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电子仪器原理

  • ARMFPGA嵌入式系统设计及在测量仪器上的应用.pdf

    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。

    标签: ARMFPGA 嵌入式系统设计 测量仪器

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:01010101

  • 电子密码锁的设计与实现

    电子密码锁的设计与实现一、实验目的 1.进一步掌握键盘扫描和LED显示的程序设计。 2.了解按键消抖的方法。 3.综合运用微机原理的

    标签: 电子密码锁

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cy1109

  • 基于ARM与LINUX的GPS定位终端的研究

    本文主要研究一种在嵌入式系统上的GPS终端的软件设计方法。随着GPS技术在包括道路测控、汽车导航、交通管理、石油勘探、海上作业和紧急救援等军事和民用的众多领域中的越来越广泛的应用和发展,GPS系统对生产、生活的影响也愈加深远。另一方面,硬件开发与嵌入式操作系统以及软件研发技术的不断发展促使移动计算技术在手持设备中也得到广泛的应用,掌上电脑(PDA)与智能手机等移动式计算系统日益普及,功能日渐完善,在手持式设备中实现GPS移动定位、导航等功能具有良好的市场前景。 鉴于嵌入式GPS系统要求处理速度快,占用存贮空间小,根据嵌入式系统的人机交互特点,论文采用基于ARM架构的S3C2410处理器作为基础硬件平台,以OpenSource的Linux作为操作系统平台,MiniGui为图形用户界面支持系统,SQLite为数据库管理系统研究并设计了应用嵌入式地图的GPS定位系统。 该系统不仅为用户提供基本的地图信息,还利用GPS仪器实现在地图上定位功能,使用户获得当前位置相关的附属信息。该系统简单可行,不依赖其他服务器工作,可用在移动设备、车载导航等领域。 论文研究了Linux在嵌入式系统中的应用与MiniGUI图形界面和SQLite数据库系统向Arm-Linux系统上的移植;阐述了Linux下触摸屏驱动的设计与应用;分析了GPS系统中地理坐标系统的定义和坐标转换基本原理;根据转换公式实现地理经纬度坐标、平面直角坐标以及屏幕窗口坐标间的相互转换;分析了MapInfo电子地图文件的基本格式;设计了用于存储地图信息及附属信息的SQLite数据库;通过Linux与GPS接收器的通讯从GPS设备采集定位信息并进行解析;在MiniGui上实现电子地图与定位信息的显示,支持触摸屏上的人机交互;并在电子地图上实现放大缩小、测距、查询等基本功能。 论文最后同时给出了目标系统的实现结果,并分析了系统设计中的一些不足,提出了在以后的工作中改进系统效能的设想。

    标签: LINUX ARM GPS 定位

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zklh8989

  • 基于ARM技术的嵌入式电能质量监测系统的研究

    随着电力电子器件及其它非线性负荷在电网中大量的投入使用,致使电网的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。通过对电能质量进行在线实时监测、记录和分析,可以为改善电能质量、制定有关电能质量的治理措施以及确定治理装置的技术参数提供必要的依据。 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软/硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。它正逐步成为当今计算机技术发展的热点,己经广泛应用于工业控制、智能仪器、通信设备、消费电子等各个方面。随着信息技术和数字技术的不断发展,嵌入式系统必将更加广泛的应用到生产生活的各个方面。 本文将电能质量监测与基于ARM技术的嵌入式系统结合起来,设计基于ARM技术的嵌入式电能质量监测系统,实现对电能质量指标的实时在线监测。 论文介绍了电能质量的概念,电能质量问题的危害及电能质量监测的重要意义,分析了电能质量监测国内外研究现状及发展趋势,详细介绍了电能质量国家标准及其测量原理。重点阐述了嵌入式系统的概念、组成,分析了μC/OS-Ⅱ实时操作系统内核的调度机制,完成其在ARM处理器上的移植,构建电能质量监测系统的嵌入式软/硬件开发平台;在此平台上详细设计了电能质量监测系统的硬件电路,提出嵌入式软件系统设计的整体方案,详细说明了在嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ下的软件开发方法。

