经济的快速发展使得人们越来越注重生活质量,对于有害气体的检测成为人们的迫切要求,我国气敏传感器发展迅速,但由于气敏传感器的高阻值特性及接口电路复杂等原因,气敏传感器测量装置发展缓慢。在了解气敏传感器的气敏机理及气敏传感器的工作原理的前提下,设计了一种新型的气体浓度测量装置,并将采集到的信号处理后通过无线传输设备传送。该装置以ARM7为内核的LPC2131 作为微处理器,利用其强大的数据计算处理能力及控制能力,设计出了显示气体浓度值的测量电路。此外由于因LPC2131 内部集成了多种硬件电路接口,有效地降低了成本,减小了装置体积。 在无线传输部分,采用挪威Nordic公司的单片射频收发器nRF403,nRF403工作在433或315MHz国际上通用的ISM频段,双工作频段可以自由切换,FSK 调制解调,采用直接数字合成DSS和锁相环稳频PLL 进行频率合成,频率稳定性好,发射数据时无方向性要求,在高速移动和振动等情况有抗干扰能力。本测量装置的设计主要包括硬件和软件两大部分。硬件部分由四部分组成:数据采集电路、ARM系统模块电路设计、无线收发电路模块、显示模块组成。软件部分的设计包括:通道选择程序设计、A/D转换程序设计、信号处理程序(算法)、无线收发程序、液晶模块程序设计、以及PC端应用程序设计。经过实际的测量,本装置可对外界气体浓度进行准确的测量,精度保持误差在1.5%以内。本装置具有高灵敏度、小型、简单、低耗等优点。
上传时间: 2013-04-24
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传统的家电采用各自独立的工作模式,不同家电之间无法通信,这样就不能有效地安排各种家电协同工作,容易造成浪费。同时它们无法自动获取外界的信息,人们无法对其进行远程操作,难以满足现代生活的需求。所以开发智能化的家电及其控制系统己成为当前的研究热点。 传统的电话只能进行语音通信,它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺点。近年来,以ARM为代表的高性能专用微处理器的出现,以及Linux、Windows CE等操作系统的完善,使嵌入式技术迅速发展,这为智能IP电话的研发提供了软硬件基础。 现阶段家庭网关接入互联网的方式主要为有线接入,因为这种方式网络性能比无线隐定,延时性相对要小,用它来远程控制智能家电比无线网要安全可靠。要实现智能家电的网络化,如果采用PC机进行直接进行控制,或者让每台家电接入网络,这样成本很高,不利于一般家庭的普及。 为此,笔者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系统的IP电话作为家电的控制中心,智能家电采用ARM9芯片和linux2.4操作系统。各个智能家电与IP电话采用串口进行通信,IP电话采用网口与因特网通信。这样可以大量的降低成本,而且通信方式比PLC和蓝牙通讯技术更安全可靠。 本文以IP电话与智能家电互联为切入点,结合ARM、嵌入式Linux和网络技术,设计出一种较为完善的IP电话与智能家电的控制系统。采用这种方式,使智能家电集电脑、电信和消费类电子产品的特征于一体,让家电具有信息的获取、加工、传递等功能,提供全方位的信息交换,帮助家电与外部保持信息交流畅通,这样可以优化人们的生活方式,节约能源费用资金。 笔者完成了系统硬件和软件设计,并进行了调试,验证了所设计系统的有效性和实用性。并力争将其拓展成为完善的智能家电控制系统。
上传时间: 2013-04-24
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嵌入式测控系统和测控装置在工业生产过程控制、仪器仪表及自动化系统、智能楼宇监控等方面得到广泛的应用。由于嵌入式测控系统监控对象的多样性,因此通用性不是很强,传统的设计方法都是从底层的硬件设计开始,再设计专用的软件,导致设计周期长,重复工作多,成本增加。微电子技术和计算机技术的飞速发展,使得微处理器的性能和功能得到极大的提高,为通用型测控平台的构建奠定了基础。 本文提出了一种嵌入式测控平台的设计思路。采用主板和扩展板相结合的模块化设计,使嵌入式测控系统可以在一个标准化平台上进行构建。平台主板选用基于32位ARM7TDMI-S内核的微控制器LPC2292作为核心,加上以太网芯片、CPLD以及其它外围电路,构成了一个维持系统正常运行的最小系统。扩展功能模块包括ZigBee无线通信、USB、A/D、D/A、液晶触摸屏等模块,通过层叠式结构与主板连接。测控开发平台在功能、电路、结构上实现了可裁剪、可扩展,能满足大多数嵌入式测控系统的需求。 在实现嵌入式测控开发平台硬件设计的基础上,嵌入式测控平台引入了Nucleus Plus实时操作系统来完成系统资源的管理和任务的调度。文中提出了启动代码模版的概念,简化了移植操作系统的工作,提高了效率。 基于ARM的嵌入式测控开发平台为开发各种智能化、小型化现代测控系统提供了可重用、高性能、图形化、网络化软硬件基础平台和高效的开发模式。从而,大大缩短了软、硬件开发的周期,具有十分重要的意义。 作为在测控开发平台的基础上构建测控系统的实例,研制了气门弹簧负荷计算机自动分选系统的现场级控制器。
