)的誤差分析。第六章是全文的總結(jié)以及就下一步的工作提出一些設(shè)想。
標簽： ARM 超聲波 系統(tǒng)設(shè)計 風速測量
上傳時間： 2013-06-04
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液位是工業(yè)生產(chǎn)中常見的測量參數(shù)，化工、石油、污水處理等各類工廠企業(yè)都要進行液位測量。目前，液位檢測技術(shù)飛速發(fā)展，新的液位測量儀表量程大、精度高、功能全，我國新型液位儀表大多依靠進口。由于超聲波測量液位具有非接觸測量、可測低溫介質(zhì)、能夠定點和連續(xù)測量等優(yōu)點，近年來，超聲液位測量技術(shù)取得了長足的進步，己成功應(yīng)用于江河水位、化學和制藥工業(yè)、食品加工、罐裝液位等多種領(lǐng)域。 本文研制的是基于ARM的超聲波液位計。傳統(tǒng)的超聲波液位計一般使用8位的單片機作處理器，采用電子元件捕捉到超聲波回波信號后產(chǎn)生中斷，判斷超聲波的傳播時間。本文提出了使用32位ARM芯片做處理器，采用數(shù)字信號處理的方法來判斷超聲波傳播時間的設(shè)計方案。 本文使用高性能的ARM7TDMI-S內(nèi)核的芯片LPC2119作為系統(tǒng)的運算控制器，加強了系統(tǒng)對超聲波回波信號的處理能力；使用A/D轉(zhuǎn)換器將回波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，采用數(shù)字濾波處理信號，利用數(shù)值處理來判斷超聲波回波信號的起始點，提高了液位的測量精度；采用單換能器收發(fā)一體式電路設(shè)計，簡化了液位的計算；利用LPC2119芯片內(nèi)部的CAN總線控制器設(shè)計了CAN總線通信接口；選用一線式數(shù)字溫度傳感器DSl8820進行溫度補償，避免了由于環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的測量誤差。ARM芯片豐富的內(nèi)部資源和I/0口線有利于今后擴展功能，升級系統(tǒng)。本超聲波液位計使用方便，精度高，能滿足工業(yè)生產(chǎn)中的要求。
上傳時間： 2013-04-24
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