基于微处理器的数字PID控制器改变了传统模拟PID控制器参数整定不灵活的问题。但是常规微处理器容易在环境恶劣的情况下出现程序跑飞的问题,如果实现PID软算法的微处理器因为强干扰或其他原因而出现故障,会引起输出值的大幅度变化或停止响应。而FPGA的应用可以从本质上解决这个问题。因此,利用FPGA开发技术,实现智能控制器算法的芯片化,使之能够广泛的用于各种场合,具有很大的应用意义。 首先分析FPGA的内部结构特点,总结FPGA设计技术及开发流程,指出实现结构优化设计,降低设计难度,是扩展设计功能、提高芯片性能和产品性价比的关键。控制系统由四个模块组成,主要包括核心控制器模块、输入输出模块以及人机接口。其中控制器部分为系统的关键部件。在分析FPGA设计结构类型和特点的基础上,提出一种基于FPGA改进型并行结构的PID温度控制器设计方法。在PID算法与FPGA的运算器逻辑映像过程中,采用将补码的加法器代替减法器设计,增加整数运算结果的位扩展处理,进行不同数据类型的整数归一化等不同角度的处理方法融合为一体,可以有效地减少逻辑运算部件。应用Ouartus Ⅱ图形输入与Verilog HDL语言相结合设计实现了PID控制器,用Modelsim仿真验证了设计结果的正确性,用Synplify Pro进行电路综合,在Quaitus Ⅱ软件中实现布局布线,最后生成FPGA的编程文件。根据控制系统的要求,论文设计完成了12位模数AD转换器、数据显示器、按键等相关外围接口电路。 将一阶、纯滞后、大惯性电阻炉温作为控制对象,以EP1C3T144 FPGA为核心,构建PID控制系统。在采用Pt100温度传感器、分辨率为2℃、最大温度控制范围0~400℃的条件下,实验结果表明,达到无超调的稳定控制要求,为降低FPGA实现PID控制器的设计难度提供了有效的方法。
上传时间: 2013-06-13
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当今嵌入式技术的发展突飞猛进,嵌入式系统在很多产业中得到广泛应用并逐步改变着这些产业。嵌入式技术的发展同样也影响到了数控技术的发展。论文综述了当前开放式数控系统国内外发展现状,并分析了几种主流开放式数控系统体系结构的优缺点,进而提出了利用ARM处理器和Windows CE操作系统开发一个基于ARM-WinCE嵌入式数控系统的原型系统的想法。 论文论述了如何构建ARM-WinCE数控系统基于S3C2410开发板的硬件平Z口-x和基于Windows CE.Net的软件平台;在ARM微处理器上构建了基于Windows CE的数控操作系统内核,并利用VIVI Boot Loader把定制的映像加载到S3C2410开发板中去。 本文重点针对ARM处理器芯片,利用流接口驱动程序结构实现了蓝牙串口驱动程序的开发,实现了ARM-WinCE数控系统中机床控制器和移动控制器的蓝牙通信;研究了如何利用S3C2410处理器的PWM定时器和Windows CE的中断机制进行数控系统的实时控制。
标签: ARMWindowsCE 嵌入式 数控系统
上传时间: 2013-04-24
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嵌入式系统产品开发现已成为IT产业的主流发展方向之一,在不同应用领域的嵌入式系统产品开发中,都涉及到的一个共性关键技术是:嵌入式系统开发平台的研究与设计。 本文密切结合实际科研项目,采用软、硬件协同设计的研究方法,设计了一套基于ARM微处理器架构的嵌入式系统开发平台,为应用系统的开发者完成了大部分共性的底层设计工作,并针对现代酒店客房管理与控制系统的功能要求,以此平台为基础,开发了一个楼层机控制系统,并成功运用于深圳某国际大酒店的客房控制系统中,验证了本文研发成果的有效性和推广应用价值。 论文首先分析了当前国内外嵌入式系统的研究现状,然后研究了基于S3C44BOX开发板的硬件设计和实现过程,分别给出了电源模块、MCU核心模块、存储器模块、I/O接口模块、通信接口模块、调试以及系统扩展接口等主要模块的设计方法和电气原理图;使用CPLD实现了多功能JTAG调试器,在SDT环境下完成了硬件调试工作;研究了嵌入式操作系统的移植技术,针对VxWorks操作系统下载与应用,开发了适用于S3C44BOX的板级支持包,成功完成了BootRom和VxWorks两种映像的生成和加载;在论文的最后,研究了本平台在酒店客房控制系统中的实际应用方法,设计其作为楼层机的实现方案,讨论了网络通信与控制的工作原理,并给出了主要程序的流程图。
