根据机械电子工程类专业测控实验教学平台数据采集的需要,在综合考虑成本和性能基础上,提出以为主处理芯片的数据采集卡设计方案。 该方案的主要特点是,使用基于ARM7TDMI内核的,工作主频最高可达44MHz;内置高性能的ADC和DAC模块,采样速度最高可达1MSPS,采样精度为12位;模拟信号输入通道最多可达16路,模拟信号输出通道最高可达4路;具有丰富的外设资源可以使用,GPIO口数目最高可达40个。 在设计中采用了模块化思想,将系统分为四个功能模块:主模块的功能是控制ADC进行信号采集和DAC进行模拟信号输出;模拟信号模块的作用是对传感器输入信号和DAC输出波形进行简单的调理;数字信号模块引出32路数字I/O口,可用于需要采集数字量的场合;JTAG模块可进行程序的调试和下载,对于数据采集卡的二次开发有很大的作用。 在本数据采集卡上,尝试进行了μC/OSⅡ操作系统的移植,成功实现了四个任务的管理。在实际应用中,工作数小时仍可保持正常的运行。 为检验数据采集卡的串口通讯能力,利用LabVIEW程序读取下位机串口发送的已采集到的数据,进行波形图绘制。 为检验本数据采集卡的ADC和DAC精度,设计实验利用DAC输出波形,并利用ADC将采集到的波形通过LabVIEW显示,测量结果显示两者电压值误差均在可允许的3LSB(Least Significant Bit)范围内,表明本数据采集卡已基本实现预期设计指标。
上传时间: 2013-04-24
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经典的单片机40个实验 有电路图 和源程序
上传时间: 2013-04-24
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WIM动态称重系统的研究对于保护公路的正常使用有着非常重要的经济利益和社会价值。针对我国公路WIM系统的研究现状和存在的问题,提出了新的思路、解决办法和改进措施,用以提高整个WIM系统的各项性能指标。 基于ARM的压电薄膜轴的车辆动态称重系统的嵌入式研究与设计,致力于提高WIM系统精度等各项性能指标,其采用了高新的软硬件技术,是一个比较有研究意义的课题。 本文首先从分析称重原理入手,提出了一个改进的系统整体设计方案,在该方案的前提下,通过不断地试验修改,搭建了一个基于Labview的现场模拟实验系统,为下一步研究和整个系统的实现打下了坚实的基础。本文所做的具体工作,概括起来有如下几点: 第一,简要地介绍了基于压电薄膜轴的WIM系统原理、影响因素以及课题研究的意义等; 第二,给出了系统整体设计方案,并设计了多个信号调理电路,诸如电荷放大电路,隔离电路以及滤波电路等; 第三,采用了32位的微处理器,并采用了一种比较完善的数据处理方法,提高了系统的软硬件技术,在此基础上研究设计了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系统平台,完成了系统的软硬件设计、实现及操作系统移植; 最后,设计并实地进行了一个新的试验,即基于LabVIEW8.2的数据采集卡的现场模拟试验,给出了试验结果和分析。该试验方便于测量与数据采集,可得到较为精准的现场数据,为后续的数据处理打下了基础;
上传时间: 2013-07-29
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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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UHF(Ultra High Frequency,超高频)RFID(Radio Frequency Identification,射频身份识别)技术是近几年刚刚开始兴起并得到迅速推广应用的一门新技术。该技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。但是,基于超高频频段读写器的研制在我国尚处于起步阶段,传统的超高频读写器都是在单片机的基础上实现的,这类读写器很难实现复杂的多任务功能;随着经济的飞速发展,能够与网络互联并且带有操作系统的超高频读写器越来越受人们的青睐与追求。针对这些问题,本文设计并实现了一种基于ARMS3C2410微处理器和Linux操作系统的超高频读写器,主要内容有: (1)分析了射频识别技术的发展历程和前景,以嵌入式技术为研究背景,结合软硬件开发平台,给出了一种基于ARM和Linux的超高频读写器设计思路,指出了选题研究的目的和意义。 (2)阐述了超高频读写器的原理及其应用,分析了读写器和标签之间进行数据传输时所用到的相关技术;在给出超高频读写器主要技术性能指标及功能要求的基础上给出了基于ARMS3C2410和Linux超高频读写器系统的总体设计,同时对系统构建过程中所用到的软硬件进行了器件选型。 (3)实现了超高频读写器系统硬件电路的模块设计,主要包括主控电路模块、存储电路模块、电源模块、以太网模块、液晶显示模块以及射频收发模块;阐述了各模块的组成原理与实现方法,完成了硬件电路的原理图绘制及PCB制板。 (4)根据系统的软件需求,构建了一个进行嵌入式开发所需的软件平台。建立了交叉编译环境以及NFS开发调试环境;移植了系统启动所需的引导程序bootloader;实现了嵌入式Linux操作系统内核、文件系统的配置与移植;给出了Linux系统下典型设备(触摸屏、网络接口、LCD)驱动程序的移植方法。 (5)结合实验测试环境,对超高频读写器输出功率,读写器发送命令以及标签应答波形进行了测试与分析;对读写器的整机性能进行了联机测试,给出了读写器系统的实际运行效果图,同时对测试结果进行了总结。 实际应用结果表明,基于ARMS3C2410微处理器和Linux操作系统的超高频读写器能够实现接入网络的功能,其读写速度、识别率以及识别距离等技术性能指标均达到或优于设计标准要求,该读写器在与PC机连接的情况下能进行数据处理,样机系统运行稳定可靠,达到了预期的设计目标。
上传时间: 2013-07-25
