针对仪器仪表向高端产品的发展趋势,课题提出并设计实现了一种基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统和ARM7微处理器为核心的控制平台,使仪表的使用更加方便、智能。系统融合了嵌入式系统、USB通信、LAN通信、显示等多项快速发展的技术,通过USB模块和LAN网络的数据传输,实现了高端仪表与外部设备的通信,整个平台具有高速、实时传输数据等特性,能够广泛地应用于多种行业的现场测量中。 硬件方面,课题采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微处理器作为系统的控制平台,并结合应用设计出了显示模块、USB通信模块、LAN通信模块。控制平台通过USB通信模块和LAN通信模块,建立与外部设备的数据处理通道,将与SPI接口连接的仪表数据进行传输处理。USB接口电路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片,LAN通信模块则采用了CIRRUSLOGIC的以太网控制器CS8900实现底层驱动。 软件方面,首先将μC/OS-Ⅱ操作系统移植到ARM7上,并在嵌入式μC/OS-Ⅱ环境下编写了各硬件模块的驱动程序。在驱动程序的基础上设计了VFD显示程序、USB通信和网络通信等应用模块,验证了数据处理平台具有的各项功能。网络通信模块中,WEB SERVER在控制平台实现,在上位PC上输入服务器的固定IP地址,实现控制命令的发送、数据包的接收等功能。 经测试,系统运行正常,较好的实现了各项设计目标,从而证明了本文的方法是可行的。本系统为高端仪表的数据处理提供了一个有效的解决方案,具有良好的应用前景。
上传时间: 2013-06-06
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USB接口的数据采集卡原理图,USB接口的数据采集卡电路图
上传时间: 2013-08-02
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智能控制器是智能断路器的核心,不仅具有普通脱扣器的各种保护功能,而且还具有实时参数显示、故障记忆和查询、自诊断等多项功能。在回顾和总结了智能断路器的发展历程后,讨论了当前智能断路器的发展趋势,提出了基于ARM的断路器智能控制器的研究。本论文介绍了断路器智能控制器的设计原理,同时重点阐述了断路器智能控制器的各项参数测量及保护原理和算法,并进行了具体的硬件和软件模块的设计,旨在实现断路器的智能保护。 本文涉及的断路器智能控制器,在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294为核心处理器,主要进行数据的实时采集处理和断路器的故障保护。硬件设计采用了标准化模块设计方法,硬件电路尽可能选择标准化、模块化结构的典型电路,以便扩展。其中,液晶选用的是SMG240128A,键盘芯片选用的是ZLG7290。软件的编制采用模块化编程方法,每一个模块相对独立,完成特定功能,便于维护添加新功能。编程工具为ARM公司提供的ADS1.2。为了保证智能控制器各种保护功能的可靠实现,论文中对智能控制器的干扰源进行了分析,从硬件和软件两个方面采取了多项设计措施,提高了智能控制器的稳定性和可靠性。实践证明,论文中构建的断路器智能控制器结构简单,易于实现,可以满足系统需要,因此具有较高的实用价值。
上传时间: 2013-06-10
上传用户:yy307115118
温室技术是我国实现农业信息化的重要环节,温度是温室中的重要环境参数。实时控制是指在规定的时间内,系统必须做出相应的响应,是现代温室控制发展的更高要求。随着精细农业的发展,传统的大棚已经不能满足现代高精度、快速采集及响应的要求,由于温度的滞后性和难调控性,温度实时控制一直是温室控制的一大难题。 本课题整合了CPID与ARM的优点,提出运用CPID硬件来实现数据采集,移植实时操作系统到ARM来实现复杂算法控制,采用高精度数字传感器DS18820,并设计出混合PID模糊控制器来实现温室的变温管理,这对于现代温室的智能化控制有着十分重要的实际意义。较传统温室,优点在于(1)它改变以往依靠单片机软件来实现传感器周期性采集,改用CPID硬件产生数字传感器所需的读写时序,这种“以硬代软”的方案实时性好,且大大避免了软件运行时的不稳定性、系统冗余等先天缺陷。(2)操作系统能实现多任务、多线程以及友好的人机界面。 试验以华中农业大学的华北型机械通风式连栋塑料温室为试验模型,选择了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片为目标板,以PC机为宿主机,设计了实时温度控制平台。 主要工作: (1)概述了温度实时测控的必要性并介绍了CPLD、ARM技术及嵌入式实时操作系统的发展。 (2)介绍了温度采集模块及CPLD与ARM通讯接口模块的设计。 (3)通过ARM存储模块、LCD显示模块、串口模块、Rt18019AS网口模块、uClinux操作系统模块等系统完成了本试验平台。 (4)介绍混合PID模糊控制算法并通过Simulink工具箱进行了仿真,得出混合PID模糊控制器较经典PID控制具有更快的动态响应、更小超调、抗干扰强的结论。 (5)最后,通过试验数据验证了整套系统实时采集的稳定性及可靠性,指出了本课题的不足之处和待改善的问题。
