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从<b>算法设计</b>到硬件逻辑的实现

  • 基于51单片机的RS485从机系统设计

    题目:基于51单片机的RS485从机系统设计   单片机接口资源配置: 1.   上电复位电路; 2.   晶振电路采用11.0592Mhz晶振; 3.   485接口电路(P3.7用于485芯片的收发控制,收发管脚接单片机的rxd和txd); 4.   P2口通过外部跳线接相应的高低电平,配置从机地址为组号; 5.   P3.6外接一发光二极管(注意串联电阻进行限流); 6.   P3.2外接一按键,断开高电平,按下低电平; 7.   按键检测采用外部中断方式,下跳沿触发; 8.   单片机定时器0以模式1(16位模式)工作,产生50ms的定时中断,并在此基础上设计一单片机内部时钟(24小时制,能计数时、分、秒、50ms值); 9.   单片机串行通信采用模式1非多机通信方式,采用9600波特率以串行中断方式进行数据的收发通信,主机地址为0xF0,广播地址为0xFF。   系统功能需求: 1.   系统配置和自检功能: l  从机上电后进行初始化,通过读取P2口进行从机地址配置; l  发光二极管以每秒一次的频率闪烁(亮0.5秒,灭0.5秒); l  检测到一次按键按下操作后,熄灭发光二极管。   2.   数据接收和按键计时功能: l  从机接收主机程序(PC机上的串口调试程序)的按键允许命令帧并进行校验; l  校验正确并且目的地址是广播地址或者本从机的地址,通过发光二极管长亮指示,并允许按键操作; l  按键按下后,尽可能准确记录按键的动作时点(定时器的低8位、定时器的高8位、50ms值、秒、分、小时); l  按键操作只能响应一次,重复按键操作不响应; l  按键的动作时点记录后,发光二极管以每秒一次的频率闪烁(亮0.5秒,灭0.5秒)。   3.   数据发送功能: l  从机接收主机程序发来的时钟数据搜索命令帧并进行校验; l  如果校验正确并且数据帧的目的地址是本从机的地址,从机将前面记录的按键动作时点数据(定时器的低8位、定时器的高8位、50ms值、秒、分、小时)按附录中的时钟数据返回帧的帧格式回传给主机; l  时钟数据返回帧回传结束后,熄灭发光二极管。   4.   校验和生成和检测功能: l  发送数据帧时能自动生成数据帧校验和; l  每帧数据在发送帧尾前,发送一字节的当前帧数据的校验和; l  接收数据帧时能检测校验和并判断接收数据是否正确。 附录:帧定义   校验和的计算:除去帧头和帧尾后将帧中的其他数据求和并取低8位; 帧长:不计帧头、帧尾和校验和字节。   按键允许命令帧: 帧头 帧长 目的地址 源地址 命令字 校验和 帧尾 AA 04 FF F0 01 F4 66   时钟数据搜索命令帧: 帧头 帧长 目的地址 源地址 命令字  保留字 校验和 帧尾 AA 05 01 F0 03 00 F9 66   时钟数据返回帧: 帧头 帧长 目的地址 源地址 命令字 TL0 TH0 50ms 秒 分 时 校验和 帧尾 AA 0A F0 01 07 01 B6 09 03 00 00 C5 66     帧结构头文件frame.h(内容如下) //帧格式定义 #define FRAME_HEAD 0xAA    //帧头 #define FRAME_FOOT 0x66    //帧尾 #define FRAME_LEN  0x00    //帧长 #define FRAME_DST_ADR 0x01  //目的地址 #define FRAME_SRC_ADR 0x02 //源地址 #define FRAME_CMD  0x03    //命令字 #define FRAME_DATA 0x04    //帧数据起始 //帧命令定义 #define READY 0x01         //按键允许命令 #define TIME_SERCH 0x03    //时钟数据轮询命令 #define TIME_BACK  0x07    //时钟数据返回命令 //地址定义 #define BROAD_ADR  0xFF    //广播地址 #define MASTER_ADR 0xF0    //主机地址        

    标签: 51单片机 从机通信

    上传时间: 2020-06-18

    上传用户:umuo

  • ARM的网络视频监控系统设计

    本文的目的是把嵌入式技术与计算机网络技术相结合,构造一个性能稳定且具有较强处理能力的数字化远程视频监控系统。该监控系统以嵌入式Linux系统平台作为服务器端,服务器程序在其上以后台方式运行,等待监控系统环境中的客户机使用浏览器向其发送访问请求,实现在局域网乃至Internet网上对摄像头的远程控制。文中把系统设计分为三大部分:系统硬件设计、嵌入式Linux在硬件平台的实现和系统软件设计。硬件设计部分首先提出了整个硬件系统的实现方案,接着详细介绍了S3C2410处理器与存储器、以太网控制器芯片以及USB和串口的接口电路设计;第二部分详细叙述了嵌入式Linux在本系统硬件平台的移植实现及应用程序的开发特点,重点讲述了本系统平台上Linux的引导加载程序Bootloader的设计过程;系统软件部分首先介绍了USB接口摄像头驱动在嵌入式Linux 下的实现,重点讲述了Video4Linux下视频采集的实现,接着论述了如何实现图像的JPEG压缩,最后针对基于B/S模式的网络通信系统结构,详细阐述了网络通信的具体实现过程和方法。