上传时间: 2013-06-02
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基于微处理器的数字PID控制器改变了传统模拟PID控制器参数整定不灵活的问题。但是常规微处理器容易在环境恶劣的情况下出现程序跑飞的问题,如果实现PID软算法的微处理器因为强干扰或其他原因而出现故障,会引起输出值的大幅度变化或停止响应。而FPGA的应用可以从本质上解决这个问题。因此,利用FPGA开发技术,实现智能控制器算法的芯片化,使之能够广泛的用于各种场合,具有很大的应用意义。 首先分析FPGA的内部结构特点,总结FPGA设计技术及开发流程,指出实现结构优化设计,降低设计难度,是扩展设计功能、提高芯片性能和产品性价比的关键。控制系统由四个模块组成,主要包括核心控制器模块、输入输出模块以及人机接口。其中控制器部分为系统的关键部件。在分析FPGA设计结构类型和特点的基础上,提出一种基于FPGA改进型并行结构的PID温度控制器设计方法。在PID算法与FPGA的运算器逻辑映像过程中,采用将补码的加法器代替减法器设计,增加整数运算结果的位扩展处理,进行不同数据类型的整数归一化等不同角度的处理方法融合为一体,可以有效地减少逻辑运算部件。应用Ouartus Ⅱ图形输入与Verilog HDL语言相结合设计实现了PID控制器,用Modelsim仿真验证了设计结果的正确性,用Synplify Pro进行电路综合,在Quaitus Ⅱ软件中实现布局布线,最后生成FPGA的编程文件。根据控制系统的要求,论文设计完成了12位模数AD转换器、数据显示器、按键等相关外围接口电路。 将一阶、纯滞后、大惯性电阻炉温作为控制对象,以EP1C3T144 FPGA为核心,构建PID控制系统。在采用Pt100温度传感器、分辨率为2℃、最大温度控制范围0~400℃的条件下,实验结果表明,达到无超调的稳定控制要求,为降低FPGA实现PID控制器的设计难度提供了有效的方法。
上传时间: 2013-05-24
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RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成开发工具。支持所有ARM 系列核,并与众多第三方实时操作系统及工具商合作简化开发流程。开发工具包含以下组件: ? 完全优化的ISO C/C++编译器 ? C++ 标准模板库 ? 强大的宏编译器 ? 支持代码和数据复杂存储器布局的连接器 ? 可选 GUI调试器 ? 基于命令行的符号调试器(armsd) ? 指令集仿真器 ? 生成无格式二进制工具、Intel 32位和Motorola 32位ROM映像代码
上传时间: 2013-08-02
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·作者:张卫宁 编著 丛书名: 出版社:国防工业出版社 ISBN:9787118027167 出版时间:2002-4-1 版次:1 印次: 页数:280 字数:416000 纸张:胶版纸 包装:平装 开本: 内容提要数字信号处理器(DSPs)是一种实时、高速的实现各种数字信号运算的微处理器。本书详细介绍TMS320C2000系列DSPs的总体结构、CPU、存储器映像、寻址方式、指令系统和片
上传时间: 2013-07-27
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EC 75X 75XL系列单片机应用大全 内容提要: 介绍一些75X系列的模块功能及应用强烈推荐此本书,本书非常详细地讲解单片机原理及应用、单片机应用系统设计与开发基础、单片机应用系统的存储器扩展技术、单片机接口技术、单片机应用程序设计技术、单片机总线扩展技术、低功耗单片机系统设计技术以及各种单片机应用系统知识。不管你是有经验的开发者还是初学者,本书都是您学习单片机、理解单片机、应用单片机的最好老师,希望对学习单片机的人会有所帮助。 第一章 75X系列概要 1.1 75X系列的特点 1.2 75X系列的品种分类 1.3 75X系列各子系列品种之间的区别 1.4 Upd75516的端子功能 第二章 数据结构及寻址方式 2.1数据储存器的分快构成及寻址模式 2.2通用寄存器的分块构成 2.3储存器地址表映像方式 ............. ............. .