上传时间: 2013-04-24
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随着网络、通信和微电子技术的快速发展和人民物质生活水平的提高,视频监控系统以其直观、方便和信息内容丰富的特点而被广泛的应用。本文利用ARM+DSP的双核结构,对基于ARM+DSP嵌入式的视频监控系统进行了设计和研究。 本系统大致分成两部分-DSP图像采集处理部分和ARM实时控制应用部分两部分。子系统分别选用TMS320DM642和AT91RM9200作为两部分的主控芯片,利用它们各自的优势在系统中发挥不同的功能。 DSP的图像采集处理部分通过CCD摄像头对特定的区域采集视频图像,并由视频解码芯片进行视频解码处理。处理后的数字视频信号放入DSP内通过视频运动检测算法进行图像处理,以掌握是否有异常的情况发生。如果有异常情况发生,则立刻由DSP向ARM实时控制应用部分施加中断信号,并将识别处理后的结果全部发送过去。 ARM的实时控制应用部分实现对DSP图像采集处理部分的实时控制,实现支持Linux平台的硬件架构,实现网口、串口和USB等接口用于数据传输,实现图像的显示和友好的人机界而等等。ARM实时控制应用部分本身不参与图像识别和处理相关的算法实现,而只是配合DSP将图像处理的结果显示出来,并在恰当的时机触发外部控制器实现一定的对外控制功能。 基于ARM+DSP架构的视频监控系统的设计思想与实现原理,本系统分为控制模块和视频处理模块,二者独立开发和调试,通过HPI并行方式连接,提高了软硬件任务的模块化程度,增加了系统的稳定性、可靠性和灵活性,符合嵌入式视频监控的功能要求,可以面对日益复杂的视频应用。本文还介绍了基于AT91RM9200处理器子系统开发板的底层BootLoader程序的开发和对Linux操作系统移植的过程。最后论文在设计并实现的基础上对系统的改进提出了一些新的方法和建议。
上传时间: 2013-06-19
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随着汽车工业的飞速发展,中国汽车数量的持续增加,汽车的功能也越来越强,随之而来的是日趋复杂的故障诊断。 本文对国内外汽车故障诊断系统的市场现状进行了分析,指出传统的诊断设备已经不能满足社会发展的需要,提出了一种新颖、手持便携、操作简单、通用性强、基于诊断口检测的嵌入式汽车ECU(电控单元)故障诊断与检测设备。该掌上设备采用Samsung公司推出的16/32位RISC处理器S3C2410,结合拥有多线程、多任务的开源操作系统Linux,添加完全支持CAN V2.0B 技术规范的SJA1000独立CAN总线控制器,完成了基于CAN总线的汽车故障诊断系统手持设备的硬件设计,和部分软件设计。 论文对CAN总线的技术规范、协议标准及帧结构进行了比较详细地论述,提出了以CAN协议为核心的汽车故障诊断系统手持式设备的总体设计方案;实现了基于S3C2410的汽车故障诊断仪硬件设计;同时对硬件中的各功能单元的设计原理、硬件接口、驱动及协议进行了分析和阐述。 该系统无论从理论上还是实际应用中都有着较强的先进性和实用性。在嵌入式系统与汽车电子紧密结合及汽车日益普及的趋势下,由于覆盖车型面广、诊断准确、修复便捷、功耗低和便携等优点,该汽车故障诊断系统具有比较普遍的应用和研究价值。
上传时间: 2013-07-13
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图像监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字图像处理技术于一体的综合系统。它以其直观、方便、信息内容丰富等特性而被广泛应用于工业生产、交通、电信、电力、银行、智能办公大楼等场所。网络技术、嵌入式技术和图像处理技术的发展使得数字化图像数据的网络实时传输和控制成为可能。嵌入式图像监控系统就是一种以嵌入式技术、图像压缩编码技术、网络传输控制技术为核心的新型监控系统,它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格、扩展性等方面和传统的监控系统相比有着突出的优势,同时也代表着目前图像监控系统研究和发展的方向。 本文设计了一种基于嵌入式的远程图像监控系统,系统以ARM7作为核心处理器,并采用μClinux操作系统,实现前端采集的图像信息经GPRS无线信道进行远程传输。 本文完成的工作包括嵌入式远程图像传输系统硬件平台搭建与软件开发。