以某高速实时频谱仪为应用背景,论述了5 Gsps采样率的高速数据采集系统的构成和设计要点,着重分析了采集系统的关键部分高速ADC(analog to digital,模数转换器)的设计、系统采样时钟设计、模数混合信号完整性设计、电磁兼容性设计和基于总线和接口标准(PCI Express)的数据传输和处理软件设计。在实现了系统硬件的基础上,采用Xilinx公司ISE软件的在线逻辑分析仪(ChipScope Pro)测试了ADC和采样时钟的性能,实测表明整体指标达到设计要求。给出上位机对采集数据进行处理的结果,表明系统实现了数据的实时采集存储功能。
上传时间: 2014-11-26
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基于MEMS陀螺仪的实时电子稳像技术_范永杰
上传时间: 2017-01-17
上传用户:llw_qingquan
本文分析了误码仪系统需求,制定出误码仪由误码测试子系统和人机界面子系统构成的总体结构图.提出采用FPGA进行误码测试子系统模块设计,提高了系统功能扩展性和系统的集成度,使用嵌入式操作系统进行系统应用软件设计提高系统实时性.研究了传统误码仪在误码测试子系统上设计方法,给出了伪随机码、人工码、误码插入、误码计算模块的设计原理,介绍了带同步保护的同步判决模块的设计方法,采用数据复合和数据分解技术,实现了高速人工码发送以及误码测试,还制定了子系统间的通信协议.设计了人机界面子系统硬件电路图,并详细介绍了人机界面子系统中显示模块、实时时钟模块、数据存储模块、串行RS232通信模块、键盘接口模块的硬件设计及其驱动程序的开发.介绍了Small RTOS51嵌入式操作系统的特点,运行条件,重要概念以及移植方法,提出了使用Small RTOS51嵌入式操作系统的原因.分析了系统应用软件需求,给出了基于Small RTOS51嵌入式操作系统任务创建方法,以及任务调度关系,详细介绍了各任务执行流程图.
上传时间: 2013-07-10
上传用户:yolo_cc
汽车行驶记录仪,俗称汽车黑匣子,是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪的使用,对遏止疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。本文在参考了国内外多种不同结构,不同领域的汽车行驶记录仪的设计与研究的基础上,将现今领先的GPRS通信技术与人机对话技术应用在传统的汽车行驶记录仪上,以达到能够有效地记录数据并与用户实时互动等多项功能。 本记录仪的设计是基于Samsung公司出产的ARM9 s3c2410的处理器,相应的操作系统是广泛采用的Linux操作系统。本文在介绍并分析了国内外汽车行驶记录仪的相关背景和现状之后,提出了本课题需要完成的目标。接下来,论文阐述了记录仪的整体系统结构,同时详细介绍了系统各个模块的硬件设计及其结构。接下来,在介绍了各个模块结构的基础上,详细分析了通信模块的设计,并将现今领先的GPRS技术应用于记录仪的通信环节。在介绍了硬件模块的各个方面之后,论文进入了软件设计部分的阐述。在软件部分中,本文先介绍了本系统的软件流程。并在此流程的基础上详细说明了系统采用的Linux操作系统的配置,剪裁,移植等方面,同时也介绍了本系统所采用的Bootloader-vivi。在软件设计的部分,论文还详细研究了基于Linux操作系统的界面设计应用软件平台MiniGUI,并重点阐述了MiniGUI在PC上位机环境下的配置和编译工作,以及在交叉编译环境下的编译工作等复杂的环节。最后,是通过串口线将系统与连接板相互交叉进行同步编译,同步测试,并展示出最后的完成结果。 本论文在结束处对本课题已完成的部分进行了比较深入的总结,并将出现的问题进行了分析和小结。同时还对系统性能提出了进一步改善的可行性建议。关键词:汽车行驶记录仪,s3c2410,Linux,MiniGUI
上传时间: 2013-04-24
上传用户:玉箫飞燕
