随着电子技术的快速发展,嵌入式系统已经成为热点。嵌入式系统大量应用在自动控制、工业设备和家用电器当中。当前应用的产品常以嵌入式处理器的形式出现,常用的如PDA、交换机、路由器等。嵌入式的广泛应用大大提高了人们的生活水平。位置敏感探测器(Position Sensible Detector)是一种基于半导体PN结横向光电效应的光电器件。它具有分辨率高、响应速度快、信号处理电路相对简单等优点。我们经常将PSD应用在与位置、距离、位移、角度的微小测量有关的场合。本文选用了一维PSD作为系统的探测器,结合嵌入式技术,将PSD应用于微小位移测量,实现了对微小位移的检测。 本研究以PSD、ARM、PC机为核心完成了对位移测量系统的设计。以PSD为核心实现了对信号的转换,利用PSD结合光学三角测量法将位移信号转换成电压信号,然后对电压信号进行放大、滤波等处理之后交由A/D器件进行模数转换。以ARM为核心,主要实现了对数据的处理,存储和通信等功能。将取得的数字量信号通过特定的软件程序编程得到位移信号。以PC机为核心,利用VB6.0实现了对实验数据的显示。PC根据得到的值与设定值进行比较,根据这个差值我们可以对系统进行进一步的完善。分析了位移传感器技术、微处理器ARM和嵌入式操作系统的特点、优势和国内外的研究现状;而后介绍了微小位移测量系统的总体功能、系统的总体硬件框架;叙述了位置敏感探测器PSD的原理和结构,介绍了将PSD应用于位移测量的设计过程;在ARM最小系统的硬件平台下,结合PSD实现了整个系统的硬件设计;软件设计上,以uClinux操作系统作为软件平台,利用内核裁剪技术,移植了BOOTLOADER,设计了Linux驱动程序和应用程序;最后在系统进行调试的时候,对系统进行了必要的改进,主要是设计了相应的非线性补偿电路,利用MATLAB对实验数据进行了拟合与分析。通过实验数据表明,基于ARM和PSD的微小位移测量系统具有精度高,响应速度快,并且成本低等优点。
上传时间: 2013-04-24
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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
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嵌入式系统发展到今天,应用越来越复杂,功能越来越强大,这就使得我们在嵌入式开发中必须加入对操作系统的支持,由此,产生了Bootloader的应用。作为嵌入式系统中的启动模块,Bootloader的作用就是引导和加载操作系统内核镜像。Bootloader的设计与移植工作已经成为嵌入式系统开发中的重要环节。 在实际的嵌入式系统开发项目中,人们经常选择移植通用Bootloader,例如U-Boot到自己的目标板。U-Boot虽然支持多种嵌入式操作系统和处理器架构,功能设置高度灵活,设备驱动丰富,但U-Boot代码组织结构过于庞大,启动流程机理和文件间的依赖关系复杂,这使得采用U-Boot进行Bootloader的开发往往会不得要领;另一方面,嵌入式系统是资源受限的,为了更好的适应市场,嵌入式产品的开发极其重视成本。以U-Boot-1.1.4来说,其源代码大小就有38.4M,移植后生成的可执行bin文件一般也要500K以上,这对于宝贵的Flash资源来说无疑是种浪费。 论文以ARM内核处理器应用为切入点,设计了一种小型ARMBootloader-MicroBootloader。在理论上,通过对Bootloader的分析,总结了其主要功能、启动过程,提出了Bootloader设计的典型框架,并按照这一典型框架对MicroBootloader进行了总体设计。在实现上,采用模块化设计原则组织源文件,使得整个MicroBootloader组织结构清晰简洁,便于维护与扩展,方便针对不同硬件平台的移植进行修改。 论文的创新点在于做到了代码量大小与功能的平衡。整个文件组织只有37个文件,代码总计为208K,生成的可执行bin文件仅35K。通过实验验证,MicroBootloader完全能够完成Bootloader的基本功能,其扩展功能也能实现下载操作系统镜像,并让其在目标板上成功运行,具有一定的现实意义和后续应用开发价值。
标签: Bootloader ARM 内核
上传时间: 2013-04-24
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本文是在基于ARM+FPGA 的硬件平台上进行嵌入式运动控制系统的设计,ARM实现应用管理,FPGA 实现插补运算,发出脉冲到伺服驱动系统,形成运动指令控制伺服电机运 转等。文中对FPG
标签: FPGA Control Design Motion
上传时间: 2013-04-24
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随着社会的不断进步,人们的生活与银行的关系越来越密切,在银行办理业务占去了人们很大一部分时间,据日常生活经验,在银行办理业务的人均排队时间达到了两个小时,这种等待大大的影响了人们的生活质量。为了解决这个问题,本文设计了一种具有操作方便、价格低廉等特性的银行缴费系统,该系统以当前强大的网络系统为基础,能够让用户足不出户就可以向银行缴纳水、电、燃气、电话等费用,极大的方便了人们的生活,具有广泛的应用前景。 本文首先介绍了银行卡缴费系统的硬件设计方案,包括串口、JTAG、以太网、音频、USB、LCD触摸屏等接口电路的设计及各模块之间的关联关系;接着详细介绍了基于单片机的磁卡读卡器的软、硬件工作原理,为其设计了基于串口的驱动程序;然后介绍了触摸屏的工作原理,重点介绍了触摸屏的校正算法。最后介绍了基于MiniGUI的缴费通系统软件的设计,给出了系统的联合调试结果。 本缴费系统使用ARM9内核的2440处理器作为核心处理器,其主要外设有网卡、磁卡读卡器和触摸屏,其中网卡用于系统和网络的连接,提供局域网、电话线、ADSL三种上网方式;读卡器用于读入用户银行卡信息;触摸屏用于人机交互,包括用户输入密码、缴费金额及向用户显示历史缴费信息等功能。软件部分底层采用嵌入式Linux操作系统,使用MiniGUI集成开发环境,通过触摸屏向用户提供友好的人机交互界面。 文章最后针对本课题的研究内容进行了总结,指出不足并对未来发展进行展望。
