随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。本文用嵌入式系统构建了一个电力机车主变压器故障诊断试验平台。 在电力机车主变压器综合测试及故障诊断领域中,我国几个大型的电力机车厂的变压器测试依然采用人工读数,而这种方法的特点是:效率比较低,数据存在误差等。因此非常有必要采用自动测试系统,而如果用工控机作为控制中心来进行测试,成本将比较高,因此,本文采用基于ARM的嵌入式系统作为控制中心来进行测试。这样系统的成本更低,操作更方便,数据更准确。 本文详细地介绍了基于ARM微处理器ST2410及Linux操作系统的电力机车主变压器综合测试及故障诊断系统的开发与实现过程。主要有三部分:硬件平台设计与实现部分;软件平台设计部分;应用程序的开发等3部分。 本论文的研究主要是基于ARM-linux的平台。它的内核模块采用了ARM920T核的S3C2410,外部有SDRAM、FLASH、串口、网卡、鼠标、键盘、LCD等,同时还提供有扩展插槽,该平台主要面向高性能的电力、工业控制等,适用于网络的研究;本文探讨嵌入式软件开发模式,宿主机与目标机,交叉编译环境的搭建,Linux内核和外设驱动的移植,以及图形用户界面QT和应用程序开发移植等;另外,在该平台开发了应用程序,具体包括串口通信,网络通信,数据库编程等。
上传时间: 2013-07-10
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现在,下一代嵌入式微处理器和软件面临着不断减小的产品寿命。而由此产生的缩短的研发周期则要求设计者能够在更短的时间内开发出更为复杂的处理器和软件。为了解决这个问题,嵌入式系统的仿真逐渐成为在新的可编程结构的开发中必不可少的工具。对于嵌入式系统仿真核心的指令集仿真器,由于普遍使用的解释型仿真器的性能较低,从十几年前开始,人们就开始了对编译型指令集仿真器的研究。但是,由于编译技术的限制,它从来没有能够在商业产品中推广。 ARM公司06年新推出的Cortex-M3系列芯片已经广泛应用在无线传感器网络等领域。本文将针对基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统设计出一个仿真平台,以ARM Cortex-M3 所采用最新的Thumb-2 指令集作为目标指令集,设计了其仿真器,给出了一种优化的解释型指令仿真机。 1.首先介绍了Thumb-2 指令集的编程模型,包括目标指令集支持的处理器的模式、寄存器和存储器的组织。 2.其次建立了仿真平台。在平台的建立过程中,设计了结合编译技术速度和解释技术灵活性的仿真机;完成了Thumb-2 指令集体系结构的描述;实现了存储器接口,从而可以满足目标指令集对存储器的访问要求;介绍了ELF 文件格式,并设计了将ELF 文件中的指令和数据装入存储器的装载程序。 3.最后以一个基于ARM Cortex-M3 处理器的机器小车嵌入式系统为例,对仿真平台进行功能上的验证。
上传时间: 2013-07-19
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语音通信是人类通信的重要组成部分,伴随着数字通信技术和计算机技术的发展,特别是Internet的出现,基于因特网的数字语音通信技术得了到迅速的发展。由于设备、环境、人为操作等因素的影响,网络上传输的语音信号可能出现忽大忽小的情况,为了得到较好的语音信号输出效果,需要在接收端对语音信号进行处理。针对以上情况,本文研究并实现了基于ARM的网络语音AGC系统。 本文结合嵌入式系统和AGC技术的发展,设计实现了一个基于ARM的网络语音AGC系统。本文首先对AGC算法进行了深入研究,在对LMS算法进行研究的基础上提出了一种基于LMS的数字语音AGC算法,通过Matlab软件对算法进行了仿真;设计了一个由AT91RM9200微处理器、网络控制器、音频芯片构成的嵌入式AGC处理终端硬件平台,构建了嵌入式Linux操作系统,并在此基础上设计实现了网络语音AGC系统的下位机终端。该终端主要实现了用基于LMS的数字语音AGC算法实时地处理从网络上传过来的忽大忽小的数字语音信号,取得良好的语音信号输出,并且稳定性可靠;设计实现了上位PC机程序,上位机实现了通过网络将数字语音信号实时地传送到嵌入式终端的功能。 本设计采用高性能微处理器,配合嵌入式Linux强大支持功能的实现方案,具有高性能、低成本、小型化、实时性强等诸多优点。相比传统的实现架构,该设计具有更好的灵活性和操作性,性价比更高,功能更强大,同时可扩展性和可移植性也更好,具有一定的技术先进性和广泛的应用前景。
上传时间: 2013-06-11