船舶气象仪是一套船载的自动化海洋气象观测系统,该系统广泛的布置在各种船只上,可以获得船只经过的海域内的风、湿、温、气压、降雨等气象参数。通过对海洋气象环境实时的掌握,能够使船舶航行安全、省时、经济,并使因灾害性天气造成的损失减小到最低限度。通过对海洋气象数据的存储、统计,对我国观测海洋环境、研究海洋、开发海洋、利用海洋都有着重要的意义。 现代测控系统除了具有高性能的数据采集、信号处理、I/O和通信接口以外,通常均需具备良好的人机接口、友好的用户界面和强大的网络功能等。ARM架构的嵌入式处理器和嵌入式Linux操作系统由于其优异的性能和很高的性价比,已经被广泛地应用到各种电子产品的设计当中,并受到愈来愈多的自动化设备和智能仪表设计人员的青睐。 本课题主要研究基于ARM+Linux架构的嵌入式船舶气象仪的设计与开发。系统硬件平台选用ATMEL公司的AT91RM9200处理器,扩展了64M SDRAM和8M NAND FLASH,同时扩展了外围通信设备接口包括通用串行口、CAN总线接口、网络接口和人机交互接口等;并根据实际环境需要,进行了传感器的选型。 软件平台的设计主要涉及了U-Boot引导装载程序的建立,同时根据开发平台的资源,配置和裁剪Linux的内核,并编写、添加源代码中没有的驱动程序,如AD、键盘、CAN总线控制器等,重新编译内核,下载到开发平台。并在此基础上,进行了应用程序的编写。同时深入研究了嵌入式Linux下的图形界面,将图形界面系统MiniGUI移植到Linux系统中,设计了较完善、友好的图形用户界面,大大方便了用户的操作。
上传时间: 2013-06-12
上传用户:天大地大
随着半导体工艺的飞速发展和芯片设计水平的不断进步,ARM微处理器的性能得到大幅度地提高,同时其芯片的价格也在不断下降,嵌入式系统以其独有的优势,己经广泛地渗透到科学研究和日常生活的各个方面。 本文以ARM7 LPC2132处理器为核心,结合盖革一弥勒计数管对Time-To-Count辐射测量方法进行研究。ARM结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的,其指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多,使用一个小的、廉价的ARM微处理器就可实现很高的指令吞吐量和实时的中断响应。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微处理器,其工作频率可达到60MHz,这对于Time-To-Count技术是非常有利的,而且利用LPC2132芯片的定时/计数器引脚捕获功能,可以直接读取TC中的计数值,也就是说不再需要调用中断函数读取TC值,从而大大降低了计数前杂质时间。本文是在我师兄吕军的《Time-To-Count测量方法初步研究》基础上,使用了高速的ARM芯片,对基于MCS-51的Time-To-Count辐射测量系统进行了改进,进一步论证了采用高速ARM处理器芯片可以极大的提高G-M计数器的测量范围与测量精度。 首先,讨论了传统的盖革-弥勒计数管探测射线强度的方法,并指出传统的脉冲测量方法的不足。然后讨论了什么是Time-To-Count测量方法,对Time-To-Count测量方法的理论基础进行分析。指出Time-To-Count方法与传统的脉冲计数方法的区别,以及采用Time-To-Count方法进行辐射测量的可行性。 接着,详细论述基于ARM7 LPC2132处理器的Time-To-Count辐射测量仪的原理、功能、特点以及辐射测量仪的各部分接口电路设计及相关程序的编制。 最后得出结论,通过高速32位ARM处理器的使用,Time-To-Count辐射测量仪的精度和量程均得到很大的提高,对于Y射线总量测量,使用了ARM处理器的Time-To-Count辐射测量仪的量程约为20 u R/h到1R/h,数据线性程度也比以前的Time-To-CotJnt辐射测量仪要好。所以在使用Time-To-Count方法进行的辐射测量时,如何减少杂质时间以及如何提高计数前时间的测量精度,是决定Time-To-Count辐射测量仪性能的关键因素。