    标签: arm 网络视频监控系统

    上传时间: 2022-07-24

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  • 矿用隔爆型高压开关智能综合保护系统的研究.rar

    随着采煤自动化技术的发展,对煤矿井下供电系统可靠性、安全性和连续性的要求越来越高的要求,因此对矿用隔爆型高压开关智能综合保护系统的研究具有重要的理论和应用价值。随着微机保护的发展,一些新的保护原理和方案,受到越来越多的关注,并逐步得到实际应用。然而这些新方法在改善保护性能的同时也对微机保护装置的计算精度、速度和寻址空间等提出了更高的要求,因而也对构成微机保护装置的硬件平台提出了更高的要求。针对以上问题本文提出了一种新的微机保护设计方案,设计了一种基于DSP 和单片机双CPU 结构的微机保护系统,并应用于高压开关装置当中DSP 作为主CPU 芯片主要完成数据采集、数据处理和保护等功能,8051 作为从CPU 主要完成键盘处理、液晶显示处理和通讯等人机对话功能。此双核结构具有并行工作,分工明确的优点,既保证了继电保护的速动性,选择性、灵敏性和可靠性,又实现了实施测量的高精度。 本文首先根据矿井高压电网的实际情况,从理论上分析了矿井高压电网常见故障的电气特征,并参照相关标准制定了相应的保护原理和动作指标,尤其是针对矿井供电系统中普遍采用中性点不接地的情况,采用了“基于零序功率方向型”的选择性漏电保护原理。然后分析了交流采样、直流采样方法的优缺点,确定了高压防爆开关保护系统的采样方式。 保护系统的硬件是实现保护原理的平台,其稳定性和可靠性直接影响到保护功能的实现。本微机保护系统是基于DSP 和单片机的双CPU 微机线路综合保护测控装置,DSP 的采用大大提高了保护装置的数据处理速度,双CPU 结构大大提高了装置的可靠性。另外,该装置不仅可以完成继电保护功能,而且紧随当前电力系统自动化发展的需要,还可以完成测量、控制、数据通讯的功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通讯一体化。

    标签: 隔爆型 保护系统 高压开关

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:2007yqing

  • SystemView的操作.rar

    在现代系统设计中,从系统定义到硬件成型的测试,System View平台可扮演重要角色,它不仅能够设计、开发和测试子系统,而且能全面地从头到尾集成系统。它能提供模拟、数字、混合模式系统开发、线性和非线性系统设计以及Laplace和Z变换线性系统分析等。

    标签: SystemView 操作

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:隐界最新

  • 基于FPGA的硬件防火墙设计和实现.rar

    本文提出了一种基于FPGA的硬件防火墙的实现方案,采用了FPGA来实现千兆线速的防火墙。传统的基于X86等通用CPU的防火墙无法支撑快速增长的网络速度,无法实现线速过滤和转发。本文在采用FPGA可编程器件+通用CPU模式下,快速处理网络数据。网络数据在建立连接跟踪后,直接由FPGA实现的快速处理板直接转发,实现了网络数据的线速处理,通用CPU在操作系统支持下,完成网络数据的连接跟踪的创建、维护,对网络规则表的维护等工作。FPGA硬件板和CPU各司所长,实现快速转发的目的。 本文设计了基于FPGA的硬件板的硬件规格,提出了硬件连接跟踪表的存储模式,以及规则表的存储模式和定义等; 防火墙系统软件采用NetBSD操作系统,完成了硬件板的NetBSD的驱动;在软件系统完成了新建连接的建立、下发、老化等工作;在连接跟踪上完成了规则的建立、删除、修改等工作。 本文完成了防火墙的实现。实现了基于连接跟踪的包过滤、地址转换(NAT),设计了连接跟踪的关键数据结构,包过滤的关键数据结构等,重用了NetBSD操作系统的路由。本文针对地址转换应用程序的穿透问题,新增了部分实现。 在DoS攻击是一种比较常见的攻击网络手段,本文采用了软硬件结合的方法,不仅在软件部分做了完善,也在硬件部分采取了相应的措施,测试数据表明,对常见的Syn洪水攻击效果明显。 在实践过程中,我们发现了NetBSD操作系统内核的软件缺陷,做了修正,使之更完善。 经过测试分析,本方案不仅明显的优于X86方案,和基于NP方案、基于ASIC方案比较,具有灵活、可配置、易升级的优点。

