TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器内嵌的异步串行口(SCI)支持CPU与其它使用标准格式的异步外设之间的数字通讯,通过RS-232接口可以方便地进行DSP之间或与PC机之间的异步通信。而串行外设接口(SPI)是一个高速同步串行输入/输出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器间的通讯。本设计正是通过TMS320LF2407所带有的SCI模块进行两台DSP的数据传输通信。同时还利用了DSP2407的SPI模块和I/O口作了显示以及键盘扩展电路,以便能实时监控数据的收发。此实例电路结构简单易懂,非常适合刚接触DSP的初学者使用,具有很好的参考价值。
上传时间: 2013-07-01
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传统的基于PC机的图像处理系统,体积庞大,不具有便携性,而限制了其在移动通信、便携设备等领域的应用。开发低功耗、小型化、便携性的嵌入式图像处理系统具有现实的意义和广泛的应用用前景。本文对系统进行功能分析和总体设计,选取LPC2104作为核心单元,介绍了ARM的嵌入式硬件平台的设计与实现,包括系统基本模块的硬件设计和开发过程,具体有电源电路和时钟电路、存储电路、USB摄像头接口电路和LCD电路等,完成了Linux操作系统内核的定制和交叉编译、BootLoader、驱动程序的开发,对图像进行灰度化和均衡化等预处理,得到比较清晰的图像。最后总结了本课题研究所取得的成果及其不足之处,对研究进行了总结和展望。
上传时间: 2013-07-20
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随着经济的快速发展,人们生活节奏的提高,照顾家庭的时间越来越少。人们越来越感觉时间的紧张,不但要周旋在繁杂的工作之中,同时也要兼顾自己的家。而现有的嵌入式硬盘录像机虽然功能丰富,产品日益成熟,但在家用系统中应用成本太高。因此本文设计了一款高性能、低成本的实时图像监控系统,能让人们在繁忙的工作之余实时了解住所的安全情况。 本文首先提出了该图像监控系统的总体设计方案,并就系统硬件平台的设计进行了详细的论述。硬件部分主要包括主控芯片$3C2410与Flash、SDRAM存储器接口电路,USB接口电路,以太网接口电路,UART串行接口电路,JTAG接口电路以及电源电路。 其次,本文研究了嵌入式IAnux移植的关键技术,包括交叉编译环境的建立、Bootloader 的设计、内核移植以及文件系统加载的方法,并通过裁剪Linux内核将标准Linux 2.4.18移植到目标平台。同时分析了现有文件系统的优、缺点,在目标平台上移植了快速、高效的YAFFS文件系统,增强了系统的健壮性和高效性。 再者,本文修改并移植了LJSB摄像头的驱动程序。研究了基于Vide041inux技术的图像采集的数据结构和原理,详细地阐述了图像采集实现的过程和关键步骤,利用Vide04Linux API函数完成了图像采集程序的设计,使用内存映射方式实现了图像的快速采集,并对图像数据进行了JPEG压缩,提高了图像采集的效率。研究了Web Server和Java Applet技术,实现了远程图像监控。通过重新编译移植Webcam Server应用程序实现了网络摄像机的功能。 最后,本文给出了系统的测试方法及运行结果,并总结了所做的工作和存在的问题,提出了系统改进的意见。 本文设计的图像监控系统具有高性能、低成本、小体积等特点,采用开源的Linux作为软件平台,保证了系统的稳定性、安全性,具有较高的性价比和较强的适用性。
上传时间: 2013-07-28
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作为交流异步电机控制的一种方式,矢量控制技术已成为高性能变频调速系统的首选方案。矢量控制系统中,磁链的观测精度直接影响到系统控制性能的好坏。在转子磁链定向的矢量控制系统中,转矩电流和励磁电流能得到完全解耦[1]。一般而言,转子磁链观测有两种方法:电流模型法和电压模型法。磁链的电流模型观测法中需要电机转子时间常数,而转子时间常数易受温度和磁饱和影响。为克服这些缺点,需要对电机的转子参数进行实时观测,但这样将使得系统更加的复杂。磁链的电压模型观测法中不含转子参数,受电机参数变化的影响较小。矢量控制计算量大,要求具有一定的实时性,从而对控制芯片的运算速度提出了更高的要求。 本文介绍了一种异步电机矢量控制系统的设计方法,采用了电压模型观测器[2]对转子磁链进行估计,针对积分环节的误差积累和直流漂移问题,采用了一种带饱和反馈环节的积分器[3]来代替电压模型观测器中的纯积分环节。整个算法在tms320f2812 dsp芯片上实现,运算速度快,保证了系统具有很好的实时性。