    标签: ARM 技术的嵌入式 电能质量 监测系统

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:lijianyu172

  • 基于FPGA的DDS双通道波形发生器

    直接数字频率合成(DDS)是七十年代初提出的一种新的频率合成技术,其数字结构满足了现代电子系统的许多要求,因而得到了迅速的发展。现场可编程门阵列器件(FPGA)的出现,改变了现代电子数字系统的设计方法,提供了一种全新的设计模式。本论文结合这两项技术,并利用单片机控制灵活的特点,开发了一种双通道波形发生器。在实现过程中,选用了Altera公司的EP1C6Q240C8芯片作为产生波形数据的主芯片,充分利用了该芯片的超大集成性和快速性。在控制芯片上选用ATMAL的AT89C51单片机作为控制芯片。本设计中,FPGA芯片的设计和与控制芯片的接口设计是一个难点,本文利用Altera的设计工具Quartus Ⅱ并结合Verilog-HDL语言,采用硬件编程的方法很好地解决了这一问题。 本文首先介绍了波形发生器的研究背景和DDS的理论。然后详尽地叙述了用EP1C6Q240C8完成DDS模块的设计过程,这是设计的基础。接着分析了整个设计中应处理的问题,根据设计原理就功能上进行了划分,将整个仪器功能划分为控制模块、外围硬件、FPGA器件三个部分来实现。然后就这三个部分分别详细地进行了阐述。并且通过系列实验,详细地分析了该波形发生器的功能、性能、实现和实验结果。最后,结合在设计中的一些心得体会,提出了本设计中的一些不足和改进意见。通过实验说明,本设计达到了预定的要求,并证明了采用软硬件结合,利用FPGA实现基于DDS架构的双路波形发生器是可行的。

    标签: FPGA DDS 双通道 波形发生器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gxf2016

  • LED电子工程师必备知识

    LED全套知识,LED工程师必须具备的,LED技术原理,驱动设计,设计技巧,散热解决方案,举例说明 ,等等。非常适合广大LED电子工程师学习掌握。

    标签: LED 电子工程师

    上传时间: 2013-06-23

    上传用户:秦莞尔w

  • Protel电子电路.rar

    Protel系列软件是目前应用最广泛的一种。介绍了Protel99SE的基本结构、工作界面、使用方法等,并以讲解实例为主,按照电子电路设计的步骤,详细介绍了使用Protel99SE进行电路设计的过程,重点讲述原理图设计和印制电路板设计,它们是电子电路设计的基础和主体。

    标签: Protel 电子电路

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zhenyushaw

  • Protel电子电路.rar

    Protel系列软件是目前应用最广泛的一种。介绍了Protel99SE的基本结构、工作界面、使用方法等,并以讲解实例为主,按照电子电路设计的步骤,详细介绍了使用Protel99SE进行电路设计的过程,重点讲述原理图设计和印制电路板设计,它们是电子电路设计的基础和主体。

    标签: Protel 电子电路

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:sz_hjbf

  • GPS原理与应用

    电子工业出版社,GPS原理与应用/(美)卡普兰(Kaplan,E.D.)著,邱致和等译。系统介绍了卫星导航的基本概念,所用的时间与坐标系,GPS系统的组成,卫星的信号与特性,接收机的截获与跟踪,干扰与抗干扰措施;讨论了GPS系统本身的性能,各种差分GPS系统,与其他传感器的组合及俄罗斯的GLONASS系统。

    标签: GPS

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:ve3344

  • 中颖单片机的电子血压计应用

    本应用文档首先简单概述电子血压计的工作原理。然后讲解了使用中颖单片机的硬件方案与软件编写流程

    标签: 中颖单片机 电子血压计

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:yt1993410