隨著計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)技術(shù)的不斷融合，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。本文以嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為背景，研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統(tǒng)及其在加密解密模塊中的應(yīng)用。 本文在介紹了嵌入式系統(tǒng)和硬件實現(xiàn)Rijndael算法的研究現(xiàn)狀之后，簡要概述了Rijndael加密算法的結(jié)構(gòu)、輪變換、密鑰擴(kuò)展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)板平臺的選擇和板上主體硬件電路等相關(guān)內(nèi)容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的一般要求，本文設(shè)計了一個基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心，并以嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II為軟件平臺，在ARM ADS1.2環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優(yōu)勢以及發(fā)揮了μC/OS-II可移植性好、穩(wěn)定性和可靠性高的優(yōu)點。 本文重點論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應(yīng)用軟件部分中任務(wù)和模塊的流程設(shè)計。在該加密模塊應(yīng)用軟件設(shè)計部分中，對各個任務(wù)的創(chuàng)建、定義、優(yōu)先級設(shè)置和事件的定義、對文件的操作進(jìn)行了設(shè)計，并且按照系統(tǒng)軟件設(shè)計的流程描述了模塊所有任務(wù)和部分子模塊的功能。
標(biāo)簽： ARM COS 嵌入式 加密系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-24
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變電站電壓無功綜合控制是通過自動調(diào)節(jié)有載變壓器的分接頭和投切并聯(lián)補(bǔ)償電容器組來實現(xiàn)的，它是確保電壓質(zhì)量和無功平衡、提高供電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要措施。采用九區(qū)圖控制策略的電壓無功綜合控制，實際運(yùn)行時存在著頻繁調(diào)節(jié)變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷，甚至可能會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象。 本文針對上述不足，根據(jù)有功功率和無功功率的負(fù)荷預(yù)測曲線，以降損收益最大為適配值函數(shù)，以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件，提出了一種改進(jìn)的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來限制調(diào)節(jié)次數(shù)的增加，在此基礎(chǔ)上建議了一種確定最佳調(diào)整次數(shù)的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法，基于變電站內(nèi)的量測數(shù)據(jù)以及變壓器的參數(shù)來估計系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)阻抗參數(shù)。算例結(jié)果表明建議的方法是可行的，并且具有可以有效地減少調(diào)節(jié)次數(shù)的特點。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實時操作系統(tǒng)(μC/OS-II)，采用ADS1.2開發(fā)工具進(jìn)行編程，實現(xiàn)了變電站內(nèi)電壓無功綜合控制功能。軟件模塊開發(fā)主要包括：嵌入式實時操作系統(tǒng)(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植，數(shù)據(jù)讀取任務(wù)，數(shù)據(jù)處理任務(wù)，電壓無功控制任務(wù)，基于GPRS/CDMA的通訊任務(wù)、鍵盤掃描和液晶顯示任務(wù)等。采用信號發(fā)生器產(chǎn)生電能信號，采用繼電器的動作模擬變壓器分接頭檔位的調(diào)節(jié)和電容器組的投切，構(gòu)建了一個變電站內(nèi)的電壓無功控制模擬測試臺，對提出的設(shè)計方案進(jìn)行了全面的功能測試，測試結(jié)果表明提出的設(shè)計方案是可行的。
上傳時間： 2013-04-24
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汽車導(dǎo)航及定位是在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS，Global Positioning System)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新型技術(shù)。它是由GPS定位系統(tǒng)、電子地圖、嵌入式系統(tǒng)組成。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)接收GPS所傳送的衛(wèi)星信號，得到車輛的即時位置，通過GPS信號處理系統(tǒng)傳送給CPU，再配合嵌入式系統(tǒng)上的電子地圖，將車輛經(jīng)過的軌跡顯示在顯示屏上。本文設(shè)計了一種汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)，以ARM微處理器為核心，移植嵌入式操作系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上繪制電子地圖，顯示車輛運(yùn)行軌跡。主要研究內(nèi)容如下： 完成了車載導(dǎo)航系統(tǒng)總體方案的分析與設(shè)計。分析了多種嵌入式微處理的性能和應(yīng)用。確定了以S3C44BOX為核心構(gòu)建導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺的解決方案，并設(shè)計了導(dǎo)航系統(tǒng)的總體框架。 完成了車載導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計，包括存儲器系統(tǒng)、通信總線、GPS模塊等接口電路的設(shè)計。