传统的数控系统采用的大多是专用的封闭式结构,它能提供给用户的选择有限,用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己的特殊要求;各种厂商提供给用户的操作方式各不相同,用户在培训人员、设备维护等方面要投入大量的时间和资金。这些问题严重阻碍了CNC制造商、系统集成者和用户采用快速而有创造性的方法解决当今制造环境中数控加工和系统集成中的问题。随着电子技术和计算机技术的高速发展,数控技术正朝向柔性化、智能化和网络化的方向发展。针对数控系统已存在的问题和未来发展的趋势,本文致力于建立一个适合现场加工特征的开放结构数控平台,使系统具备软硬件可重构的柔性特征,同时把监控诊断和网络模块融入数控系统的框架体系之内,满足智能化和网络化的要求。 本文在深入研究嵌入式系统技术的基础上,引入可重构的设计方法,选择具体的硬件平台和软件平台进行嵌入式可重构数控系统平台的研发。硬件结构以MOTOROLA的高性能32位嵌入式处理器MC68F375和ALTERA的现场可编程门阵列(FPGA)芯片为核心,配以系统所需的外围模块;软件系统以性能卓越的VxWorks嵌入式实时操作系统为核心,开发所需要的应用软件,将VxWorks嵌入式实时操作系统扩展为一个完整、实用的嵌入式数控系统。该系统不仅具有可靠性高、稳定性好、功能强的优点,而且具有良好的可移植性和软硬件可裁减性,便于根据实际需求进行功能的扩展和重构。 本论文的主要研究工作如下: (1)深入研究了以高性能微处理器MC68F375为核心的主控制板的硬件电路设计,以及存储、采集、通讯和网络等模块的设计。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重构设计方法,设计出基于FPGA的电机运动控制、机床IO控制、键盘阵列和液晶显示控制等接口模块电路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式实时操作系统在硬件平台上的移植和任务调度原理,合理分配控制系统的管理任务,开发系统的底层驱动程序和应用程序。 最后,本文总结了系统的开发工作,并对嵌入式可重构数控系统的进一步研究提出了自己的一些想法,以指引后续研究工作。
上传时间: 2013-04-24
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图像采集和处理技术在机器视觉和图像分析等诸多领域应用十分广泛,大部分情况下,采集卡只需将前端相机捕获的图像信息正确地传回计算机即可。但是在要求较高的应用场合需要采集卡能准确控制外部光源和相机,完成图像采集,预处理,数据传输。只有这样,用户才可以根据不同的兴趣和需求对特定的某些图像进行采集、传输以及处理,以达到某种分析目的。 本文根据国家985二期项目“三维粒子图像测速系统”的图像采集与处理需要,设计开发了一款以FPGA为核心控制芯片的嵌入式图像采集卡。采集卡以FPGA为逻辑和算法实现的核心器件,不仅实现了传统意义上的图像采集,而且实现了CCD相机控制和激光器同步曝光功能,打破了以往单纯靠增加硬件设备实现同步控制的方法,简化了系统硬件结构并节约系统成本。此外,在系统中嵌入了图像增强算法和采用PCI接口与计算机连接满足了高速采集的要求。同时,采用市场上广泛应用的Camera Link作为采集卡的图像输入接口,提高了系统的通用性、传输速率和抗干扰能力,简化图像获取设备和模拟摄像头之间需要视频解码等连接。具有嵌入式处理功能,光源同步和相机控制的采集卡将使机器视觉系统,图像测速等诸多领域的图像采集应用变得更为便捷。 论文首先对图像采集卡系统的组成、整体方案和可行性进行了论证。然后给出了图像采集卡的硬件设计。在此部分结合整体设计方案,讨论芯片的选型问题。根据所选芯片的本身特点,分模块地对图像采集卡的硬件设计原理进行了详细的阐述。接下来是图像采集卡的软件设计部分。用VHDL和原理图结合的方法对FPGA进行编程,实现了图像采集系统的各个功能模块。根据图像采集系统的要求用DriverWorks软件设计了图像采集卡的WDM底层驱动程序和上层应用程序。最后是用FPGA实现了带修改参数的硬件嵌入式图像处理算法——图像增强。论文中使用QUARTUS软件嵌入的逻辑分析仪SignalTap对FPGA设计的模块进行了硬件调试,给出了调试的时序图和调试结果,经测试分析该采集卡满足“三维粒子图像测速系统”的要求,达到了预期目标。
上传时间: 2013-04-24
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引言随着互联网的出现和以太网的迅速发展,基于以太网的设备控制越来越多,发展也越来越快,目前,以太网(Ethernet)已经广泛地应用于各种计算机网络,通过以太网及TCP/IP协议栈可以使不同的网络设备实现互联、交换数据。用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案,传统的多器件以太网连接方案是通过MCU扩展以太网控制器来实现的,必要时还需要扩展外部RAM和ROM。虽然这种方案应用起来不是很困难,但所用外部元件数量较多,系统开销较大,稳定性不高。为了解决传统方案的不足,本文讨论以集成以太网MAC层和物理层的16位单片机MC9S12NE64来实现单器件以太网连接。与多器件方案相比,单器件连接方案具有所用外部元件少、系统开销小、稳定性高、设计时间短等一系列优点。关键词:单片机,以太网,嵌入式系统,单器件,内核,计算机网络,TCP/IP协议
上传时间: 2013-10-22
