为了对蓄电池的性能进行在线检测和故障诊断,介绍了用以提供检测蓄电池的交流恒流源的设计思想和实现方法。通过实验进行了实例应用和验证,取得了较好的效果,为蓄电池的在线检测提供了一种实用的方法。关键
上传时间: 2013-06-05
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目前国内的大多数通用直流电参数测量设备,精度等级一般为0.5级或0,2级,精度更高的测量仪表(校表)一般为0.1~0.05级。而数字仪表使用的CPU大多数仍采用8位或16位单片机,由于其处理速度慢,不易实现更多的功能。软件上还是采用汇编语言编程,流程上沿用传统的线性程序,不便于软件的升级和维护。而国外高精度的测量设备往往价格很高。为了更好地满足计算过程中准确性、精确性、快速性以及日后客户对仪表功能上的升级要求,克服目前国内现行的直流电参数测量仪器存在的局限,同时获得更高的性价比,本文在充分分析和吸收当前国内外数字仪表的先进技术和经验后,研制了一种基于32位ARM和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的智能直流校验表,精度已达到了0.05级,该仪器是目前国内直流电参数测量的最高性能仪器之一,可广泛用于实验室、计量院所、电力系统等部门作为0.1级、0.05级直流电压、电流测量标准或现场检测。 本文首先对直流表的各种测量功能和精度要求进行了分析,提出了仪器的总体框架和满足测量精度要求的措施。本装置硬件上采用ARM结构,以恩智浦公司的ARM微控制器(LPC2134)为控制核心,实现测量、校准、通信和显示功能。软件上则基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行了仪表的总体程序设计。 在介绍了对直流表硬件电路的设计及驱动程序的编写后,再简单阐述了μC/OS-Ⅱ的一些基本概念和在ARM微控制器(LPC2134)上的移植,并详细介绍了基于μC/OS-Ⅱ平台应用程序的任务划分,在设计了全部程序后,探讨了误差的分类和产生原因,并对实验结果进行了分析。
上传时间: 2013-06-25
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在现代电网中,随着超高压、大容量、远距离输电线路的不断增多,对电力系统的安全稳定运行提出了更高、更严格的要求。距离保护作为线路保护的基本组成部分,其工作特性对电力系统的安全稳定运行有着直接和重要的影响。为了适应现代超高压电网稳定运行的要求,微机保护装置在硬件和软件上都提出了越来越高的要求。 高速数字信号处理芯片(DSP)技术的发展,为开发一种速度快、处理能力强的微机保护系统奠定了基础。在这样的背景下,我们采用DSP芯片和ARM处理器,设计了一个并列式双处理器微机保护系统。该系统采用一个DSP芯片负责控制数据采集、采样数据处理,实现保护功能。ARM微处理器承担人机接口管理,通过串行通信方式实现与DSP端口之间的数据通信,丰富的通讯接口,使得与上位机的通讯、下载程序定值灵活方便。新的微机保护装置不断推出,投入运行的微机保护装置不允许用来进行试验、培训,该装置还可作为试验教学系统,供学生学习认识微机保护装置的内部结构,并可自行设计保护算法、编制程序,通过上位机下载到实验装置,完成相应保护功能的测试。 本文实现了微机保护方案的整体软硬件设计,内容包括DSP2812微处理器芯片,ARM7微处理器LPC2220芯片,开关量输入/输出电路、数据采集电路、通讯和网络接口电路、人机界面的显示板电路,文中对各部分电路的功能、特点以及器件的选择、引脚连接进行了详细介绍。系统采用模块化设计,采用双CPU并行处理模式,针对基于LPC2220微处理器的监控管理系统,完成了最小系统设计,详细完成了启动电路的设计。 本文初步设计了人机操作界面,给出了软件设计的流程图,将实时操作系统μC/OS-Ⅱ与模块化硬件设计相结合,共同构成一个可以重复利用的软硬件数字系统平台,除了可以最大限度地提高开发的效率、减少资源的浪费外,还可以通过长期对于该平台的研究,逐步优化平台软硬件资源,提高其性能,并满足日益复杂的应用需求。