实验用三只相同型号的J33G-M计数管分别作为探测元件,在100U R/h到lR/h的辐射场中进行试验.每个测量点测量5次取平均,得出随着照射量率的增大,辐射强度R的测量值偏小且与辐射真实值之间的误差也随之增大。如果将测量误差限定在10%的范围内,则此仪器的量程范围为20 u R/h至1R/h,量程跨度近六个数量级。而用J33型G-M计数管作常规的脉冲测量,量程范围约为50 u R/h到5000 u R/h,充分体现了运用Time-To-Count方法测量辐射强度的优越性,也从另一个角度反应了随着计数前时间的逐渐减小,杂质时间在其中的比重越来越大,对测量结果的影响也就越来越严重,尽可能的减小杂质时间在Time-To-Count方法辐射测量特别是测量高强度辐射中是关键的。笔者用示波器测出此辐射仪器的杂质时间约为6.5 u S,所以在计算定时器值的时候减去这个杂质时间,可以增加计数前时间的精确度。通过实验得出,在标定仪器的K值时,应该在照射量率较低的条件下行,而测得的计数前时间是否精确则需要在照射量率较高的条件下通过仪器标定来检验。这是因为在照射量率较低时,计数前时间较大,杂质时间对测量结果的影响不明显,数据线斜率较稳定,适宜于确定标定系数K值,而在照射量率较高时,计数前时间很小,杂质时间对测量结果的影响较大,可以明显的在数据线上反映出来,从而可以很好的反应出仪器的性能与量程。实验证明了Time-To-Count测量方法中最为关键的环节就是如何对计数前时间进行精确测量。经过对大量实验数据的分析,得到计数前时间中的杂质时间可分为硬件杂质时间和软件杂质时间,并以软件杂质时间为主,通过对程序进行合理优化,软件杂质时间可以通过程序的改进而减少,甚至可以用数学补偿的方法来抵消,从而可以得到比较精确的计数前时间,以此得到较精确的辐射强度值。对于本辐射仪,用户可以选择不同的工作模式来进行测量,当辐射场较弱时,通常采用规定次数测量的方式,在辐射场较强时,应该选用定时测量的方式。因为,当辐射场较弱时,如果用规定次数测量的方式,会浪费很多时间来采集足够的脉冲信号。当辐射场较强时,由于辐射粒子很多,产生脉冲的频率就很高,规定次数的测量会加大测量误差,当选用定时测量的方式时,由于时间的相对加长,所以记录的粒子数就相对的增加,从而提高仪器的测量精度。通过调研国内外先进核辐射测量仪器的发展现状,了解到了目前最新的核辐射总量测量技术一Time-To-Count理论及其应用情况。论证了该新技术的理论原理,根据此原理,结合高速处理器ARM7 LPC2132,对以G-计数管为探测元件的Time-To-Count辐射测量仪进行设计。论文以实验的方法论证了Time-To-Count原理测量核辐射方法的科学性,该辐射仪的量程和精度均优于以前以脉冲计数为基础理论的MCS-51核辐射测量仪。该辐射仪具有量程宽、精度高、易操作、用户界面友好等优点。用户可以定期的对仪器的标定,来减小由于电子元件的老化对低仪器性能参数造成的影响,通过Time-To-Count测量方法的使用,可以极大拓宽G-M计数管的量程。就仪器中使用的J33型G-M计数管而言,G-M计数管厂家参考线性测量范围约为50 u R/h到5000 u R/h,而用了Time-To-Count测量方法后,结合高速微处理器ARM7 LPC2132,此核辐射测量仪的量程为20 u R/h至1R/h。在允许的误差范围内,核辐射仪的量程比以前基于MCS-51的辐射仪提高了近200倍,而且精度也比传统的脉冲计数方法要高,测量结果的线性程度也比传统的方法要好。G-M计数管的使用寿命被大大延长。 综上所述,本文取得了如下成果:对国内外Time-To-Count方法的研究现状进行分析,指出了Time-To-Count测量方法的基本原理,并对Time-T0-Count方法理论进行了分析,推导出了计数前时间和两个相邻辐射粒子时间间隔之间的关系,从数学的角度论证了Time-To-Count方法的科学性。详细说明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count辐射测量仪的硬件设计、软件编程的过程,通过高速微处理芯片LPC2132的使用,成功完成了对基于MCS-51单片机的Time-To-Count测量仪的改进。改进后的辐射仪器具有量程宽、精度高、易操作、用户界面友好等特点。本论文根据实验结果总结出了Time-To-Count技术中的几点关键因素,如:处理器的频率、计数前时间、杂质时间、采样次数和测量时间等,重点分析了杂质时间的组成以及引入杂质时间的主要因素等,对国内核辐射测量仪的研究具有一定的指导意义。