硬件方面,完成了以ARM7微处理器(Samsung公司的S3C44BOX)为核心的系统硬件平台搭建。该系统硬件资源包括S3C44BOX,Flash,SDRAM,UART,以太网控制器以及LCD接口等;软件方面,针对硬件平台完成Bootloader移植和μClinux移植,并完成嵌入式监控终端和上位机应用程序的设计。在本系统中把上位机做为服务器,嵌入式监控终端做为客户端,通过GPRS网络客户端应用程序和服务器应用程序在Internet上建立联接,从而可以相互访问。 本文首先综述了课题研究的目的意义以及国内外研究现状。其次设计了以ARM7为核心处理器并采用嵌入式μClinux操作系统的远程图像监控系统整体方案。从Bootloader概念出发,对U-Boot在系统硬件平台上的移植做了详细的分析,并研究了其在移植过程中经常出现的问题,提出了解决方法。分析了μClinux系统结构及驱动程序原理,并在系统硬件平台上实现μClinux移植。最后研究设计了系统整体软件设计,包括上位机软件设计和嵌入式终端的软件设计,并给出了实验结果。
上传时间: 2013-06-23
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指纹识别是在指纹图像上找到指纹的特征,通过计算机模糊比较的方法,把两个指纹的特征模板进行比较,计算出它们的相似程度,最终得到两个指纹的匹配结果。本文对现已存在的多种指纹识别算法进行编程比较,并对细化算法提出改进。同时采用基于ARM7TDMI内核的32位处理器S3C44B0作为主控制器,半导体电容传感器FPS200作为指纹数据采集设备,构建了自动指纹识别系统。论文完成主要工作如下: 1、指纹采集模块的设计:根据FPS200的相关寄存器资源和管脚特性,完成指纹传感器FPS200的电路设计;研究FPS200主要寄存器的功能和图像采集方式,给出FPS200在三种工作方式下的工作流程,并且对三种工作模式进行分析。 2、指纹识别算法研究:通过对现已存在的多种图像预处理算法进行编程实现和对比研究发现,细化后的图像多存在短线、断线、毛刺等干扰以及细化不彻底的现象,为此提出了新的修复算法:分析目标点周围纹线的走向趋势,选择去除或者保留周围的相连点,较好地解决了细化不彻底的问题;再对细化后的图像采用方形模板进行纹线跟踪,去除伪特征点,克服了逐步递进的纹线跟踪算法过于复杂、不易实现等问题。 3、采用Sansung公司基于ARM7TDMI内核的32位RISC处理器S3C44B0,构建了自动指纹识别系统。该系统主要包括电源管理部分、指纹图像采集模块、存储器模块、JTAG调试接口以及与外设连接的串行接口。硬件部分主要完成指纹采集模块接口的设计与开发,软件部分主要完成指纹图像采集程序、指纹识别算法程序和串口通信程序的开发,此外还通过串口实现指纹数据上传到上位机,在VB环境下实现了简易的人机交互软件,提供指纹图像的直观显示,用于对指纹识别程序进行测试,并对测试结果进行了分析。
上传时间: 2013-05-22
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本论文是基于ARM处理器的无功补偿控制器设计
上传时间: 2013-07-17
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随着USB接口性能的不断增强,USB接口被广泛应用到各种硬件设备上。如今在Linux操作系统中,针对USB设备的驱动编程工作越来越受到重视。本课题在以S3C2410处理器为基础的硬件平台上,对Linux操作系统环境下USB设备驱动工作原理进行了研究。在理解USB协议的基础上完成了S3C2410处理器内置USB设备控制器固件和驱动程序的编写调试等方面的工作。 固件程序工作在硬件设备上,通过它控制设备的正常工作,负责与主机端的通信会话。由于本课题中的USB设备控制器是3C2410处理器的片内外设,因此固件程序要管理整个S3C2410处理器的工作。在处理器开机工作时,固件程序首先完成包括USB设备控制器在内的整个处理器的初始化,然后与主机共同进行USB设备的枚举,最后进入循环等待主机端发起通信。当主机发起通信时,处理器产生USB中断,固件程序调用中断处理函数。 在Linux操作系统中,内核通过调用驱动中提供的标准接口将应用程序中对设备的操作映射到具体的硬件设备。驱动程序中包括向驱动注册,驱动支持设备列表信息以及各种系统调用具体实现等方面。USB接口所支持的四种传输方式,根据S3C2410内置USB设备控制器的功能属性,在驱动中采用了块传输的传输方式,通过URB的方式实现对设备的读写操作。 最后设计一个简单文件传输系统对固件和驱动程序进行了测试。测试系统中主机端通过USB接口传输一个wav格式的音频文件,设备端接收到数据保存在内存中。
上传时间: 2013-04-24
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