根據(jù)高速數(shù)字電路的設(shè)計要求，在雙面板上實現(xiàn)了基于ARM的汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)的PCB布線。編寫了系統(tǒng)初始化代碼，完成了對硬件平臺的調(diào)試工作。 根據(jù)系統(tǒng)的實際情況，選擇了實時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-II和嵌入式圖形用戶界面μC/GUI作為本系統(tǒng)的軟件平臺，完成了兩者在系統(tǒng)硬件平臺上的移植。針對μC/GUI環(huán)境下簡體中文漢字的顯示問題，給出了一種比較完善的解決方案。 介紹了GPS的衛(wèi)星定位原理，以及GPS接收的數(shù)據(jù)格式。在嵌入式圖形用戶界面μC/GUI的基礎(chǔ)上實現(xiàn)車載導(dǎo)航系統(tǒng)LCD上電子地圖的繪制，提出了基于μC/GUI及Maplnfo MIF地圖數(shù)據(jù)格式的電子地圖的設(shè)計與實現(xiàn)方法。實現(xiàn)了矢量電子地圖的顯示、縮放、漫游、圖層管理以及簡單的數(shù)據(jù)查詢導(dǎo)航功能，提出了用邊界檢測算法提高電子地圖漫游時的顯示速度。在此開發(fā)平臺上還實現(xiàn)了GPS定位數(shù)據(jù)的采集、處理，初步完成了定位模塊的部分功能。
上傳時間： 2013-05-22
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標(biāo)簽： uc-os
上傳時間： 2013-05-29
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隨著無線通信的應(yīng)用日益廣泛，無線通信系統(tǒng)的種類也越來越繁雜，但是由于不同通信系統(tǒng)的工作頻段、調(diào)制方式、通信協(xié)議等原理結(jié)構(gòu)上存在差異而極大限制了不同系統(tǒng)之間的互通。軟件無線電擺脫了硬件體系結(jié)構(gòu)的束縛，成為解決不同通信體制之間互操作問題和開展多種通信業(yè)務(wù)的最佳途徑，具有巨大的商業(yè)和軍事價值，被喻為無線電通信領(lǐng)域一次新的技術(shù)革命。 本文首先回顧了軟件無線電的提出和發(fā)展現(xiàn)狀，然后論述了軟件無線電的基本理論和數(shù)學(xué)模型。在此理論和模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計了軟件無線電接收機(jī)的硬件平臺。該平臺包括射頻部分、中頻處理部分和基帶處理部分。射頻部分由天線和無線接收機(jī)組成；中頻部分先將接收機(jī)輸出的模擬信號數(shù)字化，然后再通過FPGA實現(xiàn)下變頻；基帶部分主要由DSP和嵌入式系統(tǒng)組成，完成解調(diào)、同步等處理并可以進(jìn)行一些其他的應(yīng)用。其中的嵌入式系統(tǒng)的主處理器是基于ARM7-TDMI內(nèi)核的LPC2200芯片，為了實現(xiàn)開發(fā)的方便在此芯片上移植了uC/OS-Ⅱ嵌入式時實內(nèi)核。 軟件無線電接收機(jī)是一個很龐大的體系，其中的數(shù)字下變頻器DDC是一個非常關(guān)鍵的組成部分，在這部分中可方便的對接收頻段、濾波器特性等進(jìn)行編程控制，極大的提高了通信設(shè)備的性能和靈活性，因此本文的重點在于數(shù)字下變頻器的設(shè)計與實現(xiàn)。實現(xiàn)下變頻的方法有很多種，由于FPGA在速度和靈活性上的優(yōu)勢，其應(yīng)用也越來越廣泛，因此主要采用了居于領(lǐng)導(dǎo)地位的XILINX公司的SPATAN-Ⅱ芯片來實現(xiàn)數(shù)字下變頻的功能。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著計算機(jī)與信息技術(shù)的發(fā)展，生物特征識別技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。指紋識別是生物特征識別中的一項重要內(nèi)容，一直以來是國內(nèi)外的研究熱點。 嵌入式自動指紋識別是指指紋識別技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)上的應(yīng)用。傳統(tǒng)的嵌入式自動指紋識別系統(tǒng)多采用單片DSP或MIPS處理器來完成算法，由于DSP或MIPS處理器只能根據(jù)程序順序執(zhí)行，在指紋匹配過程中只能和整個庫中的指紋進(jìn)行一一匹配，因此這類系統(tǒng)在處理較大指紋庫時下匹配時間相當(dāng)長。為了克服這個缺點，本文構(gòu)建了浮點DSP和FPGA協(xié)同處理構(gòu)架的硬件平臺，充分利用DSP在計算上的精確度和FPGA并行處理的特點，由DSP和FPGA共同處理匹配算法。 本文的主要工作如下： 1．設(shè)計了一個硬件系統(tǒng)，包括DSP處理器、FPGA、指紋傳感器、人機(jī)交互接口和USB1.1接口。同時，還設(shè)計了各硬件模塊的驅(qū)動程序，為應(yīng)用程序提供控制接口。由于系統(tǒng)中DSP工作頻率為300MHz，其中某些器件的工作頻率達(dá)到了100MHz，因此本文還給出了一些信號完整性分析和PCB設(shè)計經(jīng)驗。 2．編寫了Verilog程序，在FPGA中實現(xiàn)了9路指紋的并行匹配。由于FPGA本身的局限性，實現(xiàn)原有匹配算法有很大困難。在簡化原有匹配算法的基礎(chǔ)上本文提出了便于FPGA實現(xiàn)“粗匹配”算法。此外，還設(shè)計了用于和DSP通信的接口模塊設(shè)計。 3．完成了系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計。在使用uC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計了各系統(tǒng)任務(wù)，通過調(diào)用驅(qū)動程序控制和協(xié)調(diào)各硬件模塊，實現(xiàn)了自動指紋識別功能。為了便于存放指紋特征信息，設(shè)計了指紋庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了指紋庫添加、刪除、編輯的功能。 最終，本系統(tǒng)實現(xiàn)了高效、快速的進(jìn)行指紋識別，各模塊工作穩(wěn)定。同時，模塊化的軟硬件設(shè)計使本系統(tǒng)便于進(jìn)行二次開發(fā)，快速應(yīng)用于各種場合。
標(biāo)簽： FPGA DSP 自動 指紋識別系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-05