标签: TimeToCount ARM 辐射测量仪
上传时间: 2013-06-24
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心脏疾病一直是威胁人类生命健康的主要疾病之一。研究无创的心电信号检测设备来检测与评价心脏功能的状况,并研究心脏疾病的成因是生物医学电子学的重要研究课题之一。动态心电记录仪(Holter)是用于记录24小时长时间心电图的一种设备。研制高性能的动态心电记录、监护系统对于心血管疾病的诊断和治疗具有十分重要的意义。 Holter技术发展至今已有几十年历史,但目前的Holter仍存在许多不足之处:(1)许多Holter采用8位、16位单片机作为控制系统,运算能力有限,无法加入自动诊断功能:(2)数据存储采用固定焊接在板上的存储芯片,容量小,数据取出回放不方便;(3)大部分Holter还不能实现心电信号的实时远程传输,心电数据的分析以及分析报告的获取往往要滞后好几天时间,不利于心脏疾病的及早诊断及治疗。 针对这些不足,本文设计了一个基于ARM(一种32位嵌入式处理器)的动态心电记录仪。该记录仪具有运算功能强、能够实现心电信号实时远程网络传输的特点。为确保信息不会因网络传输故障而丢失,本系统同时还采用了便于携带的SD(Secure Digital Memory)闪存卡作为存储媒介,具有大容量数据存储的功能。本文设计的系统主要完成的任务有心电信号的采集、心电信号的放大滤波、心电信号的显示和心电信号的存储与传输。整个系统由一片ARM嵌入式微处理器控制,本系统中采用的嵌入式微处理器是三星的S3C44BOX。放大和滤波电路主要是对电极导联传来的心电信号进行放大和滤除干扰信号,以获取合适的信号大小并保证采集的心电信号的正确性。心电信号的显示是把心电信号实时地显示在Holter的液晶屏上,能使患者直观地观察到自己的心电信号情况。心电信号的存储采用了容量大、成本及功耗低并且体积小方便携带的SD卡来存储心电数据。心电数据的传输是通过以太网实现的,以太网可以实现快速、高正确率的传输。传输的数据由医院内的服务器接收,并且在服务器端对心电信号进行相应的显示和处理。为实现上述功能编写的系统软件包括Holter的Bootloader的设计、uCLINUX操作系统的移植、A/D转换程序、液晶屏的控制及菜单程序、SD卡FAT文件格式的数据存储和服务器端数据接收、波形显示程序。本系统经过一定的实验证明符合设计要求,具有体积小、成本低、使用方便的特点。
上传时间: 2013-07-10
上传用户:Amos
随着汽车电子和现代化交通的飞速发展,人们对汽车的行驶性能和安全性能提出了更高的要求。在汽车测试试验中使用记录仪,可以实现实时测量,控制汽车的车速,对超速进行报警,满足汽车试验中对汽车运行情况的了解,特别是根据汽车试验要求而制定的试车计划得到的准确实施,从而进一步提高汽车制造商的市场竞争力。 随着微电子技术的发展,超大规模集成电路技术的成熟,嵌入式计算机系统的功能越来越强大,在某些场合完全可以取代传统的工控机,并且其独特的优势在于它的体积小、功耗低、性价比高,便于携带,使得它非常适合应用到汽车试验记录仪中。 本论文在嵌入式系统平台的构建中做了探索性研究,以汽车试验记录仪的发展和功能要求为目标,以嵌入式计算机系统的硬件设计入手,深入研究了嵌入式计算机硬件系统设计和电磁兼容性问题和能够长时间可靠运行的嵌入式计算机主板。主要模块包括电源、复位、JATG模块,数据存储模块、数据通信模块、数据采集模块、人机交互模块。 在软件部分,实现了嵌入式计算机系统的引导程序(u-boot-1.1.4)的移植,嵌入式Limux2.6.14内核的移植,根文件系统的制作,新增硬件驱动程序编写以及嵌入式图形界面GUI系列MiniGUI的移植,完成了嵌入式计算机系统从硬件到软件系统平台的构建。 目前,国内市场上缺乏专门应用与汽车试验中的记录仪,本文设计中的汽车记录仪正是基于此目的而设计和研制的,该新型的汽车试验记录仪使用方便,性价比高,适用于国内中小型汽车制造厂商。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:aeiouetla