上传时间: 2013-06-16
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随着国内工业化、数字化的迅速发展,嵌入式开发在IT行业中的重要性越来越显著。嵌入式开发领域对产品的功能性、稳定性、实时性等方面的要求也越来越高。 采用嵌入式实时操作系统作为开发平台,以高性能的嵌入式处理器为工业控制等领域的主控制器可以有效地提高系统的可靠性、实时性、和软件编程的灵活性。在嵌入式处理器方面,ARM构架已经在高性能、低功耗、低成本的嵌入式领域里占领先地位。而在嵌入式操作系统方面,适合国内发展方向的解决方案以及系统基础结构方面并不理想。首先,国外成熟的嵌入式实时操作系统大都成本高、结构复杂,不适合强实时应用;其次,因大部分实时操作系统不公开源码,使开发的产品存在安全隐患。而类似μC/OS-II的小型强实时嵌入式操作系统内核虽然具有低成本、易控制、小规模、高性能等特性,但这类系统的基础较为薄弱,面临产品化和商业化还有一定的距离。 本文针对这种情况,结合现有的操作系统内核理论及嵌入式强实时系统的特殊需求,特别是对μC/OS-Ⅱ的研究分析基础上,面向强实时应用,设计、构造了一种适合在32位ARM处理器环境下使用的内核。这样做的目的是为了提供一个基础牢固、值得信赖的基本平台。 本文研究工作主要集中在以下几个方面: 针对嵌入式环境中高效、简洁、易扩展、易剪裁的要求,对内核体系结构框架进行了设计。内核整体上采用分层结构,在各层中采用功能相对独立的模块:在最底层借鉴微核的原理,只提供最基本的功能模块。 针对系统快速和稳定的实时响应能力需求,为IRQ中断建立了统一的中断入口,采用合理的半嵌套工作方式;保留FIQ为不可屏蔽中断,在快速反应场合使用;引入中断分段处理机制解决中断和任务的ITC机制共享,需要硬保护机制相互协调所引起的硬保护机制被隐性地泛滥使用问题。 针对应用提出的系统行为的可预测性需求,在调度算法方面采用基于优先级位图的抢占阈值调度算法,提高了处理器的利用率和任务集合的可调度性,减少了内核存储开销;在共享资源访问控制方面,以优先级天花板协议为依据,使用互斥事件解决优先级反转和死锁问题的发生。 为了保障系统的强实时性能,本文还对内核的时钟管理、内存管理等方面进行了设计。最后,通过实时性能测试,结果表明该实时内核有很好的强实时特性。
上传时间: 2013-04-24
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本文介绍了单片机对步进电机的双4拍的控制方法,以及常出现的问题及解决方案。
上传时间: 2013-07-19
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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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作为先进制造业的核心技术之一,焊接控制技术的飞速发展,对我国焊接机运动控制系统的自动化和智能化水平提出了更高的要求。本课题研究的特种焊接机运动控制系统是多任务并发的实时系统,作为实时系统研究关键问题之一的实时调度问题一直都是实时控制系统中的研究热点,因此对特种焊接机运动控制系统实时调度问题的研究对于保证焊接机的强实时性、高可靠性和高稳定性具有重要的现实意义。 针对特种焊接机实时多任务并行协调控制的特点,首先总结和分析了前人在焊接机运动控制系统相关技术方面取得的成果,在吸收前人先进技术的基础上,对系统的实时调度问题和算法做了相关理论研究。同时结合实时控制系统的特点,进一步分析了几种常见的实时操作系统,选择μc/OS-Ⅱ实时操作系统作为研究的基础,研究确定焊接机控制系统的实时调度方法。 给出了焊接机运动控制系统硬件平台各个功能模块电路的设计,搭建了以ARM微处理器为核心的焊接机运动控制系统硬件平台。然后详细分析了μc/OS-Ⅱ系统的任务调度、任务管理等内核基本功能模块,针对焊接机运动控制系统实时调度存在的问题.对μc/OS-Ⅱ的内核及其任务调度算法进行扩展改进,研究一种混合的调度策略,即采用两种调度策略实现对焊接机运动控制系统中普通任务和实时任务的调度,最大限度地提高系统的实时性。通过测试,验证了对μc/OS-Ⅱ实时内核及其任务调度算法进行扩展改进设计的有效性和可行性,系统运行正常,满足焊接机运动控制系统任务调度的要求。取得了复杂焊接机运动控制系统任务实时调度策略及算法的成果,对焊接控制领域自动化和智能化的发展具有实际应用价值。