上传时间: 2013-04-24
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由于永磁伺服电机具有转子转动惯量 小,响应速度快,效率高,功率密度高,电机体积小,消除电刷而减少噪音和维护等其他电机难以比拟的优点,在高性能位置伺服领域,尤其为伺服电机组成的伺服系统应用越来越广泛。 永磁无刷电机有两种形式:方波式和正弦波式。本文主要研究以pmsm 为伺服电机的伺服系统 目前实现永磁同步电动机的控制主要采用dsp、dsp+fpga和dsp+asic三种途径。而前两种方式实现位置控制编程量较大,美国国际整流器公司针对高性能交流伺服驱动要求,基于fpga技术开发出了完整的闭环电流控制和速度控制的伺服系统单片解决方案—irmck201。本文就是基于这种数字运动控制芯片,设计了dsp和irmck201的交流伺服控制系统。该系统具有性能优越,结构简单,编程任务小,开发周期短等优点,对其他交流位置伺服控制系统也具有很好的推广意义。
上传时间: 2013-06-07
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发电机是电力系统的关键设备,如何有效监测发电机的工作状态一直是电力部门研究的重要课题之一。发电机可以正常工作,其中绝缘体部分起着不可或缺的作用,以前的发电机绝缘体监测系统都存在着一些不足,比如精度低,适用范围窄等。基于此原因,本文介绍了FJR装置,它可以用来监测发电机绝缘体是否出现过热或老化的情况,为发电机的安全运行提供了保障。该装置具有很高的灵敏度,可适合于空冷、水冷等不同发电机。整个检测系统分为气路和电路两部分,气路部分负责将发电机绝缘体的状况转化成电流信号,而电路部分负责对这些电流信号进行处理。文中将FJR系统的气路部分等效为一个黑盒子,而重点介绍其电路部分。电路部分主要的功能是采集从气路传送过来的两路电流信号,并进行计算和分析,决定是否报警,同时将采集到的数据和分析的结果定性地显示给工作人员。 本文第一章介绍了课题的研究背景,并在此基础上提出了课题的必要性和研究方向;第二章从整体入手,对监测系统的功能进行了分析,明确了要实现的功能和目标,并提出了使用ARM做上位机,负责系统控制和界面显示,DSP做下位机负责信号的采集和计算;后面几章则分别介绍了系统的各个模块;第三章主要介绍嵌入式系统及其软件开发,包括系统的设计以及各个功能的实现,比如串口通信、CF卡存储等等,从本章中可以了解到系统的界面显示内容和键盘操作步骤;第四章介绍了负责信号采集和计算的DSP系统,并且详细介绍了实现各项功能时所用到的外部设备,包括RTC时钟,AD采样芯片等;本章接下来阐述了DSP和ARM两个模块如何通过双口RAM实现通信以及通信帧的格式;第五章介绍了系统中的一些硬件电路,包括模拟放大器等,使得读者可以更全面地了解本系统,同时在本章作者还总结了一些电路板设计的心得和体会。论文最后一章对本文所做的工作进行了总结,指出了需要改进之处,也指明了以后进一步研究的任务和方向。
上传时间: 2013-04-24
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在钢铁制造工业中,高温熔化状态钢水中的钢渣检测问题是一直以来未能很好解决的难题,钢渣是钢铁冶炼过程中的副产品,钢渣本身会直接降低铸坯质量进而影响生产出的钢材质量,另外钢渣也会破坏钢铁连铸生产连续性给钢厂效益带来负面效应。因此连铸过程中钢渣检测是一个具有较大生产实际意义的研究课题。 本文以钢包到中间包敞开式浇注过程中,保护浇注后期移除长水口后浇注过程中的钢水下渣检测为研究对象。在调研了国内外下渣检测技术与下渣检测设备的应用情况后,提出了一套将嵌入式技术与红外热像检测技术相结合的钢水下渣检测系统的解决方案,并搭建了系统的原型:硬件系统平台以红外热像探测器为系统的传感器,以ARM7嵌入式微处理器与DSP数字信号处理器为系统运算处理核心;软件系统平台包含基于在ARM7上移植的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统构建的嵌入式应用程序,以及基于DSP各类支持库的嵌入式应用程序。该下渣检测系统设计方案具有非接触式检测、低成本、系统自成一体、直观显示钢水注液状态、量化钢渣含量等特点,能够协助现场工作人员检测和判断下渣,有效减少连铸过程中钢包到中间包的下渣量。 本文首先,介绍了课题研究的背景,明确了研究对象,分析了连铸过程中的钢水下渣问题,调研了现有的连铸过程中钢包到中间包的钢水下