    标签: FPGA 硬件 防火墙

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:zxh1986123

  • 智能人脸识别算法及其FPGA的实现.rar

    人脸自动识别技术是模式识别、图像处理等学科的一个最热门研究课题之一。随着社会的发展,各方面对快速有效的自动身份验证的要求日益迫切,而人脸识别技术作为各种生物识别技术中最重要的方法之一,已经越来越多的受到重视。对于具有实时,快捷,低误识率的高性能算法以及对算法硬件加速的研究也逐渐展开。 本文详细分析了智能人脸识别算法原理,发展概况和前景,包括人脸检测算法,人眼定位算法,预处理算法,PCA和ICA 算法,详细分析了项目情况,系统划分,软硬件平台的资源和使用。并在ISE软件平台上,用硬件描述语言(verilog HDL)对算法部分严格按照FPGA代码风格进行了RTL 硬件建模,并对C++算法进行了优化处理,通过仿真与软件算法结果进行比对,评估误差,最后在VirtexII Pro FPGA 上进行了综合实现。 主要研究内容如下: 首先,对硬件平台xilinx的VirtexII Pro FPGA 上的系统资源进行了描述和研究,对存储器sdram,RS-232 串口,JTAG 进行了研究和调试,对Coreconnect的OPB总线仲裁机理进行了两种算法的比较,RTL 设计,仿真和综合。利用ISE和VC++软件平台,对verilog和C++算法进行同步比较测试,使每步算法对应正确的结果。对软硬件平台的合理使用使得在项目中能尽可能多的充分利用硬件资源,制板时正确选型,以及加快设计和调试进度。其次,对人脸识别算法流程中的人脸检测,人眼定位,预处理,识别算法分别进行了比较研究,选取其中各自性能最好的一种算法对其原理进行了分析讨论。人脸检测采用adaboost 算法,因其速度和精度的综合性能表现优异。人眼定位采用小块合并算法,因为它具有快速,准确,弱时实的特点。预处理算法采用直方图均衡加平滑的算法,简单,高效。 识别算法采用PCA 加ICA 算法,它能最大的弱化姿态和光照对人脸识别的影响。 最后,使用Verilog HDL 硬件描述语言进行算法的RTL 建模,在C++算法的基础上,保证原来效果的前提下,根据FPGA 硬件特点对算法进行了优化。视频输入输出是人脸识别的前提,它提供FPGA 上算法需要处理的数据,预处理算法在C++算法的基础上进行了优化,最大的减少了运算量,提高了运算速度,16 位计算器模块使得在算法实现时可以根据系统要求,在FPGA的ip 核和自己设计的模块之间选择性能更好的一个来调用,FIFO的设计提供同步和异步时钟域的数据缓存。设计在ISE和VC++软件平台同时进行,随时对verilog和C++数据进行监测和比对。全部设计模块通过仿真,达到预定的性能要求,并在FPGA 上综合实现。

    标签: FPGA 人脸识别 算法

    上传时间: 2013-07-13

    上传用户:李梦晗

  • 硬件高手的设计经验分享.rar

    硬件高手的设计经验分享 一:成本节约 现象一:这些拉高/拉低的电阻用多大的阻值关系不大,就选个整数5K吧 点评:市场上不存在5K的阻值,最接近的是4.99K(精度1%),其次是5.1K(精度5%),其成本分别比精度为20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8几个类别(含10的整数倍);类似地,20%精度的电容也只有以上几种值,如果选了其它的值就必须使用更高的精度,成本就翻了几倍,却不能带来任何好处。

