UM71系列(包括ZPW-2000A)无绝缘轨道电路已成为我国铁路的主流制式,轨道电路的正常工作对行车安全意义重大。轨道信号失真或者受到噪声污染有可能导致铁路信号设备错误动作进而发生行车事故。通过对铁路信号做出监测以及判断,可以帮助信号设备维护人员对故障设备进行及时修复从而避免事故发生。 本文设计了一种基于ARM/DSP双核结构的铁路信号测试仪,用以帮助设备维护人员及时检修故障设备。其中,DSP芯片选用TI公司的32位浮点处理器TMS320VC33作为信号分析与处理的核心,实现信号的解调、频谱分析和细化处理等功能。本测试仪作为一种实时的信号检测设备,充分利用了浮点DSP芯片高效灵活以及系统可裁减的特性,因而更适合于现场环境的应用。本测试仪主要针对目前使用较为广泛的UM71、ZPW-2000A系统以及站内25Hz相敏轨道电路,实现对移频信号的数字解调、区间载波频率检测、信号幅度检测、站内轨道信号的相位角及其幅度检测等功能。 本文着重分析了频谱细化技术中的ZFFT算法在实时信号分析中的应用,采用ZFFT算法可以在保证运算效率的同时提高频谱的分辨率。在此基础上,本文就这种算法提出了若干改进措施并且通过MATLAB对该算法及其改进措施进行了软件仿真。同时本文完成了基于这种算法的DSP软件设计:为了提高系统实时性,DSP算法均采用汇编语言实现。理论分析和实验表明调制频率的分辨率可以达到0.03Hz,满足实际应用要求。此外,本文设计了测试仪的硬件结构,主要是VC33的外围器件及其与双口RAMCY7C028的接口电路,以及基于这个接口电路的通信规程。
上传时间: 2013-06-29
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汽车仪表总成是汽车和驾驶员进行信息交互的窗口。传统的汽车仪表总成采用了大量机械器件、模拟电路和少量简单数字电路的方式设计。它体积大,精确和稳定性低,显示信息少,控制按钮繁复。本项目以当前主流的嵌入式技术为基础,设计了一种以大尺寸LCD触摸屏为主要显示控制界面,以CAN总线和其他接口为信息采集渠道,以高速嵌入式ARM9微控制器为处理单元的车载信息显控终端。 作者在该项目中负责车载信息显控终端的样机设计,用Prote199完成原理图和PCB图的设计,编写测试程序对主要硬件进行测试。软件上移植Linux操作系统并编写LCD驱动程序。 论文设计的车载信息显控终端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器为核心,以Microchip公司的MCP2515芯片为CAN总线控制器,以Sharp公司LQ080V3DG01型号的8英寸LCD屏为显控接口。存储器方面外扩了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面设计了CAN、USB、RS232、以太网等标准接口,和GPIO、AD等接口。软件上本车载信息显控终端采用自行剪裁移植的Linux操作系统,并移植了相应的LCD驱动程序。 论文主要阐述了车载信息显控终端的硬件设计,详细分析了Linux在S3C2410微控制器系统上的移植,并将在软硬件调试过程中总结的经验与大家分享。 本车载信息显控终端是对汽车仪表总成数字化和虚拟化显示控制的一个有益尝试,离最后的实用化和产品化还待进一步研究。
上传时间: 2013-05-30
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本文首先介绍了主流8位MCU(微控制器)的通用架构,通过比较分析主流国际MCU半导体供应商的MCU产品,结合作者在德国英飞凌公司的项目实践,分析了英飞凌XC866系列8位MCU的架构特点和功能特性。在此基础上,介绍了该MCU芯片的系统集成方法,以及组成模块的架构和功能。 LlN协议是当前广泛应用的车载局部互连协议,作为英飞凌XC866MCU上很关键的一个外围IP,本论文在介绍了MCU架构基础上,设计实现了LlN控制器。LIN协议是UART在数据链路层上的扩展,其关键是LlN协议数据链路层的检测实现。本文给出了一种可靠,高效的协议检测机制,从而使软件和硬件更好配合工作完成协议检测。在完成LlN控制器设计后,本文结合了XC866ADC的架构,介绍了ADC模拟和系统的数字接口概念和实现要点,介绍了如何考虑分析选择合理的数字接口方案。