上传时间: 2013-11-07
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西门子从PLCSIM V5.4 SP3开始增加了对与PLC之间通讯的仿真能力,但是这种能力仅仅局限于Profibus-S7之间的通讯。 S7通讯是S7系列PLC基于MPI,Profibus,Ethernet网络的一种优化的通讯协议,主要用于S7-400之间,S7-300与S7-40之间的主对主通讯,也非常适合S7 PLC与HMI通讯,例如与操作面板OP/TP以及上位监控软件Wincc的通讯,下面的例子将围绕Profibus网络展开S7的通讯。 每个CPU都有资源限制,如过程映像区的大小,计数器/定时器的个数,同样,通信的资源也有限制,在产品样本中有CPU的链接数量指标,这就是指CPU的通信资源。旧版本的S7-300PLC有动态连接与静态连接的区分,动态连接指通过MPI,PLC与PLC通过调用SFC通信的通信连接,调用SFC时连接建立,停止调用时连接仍然维持,通过调用断开连接的SFC才能释放连接资源;静态连接指与HMI的通信连接,当把OP/TP、Wincc连接到同一CPU时会发生有的OP/TP、Wincc连接不上,这是因为使用的连接数已经超过了CPU的连接资源限制,此外还有一个静态连接资源保留给编程器使用。
上传时间: 2013-10-12
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摘要:阐述VxWorks实时操作系统中板级支持包BSP的概念和作用;研究VxWorks映像的生成和分类,以及系统的启动流程;着重介绍VxWorks操作系统在ARM9芯片AT9lRM9200上的BSP设计。关键词 VxWorks BSP 映像 ARM AT91RM9200
上传时间: 2014-06-07
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at91rm9200启动过程教程 系统上电,检测BMS,选择系统的启动方式,如果BMS为高电平,则系统从片内ROM启动。AT91RM9200的ROM上电后被映射到了0x0和0x100000处,在这两个地址处都可以访问到ROM。由于9200的ROM中固化了一个BOOTLOAER程序。所以PC从0X0处开始执行这个BOOTLOAER(准确的说应该是一级BOOTLOADER)。这个BOOTLOER依次完成以下步骤: 1、PLL SETUP,设置PLLB产生48M时钟频率提供给USB DEVICE。同时DEBUG USART也被初始化为48M的时钟频率; 2、相应模式下的堆栈设置; 3、检测主时钟源(Main oscillator); 4、中断控制器(AIC)的设置; 5、C 变量的初始化; 6、跳到主函数。 完成以上步骤后,我们可以认为BOOT过程结束,接下来的就是LOADER的过程,或者也可以认为是装载二级BOOTLOER。AT91RM9200按照DATAFLASH、EEPROM、连接在外部总线上的8位并行FLASH的顺序依次来找合法的BOOT程序。所谓合法的指的是在这些存储设备的开始地址处连续的存放的32个字节,也就是8条指令必须是跳转指令或者装载PC的指令,其实这样规定就是把这8条指令当作是异常向量表来处理。必须注意的是第6条指令要包含将要装载的映像的大小。关于如何计算和写这条指令可以参考用户手册。一旦合法的映像找到之后,则BOOT程序会把找到的映像搬到SRAM中去,所以映像的大小是非常有限的,不能超过16K-3K的大小。当BOOT程序完成了把合法的映像搬到SRAM的任务以后,接下来就进行存储器的REMAP,经过REMAP之后,SRAM从映设前的0X200000地址处被映设到了0X0地址并且程序从0X0处开始执行。而ROM这时只能在0X100000这个地址处看到了。至此9200就算完成了一种形式的启动过程。如果BOOT程序在以上所列的几种存储设备中找到合法的映像,则自动初始化DEBUG USART口和USB DEVICE口以准备从外部载入映像。对DEBUG口的初始化包括设置参数115200 8 N 1以及运行XMODEM协议。对USB DEVICE进行初始化以及运行DFU协议。现在用户可以从外部(假定为PC平台)载入你的映像了。在PC平台下,以WIN2000为例,你可以用超级终端来完成这个功能,但是还是要注意你的映像的大小不能超过13K。一旦正确从外部装载了映像,接下来的过程就是和前面一样重映设然后执行映像了。我们上面讲了BMS为高电平,AT91RM9200选择从片内的ROM启动的一个过程。