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电液控制作为液压控制的一个新分支,因为其本身的特点正得到越来越广泛的应用。电液控制系统的发展对电液控制技术提出了更高的要求,这必将促进电液控制技术的发展。本文在教研室多年电液控制经验的基础上,提出开发通用型电液系统数字控制器。 通过对电液控制技术的研究,了解电液系统的一般构成,结合多个具体实例,本文提出数字式电液控制器概念,以ARM微处理器为硬件核心,采用多种智能控制算法解决电液系统闭环控制问题。 数字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微处理器LPC2292为硬件核心,配有高速AD、DA转换器。硬件设计注重通用性,具有多种输入、输出通道,可以采集和输出多种、多个模拟量信号和数字量信。具有多种通信接口,可以实现近距离监控或者远距离操控。人机交互通道丰富,具有报警、状态指示、参数显示等功能。采用光电隔离、独立电源、屏蔽外壳等措施保证控制器具有良好的稳定性、可靠性。软件设计采用UC/OS-II嵌入式操作系统,内部集成多种智能控制算法,保证电液系统闭环控制取得良好的效果。开发模拟试验系统,可以模拟电液系统现场的各种信号和闭环回路,实现实验室调试。采用Visual Basic开发上位机软件,配合控制器完成参数修改、保存,绘制实时监控曲线,控制硬件等功能。 控制器解决了电液系统多样性难题,客服模拟控制的缺点。研发出模糊自整定PID算法,它成功解决了闭环控制过程中设定信号不断变化的难题。经过多次现场调试,目前控制器已经成功应用于国内多家企业的轮胎耐久性试验机和密炼机两种电液系统,在这两种系统中成功取代进口国外模拟控制器,并且控制效果好于国外模拟控制器。关键词:电液系统;ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
上传时间: 2013-05-31
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随着计算机网络的广泛应用以及嵌入式技术、图像技术的不断进步,视频监控领域进入了一个快速发展的时期。基于嵌入式技术的视频监控技术作为一种先进的、廉价的视频监控技术,为视频监控设备的开发提供了一种全新解决方案。近年来,采用无线网络技术的视频监控系统由于其更低廉的价格、更灵活的部署方式受到广大视频监控用户的青睐,逐渐成为视频监控技术的发展方向之一。 运动目标检测算法是一种在视频图像检测中经常使用的算法,主要用来发现视频中的运动物体。在视频监控系统中引入运动目标检测算法可使监控系统具备简单的智能功能,即在有运动物体进入监控区域时才传输视频并录像。常用的运动目标检测算法包括帧间差分法和背景差法等。 论文在融合嵌入式技术、运动目标检测技术的基础上,结合视频监控系统在室内及小型办公场所应用的实际需求,提出了一种基于嵌入式技术的无线智能视频监控系统解决方案。该方案的视频监控端采用三星公司基于ARM体系结构的芯片S3C2440A作为处理器,在使用该处理器的硬件板上构建了嵌入式Linux操作系统作为应用程序开发的平台。在视频监控系统的视频监控端应用程序开发中,论文分析了帧间差分法和背景差法的优缺点,并在此基础上实现了两种算法的融合,完成了在视频采集的同时实现对运动物体的检测。系统的PC视频接收端应用程序使用C#语言编写,程序开发中使用了网络编程技术,在Windows操作系统下实现了视频接收、录像及录像播放功能。 实验结果表明,论文设计圆满地完成了功能要求,对基于嵌入式平台的监控系统设计具有很大的参考价值。
上传时间: 2013-06-11
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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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多媒体正在使我们的生活变得越来越丰富多彩。报纸,相片,CD机,电视,电影已经被PC机很好地整合到了一起,而互联网又使得多媒体资源的交流成为可能。跨越网络时代、信息时代、多媒体时代,后PC时代的到来,呼唤新一代的多媒体系统,它体积更小,功能更全,界面更友好。本系统就是面向这一需求而设计的。 嵌入式多媒体系统除了具有播放音乐,视频,浏览图片,电子书的基本功能外,一些方案还集成了视频录制、数码相机、数码摄像机、FM收音机、卫星定位导航系统、掌上游戏机和移动电视等等各种附加功能以满足不同的市场需求。本课题开发一套具有音频、视频、图片和电子书等功能的嵌入式多媒体系统解决方案,硬件部分以ARM处理器S3C241O为核心,软件部分以Linux操作系统为核心进行开发,系统具有体积小,成本低等特点。 本论文按照硬件、固件、软件三个层面分析了基于ARM Linux的嵌入式多媒体系统的设计和实现。硬件部分分处理器和外围电路两部分进行介绍。固件部分包括引导加载程序vivi的移植,Linux 2.6内核的移植,配置Cramfs根文件系统,Linux设备驱动程序开发。软件部分对Linux应用开发作出了讨论,包括系统的功能模块和软件构架,重点是基于MiniGUI的图形界面设计。在论文的最后,分析了系统的优缺点,以及单片解决方案和多处理器方案的比较,并展望了嵌入式多媒体系统的发展方向。
上传时间: 2013-06-03
