在以單片機為核心的多級分布式系統(tǒng)中，常常需要擴展單片機的串行通信口，本文分別介紹了基于SP2538 專用串行口擴展芯片及Intel8251 的兩種串行口擴展方法，并給出了實際的硬件電路原理及相應的通信
上傳時間： 2013-08-01
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生物識別技術代表了未來身份驗證技術的發(fā)展方向，而指紋識別技術又是最可靠、最有效的生物識別技術之一。目前，指紋識別技術是優(yōu)于其它生物識別技術的身份鑒別方法。這是因為人的指紋各不相同、終生基本不變的特點已經得到公認，特別是現(xiàn)有的指紋識別算法已達到識別迅速、準確可靠的水平，是完全可以商業(yè)化的生物識別技術。 傳統(tǒng)的指紋識別系統(tǒng)多是基于PC平臺，這種系統(tǒng)將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺上，在獲得了較高速度和開發(fā)效率的同時，缺點也是顯而易見的，其體積龐大，成本較高。而已有的嵌入式指紋識別系統(tǒng)多是基于單片機和DSP的，不是在運算速度上受到硬件限制，就是在系統(tǒng)的擴展性、可維護性及用戶交互上有諸多不足。 近年來指紋識別應用的普及對自動指紋識別系統(tǒng)的便攜性和易用性提出了更高的要求，指紋識別技術正向著小型化和嵌入式的方向發(fā)展。在微電子領域，以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高，為構建嵌入式系統(tǒng)提供了硬件保證。 ARM是當前最為流行的32位RISC處理器架構，目前ARM占RISC處理器市場的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內核的通用32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性，被設計用于手持設備和通用嵌入式系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)對操作系統(tǒng)和其上運行的軟件有特別的要求。針對本課題所采用的ARM硬件平臺，詳細介紹了嵌入式操作系統(tǒng)Arm-Linux的移植。分別說明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導裝載器的移植和Linux內核的裁減和交叉編譯過程。為了運行應用程序，還介紹了文件系統(tǒng)的構建。 指紋識別系統(tǒng)需要指紋采集設備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導體指紋傳感器，是一款專為嵌入式系統(tǒng)設計的高性能、低成本、低功耗的電容式固態(tài)指紋傳感器。本文詳細闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設計與實現(xiàn)。 指紋圖像處理與匹配是整個系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念，并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動指紋識別中的一個難點。現(xiàn)有的指紋匹配方法大致可以歸結為圖形匹配和人工神經網絡匹配兩大類，本文提出的基于線段的特征點匹配算法屬于圖形匹配。 嵌入式系統(tǒng)需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術的飛速發(fā)展，用戶交互界面也由傳統(tǒng)的字符界面向圖形界面轉變，圖形用戶界面系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展。MiniGUI 是一個非常適合于工業(yè)控制實時系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識別軟件設計。 綜上所述，本文針對特定硬件條件，構建了定制的嵌入式操作系統(tǒng)；設計了支持USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹讣y采集卡；指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對嵌入式系統(tǒng)的實際情況進行了優(yōu)化；利用MiniGUI圖形支持庫完成了界面美觀友好的可視化指紋識別程序。系統(tǒng)具有安全可靠、易于擴展、性價比高等優(yōu)點。
標簽： ARM 嵌入式 指紋識別系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-02