论文最后以XC866的系统架构为基础,提出了一种高效的基于FPGA的IP原型验证平台方案,并以LlN控制器作为验证这一平台的IP,在FPGA上成功的实现了验证方案。论文同时介绍了从SOC设计向FPGA原型验证转换时的处理方法及工程经验,介绍了MCU及验证平台的测试平台思想,以及基于FPGA原型和逻辑分析仪实时测试的MCU固件代码覆盖率测试方法。 目前8位MCU在中低端的应用越来越广泛,特别是目前发展迅速的汽车电子和消费电子领域。因此对MCU架构的不断研究和提高,对更多面向应用领域的IP的研究和设计,以及如何更快速的实现芯片验证将极大的推动MCU在各个领域的应用和推广,将产生极大的经济和应用价值。
上传时间: 2013-07-14
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嵌入式Linux是将普通Linux操作系统进行裁剪、修改,使之能在嵌入式系统上运行的一种操作系统。由于兼有Linux和嵌入式系统的优点,嵌入式Linux系统有着巨大的市场前景和商业机会。由于嵌入式系统涉及到种类繁多的嵌入式处理器,所以目前嵌入式Linux的应用的一个热点就是将Linux内核移植到一些典型的微控制器和微处理器上。 ARM平台是目前使用广泛的主流的嵌入式处理器体系结构。本文采用使用S3C2410(ARM9内核)为 CPU 的硬件平台,S3C2410 是韩国三星公司生产的一款基于ARM920T’体系结构的高性能CPU,丰富的外设接口,203MHz的主频使它特别适合进行操作系统的移植和进行应用开发。 本文主要目的是研究Linux下的驱动程序移植。文章首先分析如何建立硬件和软件平台,包括开发板介绍、建立交叉编译环境、BootLoader移植、Linux2.6内核移植,一直到根文件系统建立的全过程。然后介绍典型的字符设备、块设备和网络设备驱动程序的写法。
上传时间: 2013-07-04
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智能家庭信息系统是集自动化、计算机、通信技术于一体的“3C”系统,它将各种家电产品结合成一个有机整体,实现了对家电设备进行集中或异地控制和管理,以及能够与外界进行信息交互,以控制终端为突破口作为对家庭信息系统的研究,将有可能在以后的竞争中占据制高点,取得良好的经济和社会效益。 本课题开发的智能家庭信息系统是以实际项目为背景,对基于网络的嵌入式家庭信息系统进行了研究。通过对传统智能家居的特点进行分析,指出了目前市场上的智能家居系统的局限性,提出了基于短距无线网络的现代智能家居系统是将来的发展趋势。 接着对智能家居控制的系统构架以及相关关键技术进行了分析和比较,指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技术是目前最适合无线家居控制系统的无线标准,并对该标准进行了深入研究。 论文充分考虑到家庭信息化网络的现状和家庭内部各信息家电的互连、集中控制、远程访问与控制的需求,以及低成本实现的实际需要,及设备互连对传输带宽和使用灵活性等特点的需要,设计了以无线ZigBee技术组成家庭网络体系总体结构,避免了在家庭内部布线的缺陷,且满足了功耗低,成本低,网络容量大等要求。 设计了新型无线通讯模块,该模块主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4标准的射频收发器CC2420来实现ZigBee模块,它可以降低无线通讯的成本和提高无线通讯的可靠性,可以单独使用,也可以嵌入其它设备。 论文采用了免费、公开的linux操作系统,并给出了在Linux上的开发流程。 最后,论文具体分析了无线ZigBee协议、ZigBee组网技术以及它们在将来的广泛应用。深入地研究了HTTP超文本传输协议,设计了远程客户端访问和控制家用电器的界面,并给出了部分软件设计流程图。
上传时间: 2013-04-24