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隨著生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求越來越高，如何獲取實時、可靠的環(huán)境數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題，特別是在人跡罕至的地方或者危險區(qū)域，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測手段已經(jīng)無法滿足需要。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低功耗、自組織、可靠性高等優(yōu)點，非常適合野外環(huán)境監(jiān)測。 本文介紹了環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)設(shè)計。從低功耗和可靠性出發(fā)，網(wǎng)關(guān)的ZigBee通信模塊采用CC2430，負(fù)責(zé)組建管理無線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)；GPRS模塊采用TC35，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸；主控制器采用嵌入式處理器LPC2210，通過與ZigBee模塊和GPRS模塊的通信，實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換。在硬件設(shè)計方面，介紹了主控制器模塊的電源電路、串口電路、存儲器電路、人機(jī)交互電路、與ZigBee通信模塊的接口設(shè)計、與GPRS模塊接口設(shè)計；在軟件設(shè)計方面，提出了基于需時中斷的軟件設(shè)計方法，移植了μC/OS-II操作系統(tǒng)，設(shè)計了串口驅(qū)動、ARM與ZigBee通信、ARM發(fā)送短消息、人機(jī)交互以及監(jiān)控中心軟件等；對ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的組網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M(jìn)行了研究，設(shè)計了星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，介紹了系統(tǒng)的測試情況。結(jié)果表明，星型ZigBee環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測，整個系統(tǒng)具有實時、可靠、低功耗、監(jiān)測范圍廣等優(yōu)點。
標(biāo)簽： ARM 無線 環(huán)境監(jiān)測 網(wǎng)關(guān)設(shè)計
上傳時間： 2013-06-13
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Internet現(xiàn)已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合代表著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的真正未來。隨著IPv6的應(yīng)用，設(shè)備都可能獲得一個全球唯一的IP地址，通過IP地址和互聯(lián)網(wǎng)相連成為一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此隨著電子技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展使的家用電子電器產(chǎn)品步向智能化網(wǎng)絡(luò)化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術(shù)與控制技術(shù)當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術(shù)與電力載波通信協(xié)議X-10技術(shù)結(jié)合起來來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)，著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網(wǎng)關(guān)軟硬件設(shè)計。智能家居網(wǎng)關(guān)是一個嵌入式WEB服務(wù)器，用戶通過登陸智能家居網(wǎng)關(guān)進(jìn)而實現(xiàn)對智能家居網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程控制操作，智能家居網(wǎng)關(guān)將接收到的用戶命令進(jìn)行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令，實現(xiàn)對家庭設(shè)備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術(shù)；然后給出具體基于ARM平臺的硬件電路設(shè)計，本文在以LPC2210為處理器實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計中，給出詳細(xì)設(shè)計步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲電路、網(wǎng)口電路、及X-10電力載波電路等等；其次ARM平臺軟件實現(xiàn)是本文的一個重點。本文主要分三步來實現(xiàn)：第一步實現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實現(xiàn)WEB服務(wù)器的組建以及應(yīng)用軟件設(shè)計。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺之后，進(jìn)入調(diào)試結(jié)果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運(yùn)行后本人使用本地示波器觀看波形，然后通過對波形的解析與X-10指令的對照來驗證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性，進(jìn)而實現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標(biāo)簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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隨著國民經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的飛速發(fā)展，使得對電力系統(tǒng)自動化和信息化水平的要求也越來越高。變電站系統(tǒng)作為電網(wǎng)的重要基本環(huán)節(jié)，其自動化水平的高低直接影響著電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，于是變電站綜合自動化系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展和推廣應(yīng)用，成為衡量電力企業(yè)自動化水平的重要依據(jù)。