上传时间: 2013-04-24
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信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证。而视频通信则成为多媒体业务的核心。如何在环境恶劣的无线环境中,实时传输高质量的视频面临着巨大的挑战,因此这也成为人们的研究热点。 对于无线移动信道来说,网络的可用带宽是有限的。由于多径、衰落、时延扩展、噪声影响和信道干扰等原因,无线移动通信不仅具有带宽波动的特点,而且信道误码率高,经常会出现连续的、突发性的传输错误。无线信道可用带宽与传输速率的时变特性,使得传输的可靠性大为降低。 视频播放具有严格的实时性要求,这就要求网络为视频的传输提供足够的带宽.有保障的延时和误码率。为了获得可接受的重建视频质量,视频传输至少需要28Kbps左右的带宽。而且视频传输对时延非常敏感。然而无线移动网络却无法提供可靠的服务质量。 基于无线视频通信面临的挑战,本文在对新一代视频编码国际标准H.264/AVC研究的基础上,主要在提高其编码效率和H.264的无线传输抗误码性能,以及如何在嵌入式环境下实现H.264解码器进行了研究。 结合低码率和帧内刷新,提出一种针对感兴趣区的可变帧内刷新方法。实验表明该方法可以使用较少的码率对感兴趣区域进行更好的错误控制,以提高区域图像质量,同时能根据感兴趣区及信道的状况自动调整宏块刷新数量,充分利用有限的码率。 为了有效的平衡编码效率和抗误码能力的之间的矛盾,笔者提出了一种自适应FMO(Flexible Macroblock Order)编码方法,可根据图像的复杂度自适应地选择编码所需的FMO模式。仿真结果表明这种FMO编码方式完全可行,且在运动复杂度频繁变化时效果更加明显,完全可应用在环境恶劣的无线信道中。 在对嵌入式PXA270硬件结构和X264研究的基础上,基本实现了基于H.264的嵌入式解码,在PXA270基础上进行环境的配置,定制WirtCE操作系统,并编译、产生开发所用的SDK和下载内核到目标机。利用开发工具EVC实现在PC机上的实时开发和在线仿真调试,最终实现了对无差错H.264码流实时解码。
上传时间: 2013-06-18
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目前在各行各业中应用种类繁多的测量仪器随着仪器性能指标要求的逐渐提升以及功能的不断拓展,对仪器控制系统的实时性和集成化程度等性能的要求也越来越高。目前发展的趋势是开放式、集成度向芯片级靠拢的高实时性仪器。针对目前传统的系统设计存在着功能简单、速度慢、实时性差、对数据的再加工处理能力极为有限等问题,本文根据课题需要提出了一种基于ARM+FPGA架构的高速实时数据采集嵌入式系统方案,应用在小功率半导体测量仪器上。方案采用三星S3C2410的ARM处理器进行管理控制,处理数据,界面显示;Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用来进行高速数据采集,提高了系统的实时性和集成化程度。 本文首先给出了ARM+FPGA架构的总体设计。硬件方面,简要讨论了ARM处理器的特点和优势,FPGA在高速采集和并行性上的优势,给出了硬件的总体结构和主要部件及相关接口。软件方面,研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系统的构建和BootLoader的启动以及内核和根文件系统的结构,构建了嵌入式Linux系统包括建立交叉开发环境,修改移植BootLoader和裁减移植Linux内核,并且根据课题实际需要精简建立了根文件系统。 为了满足测量仪器的实时性,设计了ARM与FPGA的高速数据采集接口。进行了FPGA内部与ARM接口相关部分的硬件电路设计;通过分析ARM与FPGA内部时序的差异,针对ARM与FPGA内部FIFO时序不匹配的问题,解决了测量仪器中高速数据采集与处理速度不匹配的问题。