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现代信息技术的迅猛发展,使得图像处理方面的研究与应用,尤其是实时图像处理引起了更广泛的关注。近年来,随着嵌入式和DSP技术的不断发展,数字信号处理领域的理论研究成果被逐渐应用到实际系统中,从而推动了新理论的产生和应用,对图像处理等领域的技术发展起到了十分重要的作用。可见,研究如何将ARM和DSP双处理器结构应用于实时图像处理系统的新方法有着非常重要的理论价值和应用价值。本文主要研究内容如下: 1.分析了实时图像处理领域的最新发展,得出了以ARM和DSP分别作为实时图像处理系统核心的优势和劣势,结合本课题实时性,高效性和便携性的特点,设计一个以ARM+DSP双处理器为核心的通用实时图像处理系统,并通过增加或裁剪可以广泛应用于图像处理和图像识别领域。 2.掌纹识别技术是继指纹识别和虹膜识别后人体生物特征识别领域中最新的研究方向,正处在不断的研究和探索阶段。在论文中,介绍了以ARM+DSP双处理器为核心的通用实时图像处理系统和掌纹识别技术相融合的实例,构成最基本的脱机掌纹识别系统,给出了系统的组成和运行的基本流程,实现最基本的识别功能,降低成本,提升实时掌纹识别系统的性能。 3.具体设计中,在对两种系统组成方案经过比较后,选择了基于TI公司的TMS320VC5470双核处理器为核心,根据TMS320VC5470芯片的特点,对系统平台的硬件原理进行设计,扩充了进行研究所需的片外RAM,ROM(Flash),人机接口电路,外围接口电路,仿真接口JTAG等。随后根据原理图所需器件,选择相对应的封装形式,设计8层印刷电路板,对BGA封装形式芯片的扇出方式,布线规则以及高速数字电路与高速PCB设计中涉及的信号完整性问题予以重点研究,较好解决了高密度BGA封装集成电路的布线及其电磁兼容性问题。除此之外,在软件设计方面,讨论了针对TMS320VC5470系统脱离主机开发环境成为独立系统时双核Bootload的实现、双核间通讯及程序固化到FLASH中的方法。 本文所做的创新工作是将ARM和DSP有效的相结合,使他们在实时图像处理系统中发挥各自的优势,克服自身的劣势,提升了实时图像处理系统的性能,缩小了体积,节约了成本;并基于上述研究成果,将该ARM+DSP实时图像处理系统和最新的掌纹识别的原理相结合,构成了手持式掌纹识别系统,对于实时掌纹识别技术的研究有着非常重要意义。
上传时间: 2013-07-31
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喷油泵是柴油机燃油喷射系统中燃油的控制、供给单元,其性能的好坏直接决定着柴油机的加速性能、油耗大小、尾气的排放质量等。准确测试喷油泵的各种技术参数对提高柴油机的各项技术性能具有十分重要的意义。嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。基于ARM的嵌入式技术己经成为当前嵌入式领域研究的一个亮点。ARM公司的32位RISC处理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能强等诸多优异性能,应用越来越广泛。uCLinux操作系统是从Linux衍生出来的一种操作系统,它是专为无MMU的微控制器开发的嵌入式Linux操作系统。它支持众多嵌入式处理器类型,具有完善的各类驱动支持。 本文从喷油泵试验台控制系统总体结构入手,在详细分析了系统所要检测和控制的参数的基础上,设计出喷油泵试验台控制系统总体架构。喷油泵试验台控制系统由两个模块组成:以80C196KB单片机为中心的喷油泵控制及数据采集系统,以S3C44BOX为中心的上位机监控及管理系统。下位机通过RS232串口接收上位机的命令并执行喷油泵试验台的电机转速控制、燃油温度控制、喷油次数计数、提前角监控及燃油压力显示。上位机是整个试验台控制系统的管理者,主要完成给下位机发送特定的操作命令,完成实验数据的显示、收集和存储,它有友好的中文显示界面,可以完成简单的数据管理操作。 文中详细阐述了上位机的操作系统uCLinux的特点和移植过程。同样对上位机的界面设计及运行环境MiniGUI进行了全面分析并给出移植和界面编程方法。在文章的最后,对喷油泵控制系统采用模糊控制算法进行优化设计。详细描述了模糊控制器设计所包含的三个主要部分:清晰量的模糊化接口、模糊控制规则及算法及模糊量的清晰化接口。 通过试验证实,本文设计的喷油泵试验台控制系统技术路线正确合理。相信该可靠实用的控制系统配合喷油泵试验台使用将具有良好的市场潜力。
上传时间: 2013-06-04