而安全可靠的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)又是實現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)的根本保證。 變電站是輸配電系統(tǒng)中的樞紐環(huán)節(jié)，它是電力系統(tǒng)的重要部分。而作為變電站綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)地測控單元是其非常重要的組成部分，它的性能的優(yōu)劣直接影響著變電站綜合自動化系統(tǒng)整體的高效、安全的運(yùn)行。 隨著電壓等級和電網(wǎng)復(fù)雜程度的提高，供電半徑和輸配電容量的加大，采用傳統(tǒng)的變電站一次和二次設(shè)備已越來越難以同時滿足：“降低變電站造價，提高變電站的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平”這兩方面的要求。為此，很有必要研制和開發(fā)以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的各種電壓等級的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備。 本論文以變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，提出并研究了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元。文中從當(dāng)前各種模式的變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢，詳細(xì)介紹了該現(xiàn)地測控單元的原理與構(gòu)成及其特點；著重分析了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C4510B為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件硬件設(shè)計原理，給出了硬件原理圖；對于該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ的移植、系統(tǒng)軟件的設(shè)計等問題本文作了系統(tǒng)、細(xì)致的論述，并給出了相關(guān)的設(shè)計程序。 新型嵌入式智能變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元提供了更快的通信速度以及更強(qiáng)的處理能力，它的應(yīng)用必定會提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信能力，而且使變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性更高，經(jīng)濟(jì)性方面也具有更強(qiáng)的優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-06-21
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大圓機(jī)是一種涉及到計算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域，比較復(fù)雜的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品。近幾年來，伴隨著我國針織行業(yè)的快速發(fā)展，大圓機(jī)的需求日益加大，傳統(tǒng)的基于MCU面板控制和采用薄膜按鍵方式的大圓機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足需求。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)以其高集成度和高穩(wěn)定性、高性價比在工控領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 近幾年，隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，對人機(jī)界面的要求越來越高，友好的圖形人機(jī)界面為嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)交互提供了豐富的圖形圖像信息。uC/GUI是一款不僅可以實現(xiàn)快速開發(fā)，而且能夠提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI軟件。用戶可以使用它方便地定制出自己的圖形用戶界面，完成各種應(yīng)用程序的開發(fā)。因此已經(jīng)被越來越多的領(lǐng)域所采用。 本文在對大圓機(jī)系統(tǒng)的功能和控制要求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一個以ARM微處理器和CPLD器件為中心構(gòu)建硬件平臺、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圓機(jī)控制系統(tǒng)解決方案。 此方案中的硬件平臺由主CPU核心應(yīng)用系統(tǒng)電路、人機(jī)交互接口電路、協(xié)處理器CPLD模塊電路等部分組成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7內(nèi)核的S3C44BOX處理器，人機(jī)交互接口電路采用觸摸屏和LCD液晶顯示器，為了解決閉環(huán)控制的問題，采用了CPLD作為協(xié)處理器，進(jìn)行外圍擴(kuò)展構(gòu)成控制電路，軟件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、設(shè)備驅(qū)動程序、人機(jī)界面和主控制應(yīng)用程序等。其中Boot Loader支持系統(tǒng)啟動,程序下載到RAM執(zhí)行和燒寫到Flash存儲器等功能,而人機(jī)界面和主控制應(yīng)用程序則基于設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了對于大圓機(jī)系統(tǒng)的控制。 與傳統(tǒng)的基于MCU或工控機(jī)的大圓機(jī)控制系統(tǒng)相比，基于此設(shè)計方案實現(xiàn)的控制系統(tǒng)具有低成本、高集成度和高性能等特點，具有較大的實用價值和廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： CPLD ARM 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-13
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