接着,通过研究Linux设备驱动基本原理和驱动程序的开发过程,设计了Linux下的FPGA数据采集接口驱动程序,并且实现了中断传输。使得FPGA芯片通过高效可靠的驱动程序可以很好的与ARM进行通讯。 最后为了方便用户操作,进行了人机交互系统的设计。为了降低成本和提高实用性利用FPGA芯片剩余的资源实现了对PS/2键盘鼠标接口的控制,应用到系统中,大大提高了人机交互能力;通过比较分析目前比较流行的几种嵌入式GUI图形设计工具的优缺点,结合课题的实际情况选择了MiniGUI作为课题图形界面的开发。根据具体要求设计了适合测量仪器方面上使用的人机交互界面,并且移植到了ARM平台上,给测量仪器的使用提供了更好的交互操作。 本课题完成了嵌入式Linux开发环境的建立,针对课题实际硬件电路设计修改移植了bootloader,裁减移植了内核以及根文件系统的建立;设计了FPGA内部硬件电路,解决了接口中ARM与FPGA时序不匹配的问题,实现了ARM与FPGA之间的高速数据采集;设计了高速采集接口在嵌入式Linux下的驱动程序以及中断传输和应用程序;合理设计了适合测量仪器使用的人机交互界面,并巧妙设计了PS/2键盘鼠标接口,进一步提高了交互操作。
上传时间: 2013-06-21
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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
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射频识别技术(RFID,RadioFrequencyIdentification)是目前自动识别技术发展的趋势所在,更被誉为21世纪最重要的十大技术之一。当成本这一始终阻碍RFID得到全面发展的问题在全球各国政府政策的支持下得到解决后,RFID得到了前所未有的广泛发展和应用。在条形码逐步被RFID标签取代的今天,作为RFID系统核心组成部分的RFID阅读器,有着极其广泛的技术开发空间和市场前景。如何根据应用的需要,设计出性能良好、使用方便并且具有相当通用性的RFID阅读器产品,是众多企业和单位在应用中会遇到的课题。 本文首先简单介绍了RFID基本原理和RFID阅读器系统结构,然后结合工程项目的要求,介绍了一个基于ARM嵌入式平台的便携式RFID阅读器的设计实现的实例。在设计和实现过程中,首先进行了系统需求和特点的分析,结合系统便携化和功能复杂性方面的特点以及ARM嵌入式系统的优势制定了系统方案并进行了功能模块划分。然后在此基础上设计了各模块的硬件电路,编写了相应的驱动和测试程序。并且利用这些驱动和测试代码在ADS环境下通过JTAG接口对电路进行了调试和功能验证。接着采用802.11b/g方案对阅读器进行了无线组网的设计。此后在硬件系统的基础上,简述了Linux嵌入式操作系统下阅读器软件的开发。文章最后还介绍了将所设计实现的样机投入实际应用环境下的测试情况,详细描述了测试的内容、方法和结果。 文章试图通过对一个阅读器开发实例的详细介绍,提出一套完整的阅读器设计思路和流程,为学习和开发人员提供帮助。
上传时间: 2013-04-24
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水泵效率是反映水泵经济性能和综合性技术指标的参数。随着我国节能减排工作的深入开展,用泵企业要求准确、经常性地测试水泵的效率值,掌握设备的能源利用率和设备自身状况,评估设备运行经济状况的合理程度。目前,国内水泵效率检测仪器的测量精度低、实时性和可靠性较差,现场可操作性差,人机界面不够友好。 本课题是利用ARM嵌入式系统来实现水泵效率检测仪器的研制,旨在开发一种操作简单、便于携带又能满足指导经济运行精度要求的泵效测量装置,将计算机技术、传感器技术、数据采集处理技术、嵌入式系统技术相结合,实现水泵效率检测的同时,也实现了水泵各项主要参数的测试、数据保存、传输及曲线拟合等功能。研究了数据采集与处理、曲线拟合、数据库开发、通信等实现中的重点、难点问题,并采取了有效的硬件和软件抗干扰措施,确保了系统的稳定性和可靠性。 