随着超声检测理论逐渐成熟,以及现代集成电路的快速发展,超声检测技术以其快速、准确、无污染、低成本等特点,成为国内外应用广泛、发展迅速、使用频率最高的一种无损检测技术。其中超声仪器的发展水平直接影响着超声检测技术的发展。数字化、图像化、小型化和实时化等是超声检测仪器的发展趋势。传统的超声检测系统中,PC机存在难以适应恶劣的工作环境,体积大,携带不方便,功耗大,数据传输率不高等问题,并且大部分便携式超声探伤仪缺乏对复杂数字信号处理算法的支持,因此开发与设计一种高性能、小型化的便携式超声探伤检测系统尤为重要。 ARM的数字信号处理能力和DSP的系统控制能力都有其各自弱点,所以文中提出了一种基于ARM与DSP双CPU方案的便携式超声探伤仪,充分利用了ARM与DSP的处理性能,接口简单。ARM利用DSP的主机接口与DSP通信,不会打断DSP的正常运行。本方案为复杂的信号处理算法提供硬件支持,可以有效的提高便携式超声探伤仪器的信号处理能力。 超声探伤回波中的缺陷信号往往与系统的电噪声、金属组织噪声混在一起,影响超声检测回波的信噪比。粗晶材料由于其微观结构对超声的强烈散射,造成严重的材料噪声和信号衰减,致使超声检测灵敏度和信噪比严重下降。目前,对粗晶材料的检测仍然是超声检测技术的一大难题。采用信号处理技术提高超声检测能力和信噪比是无损检测领域的重要研究课题。本文在设计具备复杂信号处理能力的便携式探伤仪的基础上,进行了适合在便携式仪器上实现的小波变换算法的研究,尝试提高便携式仪器对粗晶材料缺陷的检测能力。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:cuibaigao
汽车行驶记录仪是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪的使用,对遏止疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。一个完整的汽车行驶记录仪系统包括车载主机和上位机管理分析软件两部份。 在嵌入式技术被广泛运用的今天,我国现在应用的汽车行驶记录仪仍然多是运用8位或者16位单片机作为处理器,采用汇编语言,结构简单功能单一。为了使嵌入式技术也在汽车行驶记录仪中得到运用,同时为了满足我国《汽车行驶记录仪》GB/T 19056-2003标准要求,并与国际IEEE 1616标准接轨,本文设计了基于嵌入式系统的汽车行驶记录仪,采用的是三星公司的S3C2410 32位处理器和Linux操作系统,这样提高了系统的实时性,功能也得以扩展。 本文详细论述了汽车行驶记录仪系统主机模块软硬件的设计与实现,并且介绍了上位机管理分析软件的设计。论文首先介绍了课题的研究背景,并对国内外汽车行驶记录仪的研究现状进行了概括,在此基础上提出了本课题需要完成的目标。阐述了基于嵌入式系统的总体设计构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较,并对最终方案进行了描述,此后详细介绍了各主要功能部件的特点及应用。 在系统软件设计单元,对主机软件开发环境、调试方法以及系统各功能模块的流程设计做了详细描述,同时介绍了BootLoader、Linux操作系统和设备驱动程序在S3C2410上的编译和移植全过程。最后,论文对整个系统的功能和特点进行了总结,并对下一步工作以及记录仪今后的发展进行了展望。
标签: 汽车行驶记录仪
上传时间: 2013-05-25
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