上传时间: 2013-05-25
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机械手是自动装配生产线上必不可少的设备,它可以模拟人手臂的部分动作,按预定的程序、轨迹和要求,实现抓取、搬运和装配等工作。在减轻人的劳动强度和提高装配质量和在恶劣环境下作业等方面,起到了积极的作用。嵌入式系统是近年来发展起来的以应用为中心并且软硬件可裁剪的实时系统,它的特点是高度自动化,响应速度快等,非常适合于要求实时的和多任务的场合。 本文分析了机械手控制系统的功能要求,研究设计了一种基于ARM和DSP的机械手数控系统的方案。嵌入式ARM处理器,具有运行速度快、功耗低、程序设计灵活、外围硬件资源丰富等优点,但其很难在处理大数据量、复杂算法时保证系统的灵活性和实时性。DSP作为数字信号处理的核心器件,能够实时快速的完成控制算法运算,由于DSP普通输入输出口的高低电平变化周期最快只能到1微秒左右,不适合高速输入输出;FPGA芯片高速输入输出数据,时间可缩短至几十纳秒。另外利用FPGA可以方便的实现各种接口的逻辑时序,丰富的接口使得该系统能够方便的进行移植,扩展了该系统的应用领域,从而提升了其性价比,通过ARM处理器和DSP以及FPGA技术的有机结合,发挥各自的优势,使系统具有程序设计灵活、以太网通信、大容量存储、高速数据输出、可移植等特点,既满足高速机械手自动控制的要求,同时又具有一定的通用性。 通过本课题实践表明,基于ARM和DSP构建嵌入式数控系统的应用方案全可行、合理,同传统的人机交互系统设计相比,能大量地减轻研发任务,提高发速度,能够在短时间内得到控制性能优秀的数控系统。
上传时间: 2013-06-11
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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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遥感图像是深空探测和近地观测所得数据的重要载体,在军事和社会经济生活领域发挥着重要作用。由于遥感图像数据量巨大,它的存储和传输已成为遥感信息应用中的关键问题。图像压缩编码技术能降低图像冗余度,从而减小图像的存储容量和传输带宽,它的研究对于遥感图像应用具有重要的现实意义。CCSDS图像压缩算法是空间数据系统咨询委员会(CCSDS)提出的图像数据压缩算法。该算法复杂度较低,并行性好,适合于硬件实现,能实现对空间数据的实时处理,从而广泛应用于深空探测和近地观测。对于直接关系到军事战略、经济建设等方面的遥感图像的传输,必须对它进行加密处理。AES加密算法是由美国国家标准和技术研究所(NIST)于2000年发布的数据加密标准,它不但能抵抗各种攻击,保证加密数据的安全性,而且易于软件和硬件实现。本论文对CCSDS图像压缩算法和AES加密算法进行了研究,完成的主要工作包括: (1)研究了CCSDS图像压缩算法的原理和结构,用C语言实现了算法的编解码器,并与SPIHT算法和JPEG2000算法的性能进行了比较。 (2)研究了AES加密算法的原理和结构,用C语言实现了算法的加解密器。 (3)介绍了实现CCSDS图像压缩算法和AES加密算法的FPGA设计所选择的软件开发工具、开发语言和硬件开发平台。 (4)给出了CCSDS编码器的FPGA实现方法和实现性能。 (5)给出了AES加密器的FPGA实现方法和实现性能。 本文设计的CCSDS图像压缩和AES加密FPGA系统运用了流水线设计、高速内存设计、模块并行化设计和模块串行化设计等技术,在系统速度和资源面积上取得了较好的平衡,达到了预期的设计目的。
上传时间: 2013-07-15
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