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高端濕熱環(huán)境試驗箱的溫濕度控制器有著如下特點：①、人機接口模塊大多采用彩色液晶屏和觸摸屏；②、控制器存儲容量大，可存儲大量溫濕度數(shù)據(jù)；⑧、溫濕度數(shù)據(jù)測量精度高；④、溫濕度控制精度高，具有自調整能力，可根據(jù)試驗條件的變化調節(jié)控制器內部參數(shù)。⑤、輔助功能多，如RS232串口通訊、USB通訊、以太網通訊等，方便和PC機的連接。此種類型的溫濕度控制器國內生產較少。 本文在綜述國內溫濕度控制技術的基礎上，提出了基于ARM9芯片的高性能溫濕度控制的設計方法。本文主要針對以下幾個方面進行了研究：研究試驗箱內熱力學過程并建立溫濕度控制系統(tǒng)的簡化數(shù)學模型；分析溫濕度控制箱的控制方法，選擇合理的溫濕度測量方案，提出了減少誤差的方法；分析溫濕度控制器的功能需求，完成了基于ARM的溫濕度控制器的硬件設計和調試；選擇了溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法，并在設計的硬件平臺上實現(xiàn)；最后對控制效果進行了試驗分析。 本論文各章節(jié)主要內容概述如下： 第1章綜述了濕熱環(huán)境試驗設備技術和嵌入式系統(tǒng)技術進展，提出了課題的研究內容、難點和創(chuàng)新點。 第2章分析了濕熱環(huán)境試驗箱溫濕度控制的控制算法，分析了被控空氣的熱力學過程，得出簡化數(shù)學模型。 第3章對溫度、濕度測量系統(tǒng)及其誤差消除方法進行分析，提出基于AD7711的高精度溫濕度測量方案。 第4章分析溫濕度控制器的需求，完成溫濕度控制器硬件平臺的設計。 第5章研究溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法，在硬件平臺上實現(xiàn)PID繼電自整定算法。 第6章對溫濕度控制的實際控制效果進行試驗分析。 第7章總結與展望。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著科學技術的進步和人民群眾生活水平的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產、國家安防、日常生活中得到了廣泛的應用。實時的遠程視頻監(jiān)控，能夠及時、直觀地為人們提供動態(tài)現(xiàn)場信息。遠程視頻監(jiān)控已經逐步成為現(xiàn)代社會管理的重要手段之一。與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，嵌入式遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)具有體積小、攜帶方便、可以進行遠距離監(jiān)控等優(yōu)點，從而有著良好的應用前景。 本文在總結分析即有的研究成果的基礎上，將先進的嵌入式技術、視頻技術、無線網絡技術有效的結合在一起，力圖設計出一款便攜式、低功耗、高電池使用壽命、硬件與軟件資源管理高效合理、人機交互性能良好的手持式無線視頻監(jiān)控終端。通過對Windows CE．NET嵌入式操作系統(tǒng)下進行USB相關設備驅動程序開發(fā)的研究與分析，在本手持終端中實現(xiàn)了USB host端功能，以滿足對USB設備的即插即用操作。本手持終端將會極大程度上方便監(jiān)控保安人員，使得他們不必隨時守候在傳統(tǒng)的基于PC的視頻監(jiān)控機旁，實現(xiàn)企業(yè)樓宇及智能小區(qū)中電子巡更的任務。 本文首先對無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析與研究，主要包括：無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的定義、特點、分類、應用以及發(fā)展趨勢；之后介紹ARM處理器并對無線網絡的發(fā)展狀況進行研究分析，重點對無線網絡中無線局域網技術進行闡述；然后筆者利用一款基于ARM920T核的微處理器S3C2410來構建Windows CE.NET操作系統(tǒng)下的無線視頻監(jiān)控手持終端，在此詳細闡述了該手持終端硬件、軟件平臺的研究與設計；最后為了使該終端支持不同類型的非標準USB存儲設備以及從、USB接口可擴展性方面的考慮，通過對Windows CE．NET下的USB系統(tǒng)結構和設備驅動程序開發(fā)包的分析，研究了在Windows CE.NET嵌入式操作系統(tǒng)下進行USB相關設備驅動程序開發(fā)的過程。
標簽： ARM 無線視頻監(jiān)控 手持終端
上傳時間： 2013-06-26