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基于删的μC/OS-Ⅱ移植及其CAN总线应用研究流体机械及工程专业近年来,嵌入式系统受到科学与工程各个领域研究者的密切关注,成为研究的一个热点。随着嵌入式系统的复杂性不断增加,嵌入式操作系统成为嵌入式系统中最重要的组成部分。在嵌入式系统中,μC/OS-Ⅱ凭借其结构清晰、源代码开放和实时性好等优势,成了监控系统等领域的技术热点。嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ与模块化硬件相结合,共同构成一个可以重复利用的软硬件系统平台,不但可以提高开发效率,还可以提高系统的可靠性和实时性,满足日益复杂的应用需求。 在国内监控领域中,大多采用了集散式监控系统,虽然克服了集中式监控系统的缺点,但还存在着效率较低,错误处理能力不强等缺点。而且设备的兼容性不好,系统实时性、可靠性也不高。采用CAN现场总线可很好的克服上述一些缺点,具有很强的抗干扰能力。CAN总线把所有挂接在总线上的智能设备联接成网络,构成自动化系统,实现对现场设备的实时监控。 基于这些考虑,本文选择了以IPC2290芯片(内部集成了CAN模块)为微控制器的MagicARM2200教学实验开发板作为学习和研究的开发平台,把μC/OS-Ⅱ这个实时微内核操作系统嵌入到该芯片中。在深入研究CAN通信模块特点和驱动的基础上,把其驱动移植到μC/OS-Ⅱ操作系统中。并在实时操作系统μC/OS-Ⅱ上通过设计—个带A/D转换的CAN智能模块来阐述智能模块软硬件设计方法,这些工作为搭建基于CAN总线的实际测控系统方案提供了理论基础。 本文使用的CAN通信方案具有极大的灵活性,能方便和简洁的运用到各种测控系统中。实验结果证明了该方案的有效性和正确性,并且具有实际的应用价值。最后,本文作者在CAN智能模块的基础上搭建了基于CAN总线的多相流动实验台的测控系统方案。
上传时间: 2013-07-16
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MAX809/MAX810是一种单一功能的微处理器复位芯片,用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压。它可以在上电,掉电和节电情况下向微控制器提供复位信号。当电源电压低于预设的门槛电压时,器件会发出复
上传时间: 2013-07-29
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本文设计的井下网络分站作为“煤矿安全自动检测、监控及管理系统”的一个重要的组成部分,以ARM微控制器为核心,以操作系统μC/OS-Ⅱ为操作平台,采用TCP/IP协议栈实现了分站的网络通信功能,很好的解决了当前煤矿企业安全监控系统通信协议不一致的问题。 在硬件方面,严格按照《煤矿安全监控系统通用技术要求》完成了监控分站的总体硬件设计,并通过驱动网卡芯片RTL8019AS实现了以太网连接。选用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作为分站的控制芯片,它带有16KB的静态RAM和256KB的高速FLASH,包含8路10位A/D,还有多个串行接口,可使用的GPIO高达76个(使用了外部存储器),很好了满足了分站外接传感器的多样化要求。在人机对话方面,系统扩展了128×64的液晶和1×4的键盘。在通信方面,采用TCP/IP协议与地面主机进行通信,将各种参数传送到地面主机进行复杂的运算处理。 在软件方面,介绍了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植过程,并在此基础上分析了TCP/IP协议栈的实现;制定了统一的数据交换格式;通信过程中采用了标准的TCP/IP协议;详细介绍了几个主要程序模块的编程思路,如LCD显示、外部输入频率信号的计数及数据存储,并给出了在实际编程过程中遇到的问题及解决方法。 本监控分站根据《本质安全型“i”》标准将外部接入设备和分站作了电气隔离,该分站具有2路A/D数据采集;6路光电隔离数字量输入;2路光电隔离数字量输出对外部设备进行远程管理和控制;人机接口提供人机交互界面,提供按键操作和数据显示;RS485通信接口负责与外界设备进行通信;网络通信接口负责为各种监测监控系统提供兼容的接入接口;非易失性铁电存储器作为数据存储区以保证掉电后存储数据不丢失。
上传时间: 2013-04-24
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