本文以模块化和结构化的思想搭建了基于ARM9的硬件平台,设计了专用模拟电路,研究了嵌入式操作系统WinCE4.2的移植,利用Platform Builder进行了操作系统内核的定制和编译,分析了WinCE4.2 Bootloader的工作原理和架构,根据系统的功能需要和硬件资源分配、设计了设备的Bootloader。 应用层开发使用embedded Visual C++4.0开发工具,集成IDE环境,快速的开发Windows CE应用程序。主要内容包括:开发友好的人机界面、实现仪器的基本功能、显示水泵机组的性能参数、绘制水泵性能曲线并显示和构建水泵性能数据库、实现通信。 在样机试制完成后,对多台水泵进行了试验,试验结果证明本检测仪器具有稳定可靠、测试精度和自动化程度高、管理维护方便的特点,具有较好的技术经济性能。
上传时间: 2013-06-02
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随着Internet和计算机技术的飞速发展,嵌入式系统呈现巨大的市场需求,成为当今IT产业的焦点之一,其应用领域涉及通信、自动化、信息家电、军事等各个方面。但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能提出了更高的要求。基于32位RISC处理器的嵌入式技术更能满足嵌入式设备的网络功能需求。 网络的不断发展给人们的生活和工作提供了越来越多的便利,家庭网络、办公网络、实验室等小型局域网越来越多,而且随着信息社会的不断发展,各种智能设备都有接入网络的需求。本文就是基于设计一种具有较高性价比的小型路由器来满足小型办公场所或家庭中多台设备上网这样一个思路而提出的。 ARM(Advanced RISC Machines)系列32位RISC微处理器,具有许多优异性能,已成为移动通信、手持设备等嵌入式应用领域市场占有率最高的嵌入式CPU。Linux是一种开放源码的操作系统,可应用十多种硬件平台,具有对网络的良好支持、高度模块化和微内核等优点非常适合做嵌入式操作系统。 本文具体工作归纳如下:介绍了嵌入式系统的概念和课题背景,包括嵌入式系统组成、特点及其发展;阐述了嵌入式Linux的开发优势和ARM922T内核开发板的架构及其特点;在构建的ARM硬件平台上成功进行了boot loader和嵌入式Linux操作系统的移植;在嵌入式系统开发平台上,构建了路由器,初步实现了IP地址共享、防火墙、web服务器,代理服务等基本功能。
上传时间: 2013-06-24
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本书首版于1962年,目前已是第六版。得益于作者长期教学经验的积累,本书已被国外许多著名大学选为电子、电力工程领域入门课程的教材。作者从3个最基本的科学定律(欧姆定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律)推导出了电路分析中常用的分析方法及分析工具。书中首先介绍电路的基本参量以及电路的基本概念,然后结合基尔霍夫电压和电流定律,介绍节点和网孔分析法以及叠加定理、电源变换等常用电路分析方法,并将运算放大器作为电路元件加以介绍;交流电路的分析开始于电容、电感的时域电路特性,然后分析RLC电路的正弦稳态响应,并介绍交流电路的功率分析方法,接着还对多相电路、磁耦合电路的性能分析进行了介绍;为了使读者更深入了解电路的频域特性,本书还介绍了复频率、拉普拉斯变换和s域分析、频率响应、傅里叶分析、二端口网络等内容。作者注重将理论和实践相结合,很多例题、练习、章后习题还是正文中的应用实例都取自于业界的典型应用,这也是本书的一大特色。 本书可作为信息电子类、电气工程类、计算机类和应用物理类本科生的双语教学用书,也可作为从事电子技术、电气工程、通信工程领域工作的工程技术人员的参考书
上传时间: 2013-05-27
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