上传时间: 2013-05-21
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本文介绍了建立抄表系统的必要性以及系统的构成,并着重分析了采集终端和集中器的设计。对相应的抄表软件系统主要功能作了详细的论述。采用此思想设计的抄表系统已经得到实际应用,且收到了很好的效果。关键
上传时间: 2013-06-05
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本文从硬件和软件两方面介绍了MCS-51 单片机温度控制系统的设计思路,对硬件原理图和程序框图作了简捷的描述。关键词:MCS-51 单片机;温度;软硬件;硬件原理图;程序框图;设
上传时间: 2013-04-24
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指令集仿真器是目前嵌入式系统研究中一个极其重要的领域,一个灵活高效且准确度高的仿真器不仅可以实现对嵌入式系统硬件环境的仿真,而且是现代微处理器结构设计过程中性能评估的重要工具. 仿真器的性能已经成为影响整个设计效率的重要因素,在现有的指令集仿真技术中,编译型仿真技术虽然可以获得高的仿真速度,但其对应用的假设过于严格,限制了其在商业领域中的应用;解释型仿真器虽被普遍使用,但其缺点也很明显,由于模拟过程中需要耗费大量时间用于指令译码,解释型模拟器速度往往很有限,使用性能较低。由此可见,如何减少仿真过程中的指令译码时间,是提高仿真器的性能的关键。 本文旨在提出一个指令集仿真器的原型,重点解决指令解码过程中的速度瓶颈,在其基础可以进行扩充和改进,以适应不同硬件平台的需要。文章首先从ARM指令集的指令功能和编码格式入手,通过分析和比较找出了一般常用指令的编码和实现规律,并在此基础上进行了高级语言的描述,其后提出了改进版解释型指令集仿真器的设计方案,包括为提高仿真器性能,减少译码时间,创新性的在流程设计中加入了预解码的步骤,同时用自己设计的压缩算法解决了因预解码产生大量译码信息而带来的内存过度消耗难题。接下来,描述了仿真器的实现,包括指令的取指、译码、执行等基本功能,并着重描述了如何通过划分存储域和存储块的方式模拟真实存储器的读写访问实现。 另外,需要特别指出的是,针对仿真器中普遍存在的调试难问题,本文从一线程序开发人员的角度,在调试模块的设计中除了断点设置、程序暂停、恢复等基本功能外,还添加了各类监视设备和程序跟踪的功能,以期能提高本仿真器的实用性。 在文章的结尾,提出了仿真器的验证方案,并按照该方案对仿真器进行了功能和性能上的验证,最后对进一步的工作进行了展望。
上传时间: 2013-08-02
上传用户:宋桃子
表面粗糙度是机械加工中描述工件表面微观形状重要的参数。在机械零件切削的过程中,刀具或砂轮遗留的刀痕,切屑分离时的塑性变形和机床振动等因素,会使零件的表面形成微小的蜂谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况就叫做表面粗糙度,也称为微观不平度。表面粗糙度的测量是几何测量中的一个重要部分,它对于现代制造业的发展起了重要的推动作用。世界各国竞相进行粗糙度测量仪的研制,随着科学技术的发展,各种各样的粗糙度测量系统也竞相问世。对于粗糙度的测量,随着技术的更新,国家标准也一直在变更。最新执行的国家标准(GB/T6062-2002),规定了粗糙度测量的参数,以及制定了触针式测量粗糙度的仪器标准[1]。 随着新国家标准的执行,许多陈旧的粗糙度测量仪已经无法符合新标准的要求。而且生产工艺的提高使得原有方案的采集精度和采集速度,满足不了现代测量技术的需要。目前,各高校公差实验室及大多数企业的计量部门所使用的计量仪器(如光切显微镜、表面粗糙度检查仪等)只能测量单项参数,而能进行多参数测量的光电仪器价格较贵,一般实验室和计量室难以购置。因此如何利用现有的技术,结含现代测控技术的发展,职制出性能可靠的粗糙度测量仪,能有效地降低实验室测量仪器的成本,具有很好的实用价值和研究意义。 基于上述现状,本文在参考旧的触针式表面粗糙度测量仪技术方案的基础上,提出了一种基于ARM嵌入式系统的粗糙度测量仪的设计。这种测量仪采用了先进的传感器技术,保证了测量的范围和精度;采用了集成的信号调理电路,降低了信号在调制、检波、和放大的过程中的失真;采用了ARM处理器,快速的采集和控制测量仪系统;采用了强大的PC机人机交互功能,快速的计算粗糙度的相关参数和直观的显示粗糙度的特性曲线。 论文主要做了如下工作:首先,论文分析了触针式粗糙度测量仪的发展以及现状;然后,详细叙述了系统的硬件构成和设计,包括传感器的原理和结构分析、信号调理电路的设计、A/D转换电路的设计、微处理器系统电路以及与上位机接口电路的设计。同时,还对系统的数据采集进行了研究,开发了相应的固件程序及接口程序,完成数据采集软件的编写,并且对表面粗糙度参数的算法进行程序的实现。编写了控制应用程序,完成控制界面的设计。最终设计出一套多功能、多参数、高性能、高可靠、操作方便的表面粗糙度测量系统。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:KIM66
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
上传用户:金宜