上传时间: 2013-04-24
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小型无人直升机具有悬停、侧飞、倒飞等独特的飞行特性,能够实现固定翼飞机所不能完成的飞行动作,在军事和民用方面都有很大的应用需求。飞行控制系统是小型无人直升机系统的重要组成部分,是飞行控制算法的运行平台,也是实现小型无人直升机自主飞行的关键部分。进行小型无人直升机飞行控制系统的研究具有重要的现实意义。 本文围绕小型无人直升机飞行控制系统的设计与实现展开论述。首先,文章对目前小型无人直升机及其飞行控制系统的研究现状与发展趋势进行了综述,在此基础上提出了一种以ARM处理器为控制核心、以CPLD为辅助控制器件的飞行控制系统方案。 其次,文章重点描述了小型无人直升机飞行控制系统的软硬件设计过程和相关方案。飞行控制系统的硬件部分由ARM模块和CPLD模块两大部分组成,其中包括数据采集电路、串口通讯电路、舵机控制电路、电源电路等硬件功能模块。软件部分由基于Linux2.6内核的操作系统和相关的设备驱动组成,并设计了基于SD卡的软件存储系统。 最后,文章对小型无人直升机的导航控制系统进行了一些探讨。讨论了从飞行控制系统到导航控制系统的平台升级方案和小型无人直升机在未知环境中的导航控制算法。
上传时间: 2013-05-20
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MAX813L:低成本的微处理器保护电路芯片:1、MAX813L 的引脚配置(如图一和图二所示):2、MAX813L 的应用电路:⑴MAXIM 公司推荐的原始应用图例 ⑵
上传时间: 2013-04-24
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电液位置伺服系统具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量反馈等优点,因此它已经遍及国民经济和军事工业的各个技术领域。近年来,对电液位置伺服系统的快速性、稳定性、准确性等控制性能提出了新的要求,作为电液位置伺服系统核心的控制器,起到更为关键的作用。 现阶段,嵌入式微处理器以其小型、专用、便携、高可靠的特点,已经在工业控制领域得到了广泛的应用,如工业过程、远程监控、智能仪器仪表、机器人控制、数控系统等,嵌入式微处理器嵌入实时操作系统,可以克服传统的基于单片机控制系统功能不足和基于PC的控制系统非实时性的缺点,其性能、可靠性等都能满足电液位置伺服系统控制的要求,在控制领域具有广泛的应用前景。 本文以实验室的电液位置伺服系统为研究对象,按照系统的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微处理器为核心的控制器对电液位置伺服系统进行控制的一种方案,设计了一种新型的基于ARM9(S3C2410)微处理器的电液位置伺服控制器。本系统控制器的开发设计中,在以ARM9(S3C2410)微处理器为核心的控制器基础上,通过外部扩展,使得系统控制器具有丰富的硬件资源,开发了A/D转换电路、D/A(PWM)转换电路、伺服放大电路、串行接口等电路,同时为了使得控制器的程序代码具有较强的可读性、可维护性、可扩展性,使用了操作系统,通过比较选择了uC/OS-Ⅱ实时内核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微处理器中,并编写了A/D、数字滤波、D/A(PWM)等软件程序,通过编译、调试、验证,程序运行正常。在对电液位置伺服系统进行控制策略的选择中,分别采用PID、滑模变结构、模糊自学习滑模三种控制策略进行仿真比较,得出采用模糊自学习滑模控制策略更有利于系统控制。
上传时间: 2013-04-24
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