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隨著計算機技術的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為計算機領域的一個重要組成部分，并成為近年來新興的研究熱點。ARM9TDMI是一種高效、低功耗的RISK處理器，以該內核為核心的S3C2410X是一款基于以太網應用的高性價比16/32位微控制器，非常適合嵌入式產品。文本提出并研究了基于ARM-Linux的嵌入式產品平臺，完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設計、實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的裁減和移植。并且系統(tǒng)充分利用ARM處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，擴展平臺通用接口，為今后開發(fā)基于該平臺的應用系統(tǒng)提供了捷徑。 Linux由于其代碼開放性以及強大的網絡功能等特點，在許多的嵌入式網絡設備中有著廣泛應用，與其他的嵌入式操作系統(tǒng)相比，具有著更多的優(yōu)勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統(tǒng)，并在這個系統(tǒng)中實現(xiàn)Linux的一些基本操作。論文中介紹的硬件和軟件平臺也可以為實際應用提供很好的開發(fā)起點。 USB作為一種總線技術，已經得到快速的普及和應用，本文實現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)下USB驅動程序的編程設計；此外，本文將嵌入式技術與無線通信技術結合起來，實現(xiàn)了基于ARM-9處理器的無線通信平臺的開發(fā)。 歸納起來本課題具體工作如下： 1)調研了國內外嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。并且詳細論述了基于ARM-9處理器的硬件結構、嵌入式操作系統(tǒng)以及開發(fā)流程。 2)詳細研究了Linux在ARM-9硬件平臺上的移植。包括移植環(huán)境的建立、BootLoader的制作、Linux的裁減和移植、根文件的制作等。 3)詳細分析并開發(fā)了Linux下USB驅動，包括主機控制器驅動以及設備驅動等內容。 4)基于ARM-9嵌入式微處理器，利用其性價比高，功能豐富，接口完善，可擴展性強等優(yōu)點將移動通信技術與嵌入式系統(tǒng)融合在一起。實現(xiàn)基于ARM-9處理器的無線通信平臺的開發(fā)。
上傳時間： 2013-04-24
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當今繡花機市場蓬勃發(fā)展，繡花機控制系統(tǒng)作為繡花機最核心的部分，是提高性能和降低成本的關鍵。本文結合浙江虎王科技有限公司與浙江大學的合作項目“繡花機控制系統(tǒng)”，設計出一套基于ARM的技術先進、功能精簡、高性價比的繡花機控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，先根據(jù)市場需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構建了總體架構,選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺，然后采用先進的設計方法對繡花機控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設計。 第一章介紹了繡花機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點和發(fā)展，闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應用現(xiàn)狀，提出了論文的主要研究內容，最后給出了論文的總體結構。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，選擇了軟硬件協(xié)同設計法為本系統(tǒng)的設計方法，論述了EDA技術的工作范圍和設計步驟，詳細討論了軟件的結構化設計方法和面向對象設計方法的原理，最后給出了繡花機控制系統(tǒng)的設計原則。 第三章根據(jù)市場需求劃分了繡花機控制系統(tǒng)的功能模塊，構建了系統(tǒng)總體架構，并分析了每個模塊的具體功能；根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機控制系統(tǒng)的上位機和下位機CPU芯片、操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構，在選好的CPU芯片的基礎．卜確定了繡花機控制系統(tǒng)的硬件框架，詳細設計了電源電路、復位電路、存儲器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機電接口電路。 第五章按照上位機和下位機的層次構建了繡花機控制系統(tǒng)的軟件框架，設計了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅動模塊、花樣存儲與管理模塊、串口通信模塊、機電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結全文的主要研究內容，歸納了本文的主要研究成果，并對今后的研究工作作了展望。