如果BMS为低电平,则AT91RM9200会从片外的FLASH启动,这时片外的FLASH的起始地址就是0X0了,接下来的过程和片内启动的过程是一样的,只不过这时就需要自己写启动代码了,至于怎么写,大致的内容和ROM的BOOT差不多,不同的硬件设计可能有不一样的地方,但基本的都是一样的。由于片外FLASH可以设计的大,所以这里编写的BOOTLOADER可以一步到位,也就是说不用像片内启动可能需要BOOT好几级了,目前AT91RM9200上使用较多的bootloer是u-boot,这是一个开放源代码的软件,用户可以自由下载并根据自己的应用配置。总的说来,笔者以为AT91RM9200的启动过程比较简单,ATMEL的服务也不错,不但提供了片内启动的功能,还提供了UBOOT可供下载。笔者写了一个BOOTLODER从片外的FLASHA启动,效果还可以。 uboot结构与使用uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系,包含常见的外设的驱动,是一个功能强大的板极支持包。其代码可以 http://sourceforge.net/projects/u-boot下载 在9200上,为了启动uboot,还有两个boot软件包,分别是loader和boot。分别完成从sram和flash中的一级boot。其源码可以从atmel的官方网站下载。 我们知道,当9200系统上电后,如果bms为高电平,则系统从片内rom启动,这时rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其发送'c',这时我们打开超级终端会看到ccccc...。这说明系统已经启动,同时xmodem协议已经启动,用户可以通过超级终端下载用户的bootloader。作为第一步,我们下载loader.bin.loader.bin将被下载到片内的sram中。这个loder完成的功能主要是初始化时钟,sdram和xmodem协议,为下载和启动uboot做准备。当下载了loader.bin后,超级终端会继续打印:ccccc....。这时我们就可以下在uboot了。uboot将被下载到sdram中的一个地址后并把pc指针调到此处开始执行uboot。接着我们就可以在终端上看到uboot的shell启动了,提示符uboot>,用户可以uboot>help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了对内存、flash、网络、系统启动等一些命令。 如果系统上电时bms为低电平,则系统从片外的flash启动。为了从片外的flash启动uboot,我们必须把boot.bin放到0x0地址出,使得从flash启动后首先执行boot.bin,而要少些boot.bin,就要先完成上面我们讲的那些步骤,首先开始从片内rom启动uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz烧写到flash中的目的,假如我们已经启动了uboot,可以这样操作: uboot>protect off all uboot>erase all uboot>loadb 20000000 uboot>cp.b 20000000 10000000 5fff uboot>loadb 21000000 uboot>cp.b 210000000 10010000 ffff 然后系统复位,就可以看到系统先启动boot,然后解压缩uboot.gz,然后启动uboot。注意,这里uboot必须压缩成.gz文件,否则会出错。 怎么编译这三个源码包呢,首先要建立一个arm的交叉编译环境,关于如何建立,此处不予说明。建立好了以后,分别解压源码包,然后修改Makefile中的编译器项目,正确填写你的编译器的所在路径。 对loader和boot,直接make。对uboot,第一步:make_at91rm9200dk,第二步:make。这样就会在当前目录下分别生成*.bin文件,对于uboot.bin,我们还要压缩成.gz文件。 也许有的人对loader和boot搞不清楚为什么要两个,有什么区别吗?首先有区别,boot主要完成从flash中启动uboot的功能,他要对uboot的压缩文件进行解压,除此之外,他和loader并无大的区别,你可以把boot理解为在loader的基础上加入了解压缩.gz的功能而已。所以这两个并无多大的本质不同,只是他们的使命不同而已。 特别说名的是这三个软件包都是开放源码的,所以用户可以根据自己的系统的情况修改和配置以及裁减,打造属于自己系统的bootloder。
上传时间: 2013-10-27
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