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近年来,LED显示系统在信息显示领域得到了广泛的应用,迅速发展成一种电子广告媒体,而且已形成具有相当发展潜力的电子产业。随着北京申办年奥运会的成功,必将进一步推动LED显示屏产业的发展。 就目前的发展趋势来看,LED视频显示系统是一个发展趋势。而目前的LED视频系统必须以PC机为视频源,一对一的联机、同步显示,属于同步显示系统,使用不是很灵活方便。一般用于大型购物广场的户外播放视频广告、电视和电影,还可用于大型体育比赛场所,实时直播赛况。尽管异步显示系统可脱机使用,方便灵活,但不能够播放视频信息。 从商业角度来说,技术先进的不一定就是能在市场上完全能行的通的。随着电子广告市场发展,城市街道的视频广告也必将是一种发展趋势,因为具有动感的彩色视频广告比普通的广告壁纸更能吸引人们眼球,同时也为城市添加一道靓丽的风景。而具有寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远等特点的LED显示系统比较适合此场所的显示要求。针对这一特点,开发一套小型、可脱机播放视频的LED显示系统,具有重要的意义和市场价值,不仅有助于城市电子广告产业的发展,也必将推进小型LED视频系统的研究进程以及在其他领域的广泛应用。 因此,本课题以此作为研究工作的起点。本文在分析LED显示屏工作原理后,针对目前LED异步显示系统存在的缺点,结合LED同步显示系统的主要功能及技术指标,提出解决关键问题的总体技术方案。该系统采用ARM+FPGA的硬件构架,利用ARM处理器可移植操作系统、自带LCD控制器、可实现图形界面系统的特点,将ARM系统作为视频源,FPGA用于显示数据重构、灰度扫描控制的电路设计,有效解决了该系统的关键技术问题。 本文的核心是ARM系统软硬件设计及FPGA逻辑设计两大部分。首先根据系统的总体设计方案实现控制系统硬件平台的设计:然后在此基础上通过对嵌入式Linux内核的移植、LCD驱动程序的开发及Qtopia图形界面系统的实现,完成了ARM系统的软件平台设计;最后重点介绍了FPGA的逻辑设计及仿真分析,并验证了各模块的功能设计的正确性。
上传时间: 2013-06-26
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输电线路巡检机器人是一种用于巡查输电线路故障的自动装置,巡线中采用机器人技术可以减轻作业强度、降低费用、提高巡检质量。 本文采用PHILIPS公司的32位ARM处理器LPC2210为核心设计了巡线机器人运动控制器;采用NS公司的专用电机驱动芯片LMD18245设计了电机驱动部分;应用ProtelDXP设计了控制器及电机驱动电路的原理图及PCB布线;针对机器人工作在架空输电线路上,存在电磁干扰及雨雪天气的影响,设计了控制器的屏蔽封装,保证了控制器的稳定性;控制器电路结构采用了模块化设计,从而使硬件系统具有良好的扩展性。
上传时间: 2013-06-30
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嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适应应用系统,对功能,可靠性,成本,体积,功耗严格要求的专用计算机系统[1]。广泛应用于军事,信息家电,无线通信设备,消费类电子产品,移动计算平台等诸多领域,是当今热门的计算机开发技术。 随着科学技术发展,人们生活水平提高,数字高清电视逐渐普及,在各大卖场,对销售过程中展示设备也随之提出了更高的要求。但据调查,在中国现有的高清播放系统普遍存在价格昂贵,损耗高,寿命短及外部接口少等缺陷,导致无法普及。 针对这一现状,本课题设计了一种以嵌入式处理器ARM系列32位嵌入式EM8623芯片为硬件平台,嵌入式实时操作系统uclinux为系统软件平台的高清播放系统。 ARM(Advanced RISC Machines)既是一种处理器架构,又是公司的名称,该公司主要设计处理器架构,并将其技术授权给其他芯片厂商。该处理器架构具有外型小,性能高等特点,多用于便携式通讯工具,多媒体数字式消费类仪器和嵌入式系统解决方案等领域。本课题在充分考虑系统实用性和开发成本的基础上,采用EM8623芯片为CPU,片外扩展FLASH和SDRAM存储器。 uclinux系统从Linux2.0/2.4内核派生而来,虽然是为了支持没有MMU(虚拟内存管理单元)的处理器而设计,但保留了操作系统的所有特性,为硬件平台更好地运行提供了保证,也降低了软件设计复杂度,提高了系统的实时性和灵活性,缩短了开发周期。 该高清播放系统具有工作时间长,性能稳定等特点,采用面向对象和面向过程综合编程方法,ASM,C,C++多种语言混合编程方式实现,使系统具有很高的健壮性和可扩展性。 基于ARM的高清播放系统在现场运行稳定可靠,达到了预期的效果和实际要求。而且由于该高清播放系统外接接口丰富(包括常见的HDMI,S-Video,VGA,YPbPr,YCbCr),连接使用方便,所以具有很好的市场价值,可广泛应用于电视销售柜台,化妆品展示柜台,联网广告机等领域。
上传时间: 2013-04-24
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