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摘要:采用C51单片机作为三值光计算机编码器的控制核心,实现了可以长时间稳定工作的三值光计算机编码器模型。C5l单片机主要完成了与上位机通信和控制液晶单元工作的功能。文中从硬件和软件两个方面对使用的单片机系统进行了详细讨论,着重介绍了单片机系统中硬件的设计、实现方法和软件流程及核心程序段。实验结果表明该系统性能稳定可靠,目前已在360位的三值逻辑光学处理器模拟机中使用。关键词:嵌入式系统;单片机控制系统;三值光计算机;编码器
上传时间: 2013-12-02
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综述从问世,到协议规范2.0版本,USB(通用串行总线,简写为USB)在不断自我完善,并走向成熟。从普通计算机用户,计算机工程师,到硬件芯片生产厂商,都已经完全认可了USB。厂商对于USB的硬件和软件支持的也越来越完备,现在开发一个USB外设产品,所需要投入的成本和时间大大降低了,几年前是没有办法做到这一点的。但是,随着USB应用领域的逐渐扩大,人们对于USB的期望也越来越高,希望USB能应用在各种计算机领域中,尤其是在移动通讯领域中,希望能通过PDA等移动设备来直接和USB外设通信,使得USB能应用在没有PC的领域中。 非PC应用领域?这正是USB一个致命的弱点。USB的拓扑结构中居于核心地位的是Host(也称为主机),任何一次USB的数据传输都必须由Host来发起和控制,所有的USB外设都只能和Host建立连接,任何两个外设之间或是两个Host之间无法直接通信。而目前,大量的扮演Host角色的是个人电脑PC。因此,“如何将USB应用到嵌入式领域?如何实现USB点对点的通讯?”等问题,开始进入了USB开发者的讨论议程。正是在这种新的需求之下,USBHost的嵌入式应用成了USB领域新的兴奋点。 本项目也就是在嵌入式USBHost技术即将起步发展的背景之下产生的。 传统意义的USB开发,仅仅是对USB外设的开发,USB底层驱动程序和USB主控制器驱动程序都由Windows等操作系统提供,有关这些驱动程序的细节过程都蒙着一层神秘的面纱。所以,要设计USBHost,就须设计这两部分驱动程序,Windows源码不公开,这些细节资料就无从得到。
上传时间: 2013-11-12
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本文开发出一套小型计算机数控系统。在硬件上,由上位机和下位机两部分构成。上位机采用PC机或工控机,主要实现与用户交互.,完成数据处理。下位机采用MCS-51单片机系统,主要实现通讯及强实时信号的处理。下位机控制软件使用了嵌入式实时操作系统μC/OS-II进行开放式数控系统的开发。软件设计部分,上位机采用Visual Basic为开发工具,下位机采用C51、51汇编。
上传时间: 2014-08-14
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基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计 随着计算机的发展,计算机已广泛应用于各行各业。而且,今后这些应用必将更加深入,更加普遍。在以往人们常根据计算机的性能和规模将它们分为微型、小型、中型、大型及巨型计算机,这种分类方法沿用至今。
上传时间: 2014-12-27
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嵌入式系统(Embedded System)是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件是可裁剪的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统最典型的特点是与人们的日常生活紧密相关,任何一个普通人都可能拥有各类形形色色运用了嵌入式技术的电子产品,小到MP3、PDA等微型数字化设备,大到信息家电、智能电器、车载GIS。 虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的,但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了,从上个世纪70年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用,嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程,大致经历了以下四个阶段:
标签: Windows_CE 嵌入式系统
上传时间: 2014-12-29
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今天,嵌入式系统几乎遍布在人类社会的每个角落。嵌 入式系统可以简单定义为属于大型系统或机器一部分的 一种专用计算机系统,其目的是为该系统或机器提供监 测和控制服务。典型的嵌入式系统在开机时会开始运行 某些专用应用,直到关闭时才会停止。当前设计和生产 的几乎每个电子设备都是嵌入式系统。
上传时间: 2013-10-11
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Fastwel是一款基于AMD Geode LX800(500MHz)处理器的单板计算机,PC\104支持PCI(32位和16位ISA)。支持Linux,嵌入式Windows XP,QNX。CPB905的所有组件,包括CPU和板载内存均使用焊接从而提供高抗振性。并有一组丰富的接口:2个快速以太网端口,7个COM端口,4个USB2.0端口,支持视频输出(CRT,TFT,LVDS),分辨率高达1920×1440像素。
上传时间: 2013-11-12
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