    标签: 硬件 高手

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:璇珠官人

  • 基于ARM和GPRS的光纤直放站监控系统的设计与实现

    随着通信技术飞速发展和直放站的广泛应用,直放站监控系统在实时监测直放站的工作状态和远程控制方面发挥了重大作用,然而当前的直放站监控系统多采用单片机作为主控制器,通过GSM网络或PSTN网络传输监控数据,随着直放站监控系统日益复杂化,目前的直放站监控系统显得处理速度慢,处理的任务有限,远程传输数据效率不高;为了改善当前直放站监控系统现有的这些缺点,采用新的主控制器ARM7系列芯片,利用新的传输数据技术GPRS,设计并实现了一款光纤直放站监控系统。 在充分研究当前直放站监控系统发展现状和实现技术的基础上,根据《中国移动直放站监控系统数据需求规范》对监控参数和功能设置的要求,论证了光纤直放站监控系统的整体设计方案和监控终端的实现架构,选择了PHILIPS的ARM7芯片LPC2134作为主控制器,选择了SIMCOM300作为远程通信模块;详细介绍了光纤直放站监控系统监控终端的硬件电路设计,阐释了监控终端嵌入软件的设计思路流程,分析了如何把嵌入式软件开发技术和GPRS远程数据传输的技术运用到项目实践中去,说明了监控系统中所用的通信协议,并且利用VC++开发环境,采用SOCKET网络编程技术和ADO数据库开发技术,设计了光纤直放站监控系统监控中心应用软件。 经过实验验证,该设备运行结果良好,提高了光纤直放站的稳定性和可靠性,光纤直放站监控系统监控终端处理任务的能力得到增强,远程传输数据速度变快,传输数据所耗费用降低,为光纤直放站系统的监控提供了一种新的设计实现。

    标签: GPRS ARM 光纤直放站 监控系统

    上传时间: 2013-08-02

    上传用户:aa17807091

  • 一种面向无线视频传感器网络的低复杂度视频编码算法及其在ARM平台上的实现

    随着21世纪的到来,计算机技术,信息处理技术,半导体技术和网络技术不断发展,人类社会进入了信息化时代。与此同时,无线视频传感器网络也得到了突飞猛进的发展,成为当今国际上备受关注的热点研究领域。无线视频传感器网络有着很多的优点和十分广泛的应用前景。在军事,工业,城市管理和监控系统等重要领域都有潜在的使用价值。 无线视频传感器网络有着显著的特征,例如:网络节点能源有限;网络带宽有限;对处理速度要求较高等。由此可见,传统的视频编码标准无法应用于无线视频传感器网络。MPEG-4,H.263,H.264等视频编码标准,全是基于运动估计补偿实现的,计算量十分巨大,在能量,存储空间和处理能力均有限的节点难以实现这类高复杂度的编码算法。 本文针对无线视频传感器网络对视频编码算法的具体需求,提出一种基于运动检测的低复杂度视频编码算法。该算法只对当前编码帧中的运动对象进行编码,并且以面向对象的结构输出码流。实验结果表明,与H.264全I帧编码相比,本文提出的算法编码速度提高了约3倍,编码性能提高了约2dB。与H.264基本档次相比,虽然编码性能略有下降,但是编码速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在编码效率和编码速度之间获得很好的折衷,在一定程度上可以满足无线视频传感器网络的需求。 本文选用ALDVK_270作为硬件实验平台。在分析算法结构的同时,结合嵌入式系统的特点,从算法,内存,高级语言和汇编语言等几个方面提出优化方案,最终在ARM嵌入式平台下实现了面向无线视频传感器网络的低复杂度视频编码算法。测试结果表明,与优化前相比,优化后的编码速度有了很大的提高,对于CIF格式的监控视频序列能够满足实时处理的要求。

    标签: ARM 无线视频 传感器网络 复杂度

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:小小小熊

  • 基于ARM的PDA软硬件平台设计

    在当前的电子信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、商业文化艺术、娱乐业以及人们日常生活中的方方面面。与此同时,PDA因其小巧,功能强大,日益受到人们的青睐。因此,对嵌入式Linux的PDA研究具有非常重要的意义。 本文的研究主要是基于ARM和Linux的PDA软硬件平台的开发。硬件平台的内核模块采用ARM920T核的S3C2410X嵌入式处理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash,硬件平台还集成了液晶、触摸屏等人机接口和嵌入式GPS模块,同时提供了USB主机、SD卡扩展接口。该平台技术先进,结构合理,功能较完备,整体性、可扩充性强,还可以作为其他嵌入式系统硬件开发的良好平台和有益借鉴。 在此硬件平台的基础上,本文深入探讨和解决了Linux操作系统和嵌入式图形用户接口移植过程中所面临的任务和难题。论文首先研究了硬件平台下引导Linux启动的Bootloader的设计方法和实现过程。然后,给出了Linux2.4内核和YAFFS文件系统的启动分析和移植到硬件平台的整个过程。并且,在Linux内核驱动模型的基础上,实现了LCD帧缓冲显示设备Framebuffer、触摸屏、USB驱动程序的开发。最后,实现了图形化用户接口Qt/E在嵌入式Linux平台上的移植。通过Linux操作系统和图形化用户接口Qt/E等软件平台的实现,为PDA平台提供了良好的图形化操作系统支持,从而大大减少了PDA产品的开发难度和开发周期。 另外,在开发实现的PDA软硬件平台的基础上给出了—个地图的显示以及实现放大、缩小等功能的程序,为综合应用了PDA平台软硬件资源提供了—个有用的实例。

    标签: ARM PDA 软硬件 平台设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:Zxcvbnm