標簽： ARM 繡花機 嵌入式控制 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一門集計算機技術、通信技術和數(shù)字視頻技術于一體的綜合系統(tǒng)。目前視頻監(jiān)控正向著數(shù)字化、網絡化的方向發(fā)展。實現(xiàn)基于網絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵是一種嵌入式設備，它應該能夠采集壓縮視頻數(shù)據(jù)并通過網絡進行傳輸。 本文介紹了一種基于嵌入式Linux的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)方法。首先從整體上分析了網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計方案，給出了視頻服務器的硬件框架和軟件體系，并重點討論了在ARM處理器上實現(xiàn)MPEG-4壓縮編碼的方法。其次在ARM硬件平臺成功構建了armlinux嵌入式系統(tǒng)：包括引導程序Bootloader的設計、修改配置linux內核以及制作JFFS2文件系統(tǒng)。其中創(chuàng)新地提出了從nandflash啟動U-BOOT具體設計方法。為了完成系統(tǒng)進一步的視頻采集工作，系統(tǒng)實現(xiàn)了USB數(shù)碼攝像頭的驅動。在應用程序開發(fā)過程中，首先設計了基于Vide04Linux的視頻采集程序，并采用mmap(內存映射)方式截取圖片。其次重點分析了MPEG-4編碼模型XVID程序中的運動估計部分，并研究了半像素快速搜索算法，從而減少了搜索點數(shù)提高了運算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)流的RTP傳送。 整個設計都是在深圳旋極公司研制的SUPER-ARM硬件平臺上進行的，linux內核采用2.4.18。其中MPEG-4編碼優(yōu)化測試是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本課題為在ARM平臺實現(xiàn)網絡視頻監(jiān)控的設計做了有益的探索性嘗試，對今后進一步完成遠程嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計有著積極的意義。
標簽： ARM 遠程視頻監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-21
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隨著信息技術的不斷發(fā)展，安全、可靠的身份識別技術成為許多系統(tǒng)首先考慮的問題。指紋具有唯一性和穩(wěn)定性，因此指紋采集技術是指紋識別技術中的最為重要的一個環(huán)節(jié)，伴隨著生物識別技術的不斷提高，以及指紋傳感器的性能不斷提升，指紋識別技術的應用越來越廣泛。因此，高質量的采集指紋圖像技術已經成為一個重要的研究課題。 本文的內容是基于ARM的指紋采集系統(tǒng)的設計。按照設計思想，系統(tǒng)主要包括兩個大的模塊：指紋圖像采集模塊、指紋圖像傳輸模塊。在設計工作中，根據(jù)系統(tǒng)的實現(xiàn)要求和本專業(yè)領域內最新技術的發(fā)展狀況，確定了以Samsung公司的ARM7處理器S3C44BOX和ALTERA公司的復雜可邏輯編程器件EPM240為核心的系統(tǒng)組成方案。 本文主要做的工作有：首先介紹了指紋識別技術的基本原理和方法，通過對不同類型指紋傳感器的比較選擇了性價比較高的電容式指紋傳感器。設計了以Samsung ARM和MBF200電容式指紋傳感器為主要組成部分的電容式指紋采集系統(tǒng)。在ADS1.2編譯環(huán)境下對ARM進行基于C語言和匯編語言混合編程的初始化程序，指紋采集程序以及數(shù)據(jù)傳輸程序；采用了USB技術實現(xiàn)系統(tǒng)與計算機之間的通訊，大大提高了指紋圖像數(shù)據(jù)的傳輸速度；采用CPLD對系統(tǒng)各個芯片之間的信號進行邏輯控制；采用SST公司的閃爍存儲器SST39VF160存放系統(tǒng)啟動程序Boot loader。 本文首先描述了整個系統(tǒng)的總體方案，然后主要從硬件電路設計和軟件編程兩個方面對系統(tǒng)進行了詳細的描述，硬件設計包括芯片的選型、核心芯片接口電路設計以及處理器的外圍電路設計，軟件設計包括系統(tǒng)主程序、指紋采集程序以及指紋數(shù)據(jù)通訊的流程圖。最后列舉了一些在調試過程中碰到的一些問題以及解決辦法，并為系統(tǒng)進一步優(yōu)化提出了建議。