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X射线衍射仪目前被广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等诸多领域。而X射线管是X衍射仪的关键部件之一,X射线被激发时会产生两种谱线:特征谱线和连续谱线。X射线管的工作状态决定能否产生符合实验要求的X射线特征谱线和连续谱线,这就要求我们对X射线管的工作状态进行精确控制。 本文根据X射线管工作状态和衍射仪相关功能的要求,提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射仪高压控制系统的设计方案,并在分析和研究的基础上,实现并验证了该方案。该系统以ARM为主控制芯片,结合CPLD芯片,完成对X射线管工作状态的控制和其它相关功能的控制。由于多任务的需要,在ARM的基础上引入了嵌入式操作系统uCOS-Ⅱ。具体的,本文完成了相应原理图和印刷电路板的设计。在ARM7芯片LPC2378上,完成了嵌入式操作系统uCOS-II的移植;在uCOS-II操作系统上,通过对ARM芯片编程,实现了对X射线管的工作状态进行精确控制,以及光闸、水循环等相关功能的控制。 上述系统已通过实际的安装调试。测试结果表明,该系统能够满足设计要求,实现全部的预期功能,可完成对X射线管的工作状态的精确控制,和衍射仪相关功能的控制。
上传时间: 2013-04-24
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电极压力是电阻点焊的主要参数之一,电极压力的恒定性、可调性对于保证焊点的质量是非常重要的,但是,目前生产中普遍使用的气动焊枪,不具备调节电极压力的功能。本文的目的就是研制一种新型的伺服驱动的悬挂式点焊枪,该焊枪能够在焊接的过程中对电极压力进行实时的调节,从而实现复杂的焊接循环,提高焊接质量。 焊枪采用伺服电机作为动力装置,以滚珠丝杠为主要传动机构,结构简单紧凑,运动平稳灵活。压力控制系统采用32位的ARM微处理器作为核心,与采用传统的单片机相比,系统的工作频率大幅提高,硬件功能更加强大,更适合电极压力的实时控制。此外,在系统中移植了uC/OS-Ⅱ实时操作系统,并在此基础上构建了一个分层次的、多任务的、消息机制的软件系统,充分发挥了ARM的性能,提高了系统的稳定性和实时性。 利用伺服焊枪进行了焊接试验,在焊接过程中,伺服电机工作在力矩模式下,采用开环的控制方式,利用电压信号控制电极的压力和速度,通过驱动器的反馈信号检测电极的压力和位置,使用I/O口控制焊接电源。 实验结果证明,本课题研制的伺服焊枪的机械装置的精度和响应速度均能够满足焊接的需要,而且可以实现快速渐进,低速爬行,电极轻接触,快速预压等功能,有助于延长电极寿命和提高焊接效率。而且,使用伺服焊枪进行了低碳钢焊接试验,采用马鞍形的加压方式,与恒定压力条件相比,焊接中飞溅大幅减少,焊点强度和塑性增加,焊接质量有明显提高。
上传时间: 2013-04-24
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本文着重于图像压缩传输技术的研究和硬件平台的的制作。首先对视频压缩技术的背景及主要压缩标准及其目前图像处理ASIC芯片市场作一个简单的回顾和分析,然后对目前比较流行的图像压缩和传输硬件平台方案作一些分析和比较,选择了一种DSP+ARM架构的图像处理及传输模式,设计拟采用JPEG静态图像压缩标准对单幅画面实现压缩,并通过DSP的HPI口把压缩后的图片传输至ARM处理器,通过ARM去实现图像的存储传输。 在硬件平台的具体实现上,以TI的TMS320VC5402实现单幅静态图像的压缩,ALTER公司的EPMT064S实现VC5402扩展存储器的逻辑控制,通过VC5402的HPI接口实现与具有ARM920T内核的S3C2410通信。在硬件平台的制作上,选择了国际流行的0rCAD+PowerPCB作为其原理图和PCB板的制作工具。在软件开发平台上,选择了以LINUX作为系统操作平台。成本低、系统灵活、能基本满足静态图像压缩传输嵌入式开发平台。 实验初步结果表明该系统架构设计可行,为以后图像压缩传输技术的进一步研究打下了良好的基础。
上传时间: 2013-07-14
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论文的工作是基于“流媒体网络广播系统”项目。在调研和消化多套国内外相关实验平台系统的基础上,研究开发了基于ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统的多功能实时计算机处理系统,并且根据实际需要构建了此系统的软硬件平台。流媒体网络广播系统是当前IT领域比较热门的前沿技术,正是因为这前沿技术使得实际构建出的系统功能强大、体积小、成本低、具有相当强的可扩展性,完全能够取代当前传统广播系统中广泛采用的模拟信号传输方式,同时也更好解决了以往这种结构带来的价格昂贵、体积庞大、系统利用率低等诸多劣势。 本文设计开发了基于AMR-Linux的流媒体网络广播平台,该系统基于SamsLlmgS3C2410处理器,采用嵌入式ARM-Linux操作系统,通过HTTP协议传输流媒体,利用MP3标准实现对音频的解码,从而支持流媒体网络广播功能。本论文设计了系统的软件部分,包括底层软件BootLoader、ARM-Linux操作系统、根文件系统、网卡的驱动程序等并提出了下一步工作的建议和设想。 基于ARM-Linux系统的软件设计方法是本论文的重点和难点,也是论文的核心内容。流媒体网络广播系统已经经过测试,实际的应用效果表明该系统是可行的也是可靠的,同传统的广播系统相比,体现出了明显的优势。
上传时间: 2013-05-29
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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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