標簽： ARM 指紋采集 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-23
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本文是四川省教育廳重點項目“經濟型網絡同步課堂關鍵技術研究與裝備開發(fā)”關鍵技術的一部分，主要內容是實現(xiàn)嵌入式視頻采集與存儲。通過構建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統(tǒng)的平臺，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的通用USB移動存儲設備存儲，達到經濟型的目標。 本文詳細介紹了整個系統(tǒng)平臺研究開發(fā)和設計實現(xiàn)的過程。論文討論了ARM微處理器在嵌入式系統(tǒng)中的應用，實現(xiàn)了SDRAM存儲系統(tǒng)、Flash存儲系統(tǒng)、串口、USB接口、IIC接口等模塊的原理設計；分析了高速印制電路板設計中的難點并予以克服，實現(xiàn)了印制電路板設計。 論文介紹了Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)的特點與優(yōu)勢，實現(xiàn)了將其完整移植到一個新硬件平臺；論文同時還實現(xiàn)了引導代碼、根文件系統(tǒng)、驅動程序等內容；視頻采集與存儲應用，設計采用緩沖區(qū)的方法保證其銜接，采用Linux線程機制進行多任務調度，最終實現(xiàn)了視頻采集存儲功能。 本系統(tǒng)充分結合了計算機科學、嵌入式技術和數(shù)字視頻技術等前沿領域的眾多理論和成果，體現(xiàn)了學科交叉與技術集成的創(chuàng)新。
標簽： Linux ARM 嵌入式 存儲系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-02
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USB2．0接口和基于ARM核的SOC系統(tǒng)的應用已經非常廣泛，特別在電子消費類領域。包含USB2,0接口的ARM系統(tǒng)則更是市場的需求。本文介紹一種基于ARM核的USB2,0接口IP(AHB_USB2.0)的設計，主要對其中的串行接口引擎(SIE)的設計進行討論。 該 AHB_USB2.0 IP核支持USB2.0協(xié)議，并兼容USB1.1協(xié)議；支持AMBA2.0協(xié)議和UTMI 1.05協(xié)議。該IP核一側通過UTMI接口或ULPI接口的PHY與USB2.0主機端進行通信；另一側則通過AHB總線與ARM相連。 AHB_USB2.0 IP核在硬件上分為三個大模塊：ULPI模塊(ULPI)、串行接口引擎(SIE)模塊和AHB總線接口模塊(AHB)。ULPI模塊實現(xiàn)了UTMI接口轉ULPI接口。串行接口引擎(SIE)模塊為USB2.0的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議處理模塊，為整個IP核的核心部分，進一步分為四個子模塊——GLC(全局控制模塊)，PIE(PHY接口處理引擎)，SIF(系統(tǒng)接口邏輯)和EPB(端點緩沖模塊)。GLC模塊負責整個IP的復位控制，IP時鐘的開關提示等；PIE模塊負責處理USB的事務級傳輸，包括組包解包等；SIF模塊負責協(xié)議相關寄存器組和端點緩沖區(qū)的讀寫，跨時鐘域信號的處理和PIE所需的控制信號的產生；AHB模塊負責IP核與ARM通信和DMA功能的實現(xiàn)。 該IP核的軟件設計遵循USB協(xié)議，Bulk Only協(xié)議和UFI協(xié)議，由外掛ARM實現(xiàn)USB設備命令和UFI命令的解析，并執(zhí)行相應的操作。設計了IP核與ARM之間的多種數(shù)據(jù)傳輸方法，通過軟件實現(xiàn)常規(guī)數(shù)據(jù)讀寫訪問、內部DMA或外部DMA等多種方式的切換。 本IP已經通過EDA驗證和FPGA測試，并且已經在內嵌ARM核的FPGA系統(tǒng)上實現(xiàn)了多個U盤。這個FPGA系統(tǒng)的正確工作，證明了AHB_USB2.01P核設計是正確的。
上傳時間： 2013-05-17
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