运动控制系统是机器人控制系统的重要组成部分。本文将ARM与CPLD技术应用于机器人运动控制系统,使控制系统更加开放、更加模块化,同时ARM芯片的高速大容量的数据处理能力以及CPLD的高集成度,可编程性,能够逾越以往控制系统中实时、高速、高精度的技术瓶颈. 嵌入式技术是当今最热门的技术之一,由于简洁、高效等优点,使得其广泛应用在各个领域;所谓嵌入式系统就是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。 本文主要阐述了基于嵌入式处理器S3C44B0X的机器人控制器的设计过程。文章首先介绍了机器人本体规划、嵌入式系统和嵌入式微处理器S3C44B0X的结构特点;接着介绍了基于S3C44B0X的智能控制器的设计,包括硬件设计和CPLD软件设计。其中控制器硬件平台扩展了外部存储器、串行口,通过输出PWM信号进入驱动电路模块,从而实现控制机器人运动的目的。在CPLD设计过程中,引入JTAG调试接口,方便系统程序的下载和调试,通过自上而下、分块设计的思想给出了QUARTUSⅡ设计环境下的软件代码。本系统利用不同任务间的切换来实现通信过程,而不再采用无操作系统的工程文件的形式,这样不但有利于项目的调试,也有利于对其它接口的扩展。最后对该控制器进行了测试和分析。
上传时间: 2013-07-19
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随着电网中非线性负载的迅速增加,电能质量日趋恶化,这不仅严重影响电网安全高效的运行,而且对经典的电力测量理论、方法和仪表的设计都提出了新的挑战。电力检测系统的发展和应用,对电力系统的安全运行有重要意义,并且具有明显的经济效益和社会效益。 本文讲述了谐波测量的基本理论,着重对傅里叶变换进行说明,使用PSIM软件对谐波信号进行仿真,并给出仿真结果。以电力监控领域现阶段的技术为参考,提出并研制了一种基于ARM和DSP的嵌入式平台的电力监控系统。该系统为了能满足实时谐波分析算法运算量大的要求,它采用模块化设计,核心CPU按数据处理和控制两种功能分别采用美国TI公司生产的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T内核的16/32位S3C2410A微处理器,两个核心芯片各自在不同的电路板上独立运行,充分发挥DSP芯片的数字信号处理优势和ARM的控制功能,以实现系统中的复杂软件算法,运算速度也能得以提高。 系统硬件设计包括DSP数据采集模块、实时时钟电路和ARM的时钟电路、存储器接口电路、SDRAM电路、串行接口电路、通信模块接口电路、LCD显示等电路的设计。 系统软件设计主要包括操作系统的移植以及应用程序的设计,应用程序设计由ARM主控程序设计、网络通讯程序、ARM与DSP通讯程序设计以及DSP数据处理程序设计组成。
上传时间: 2013-04-24
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嵌入式系统广泛应用于各种智能控制器中,目前国外高端绣花机控制器主要采用高性能嵌入式微处理器,而国内绣花机控制器仍以单片机为主,存在绣花色泽单调,数据处理能力欠佳,缺乏图形控制界面等不足。本文在分析了绣花机的结构和功能的基础上,研制了基于Linux-2.6的嵌入式绣花机控制器,论文的主要工作和成果如下: (1)设计并实现了基于嵌入式微处理器的绣花机控制器开发平台,建立宿主机开发环境,制作了针对Linux-2.6的交叉编译器,实现了宿主机和目标机之间的数据传输,设计了基于双口RAM的双处理器通信接口。 (2)深入研究了嵌入式系统的引导装载程序vivi、Linux-2.6内核和根文件系统,成功移植了基于S3C2410硬件平台的vivi、嵌入式Linux-2.6操作系统和cramfs根文件系统,系统运行稳定可靠。 (3)对Linux-2.6内核设备驱动程序进行了分析和研究,在设备驱动程序开发原理的基础上,设计了基于Linux-2.6内核的IIC键盘驱动程序和双处理器通信接口驱动程序。 (4)深入分析了三种主流绣花机花样文件存储格式和解码方法,采用MiniGUI图形系统,设计实现了绣花机控制器的图形控制界面。
上传时间: 2013-07-01
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本文介绍了微小电阻的测量技术,拟采用数字锁相环技术提取被噪声淹没的有用信号,通过多点测量及数据处理达到测试要求。该测量装置以计算机为核心,配以高精度A/D 转换器、低噪声放大器和精密恒流源,对
上传时间: 2013-06-22
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文章利用LabVIEW 虚拟仪器开发平台,实现了采用非接触方式的相位差法测量发动机轴功率系统设计,对发动机输出功率信号进行自动采集、数据处理以及结果显示,实现了功率信号的实时采集。
上传时间: 2013-04-24
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随着城市高层建筑的发展,建筑的消防安全性越来越引起人们的重视。火灾报警系统是建筑自动化系统中重要的组成部分,它利用各种探测器来检测火情,对火灾的发生进行及时准确的报警,并控制各种灭火设备进行自动灭火和对相关设备进行联动控制。传统的火灾报警系统采用微机中心处理方式,每个控制中心处理2000至8000个探测单元的信息,系统的实时性与稳定性的提升受到控制中心的数据处理能力和网络通信速率的限制。 基于这一现状,本文提出了基于ARM与uC/OS-Ⅱ的网络火灾报警系统。将控制中心的数据处理任务交由各控制单元,引入嵌入式操作系统对任务进行管理,同时引入TCP/IP协议栈实现网络功能,利用Internet来进行信息传输。 本文设计了基于ARM的控制单元硬件平台,并进行了硬件模块测试。ARM作为32位RISC芯片的领导者,具有很高的处理能力,同时其成本较低,十分适用于作为系统中的控制单元,从硬件上保证了系统的数据处理能力与火灾报警的实时性。 在软件上,本文移植了uC/OS-Ⅱ作为系统的软件平台,编写了启动与移植相关代码,并做了移植测试。uC/OS-Ⅱ作为开源的嵌入式实时操作系统,拥有极为精简的内核和出色的实时性与可靠性,作为控制单元的操作系统平台对任务进行管理与调度,从软件上保证了系统的稳定性与可靠性。 最后,本文在ARM和uC/OS-Ⅱ的基础上实现了网络协议栈LwIP的移植,进行了计算机通信测试。网络协议栈的移植使控制单元通过Internet完成信息的传输与控制,提高网络的扩展性与健壮性,同时摆脱了专用网络的传输速率与范围的限制。 本文研究的系统具有分布智能化的特点,多个嵌入式控制单元取代了控制中心火灾信息处理,降低了中心数据处理压力和网络通信压力,平行的网络结构提高了系统的稳定性,个别控制单元故障不会引起整个系统的崩溃,为基于这一思路的火灾报警系统建立了一个完整的软硬件平台。
上传时间: 2013-04-24
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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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随着科技的不断进步,现代电子技术、信息技术得到不断的发展,随之也带来了监控技术的不断发展。现代监控技术的含义已不仅仅是局限于某种单一的或独立的传感器测量或数据处理,而是多种技术的集成融合。针对与风蚀风沙与小气候环境的监测技术的实际需要,本选题提出了一种基于嵌入式ARM-Linux技术、Zigbee技术、GPRS网络技术与现代传感器技术的风蚀风沙与小气候环境的监控系统。 针对风蚀风沙以及小气候环境监测的各种传感器的种类以及型号的差别性与环境因子的需要,本选题选择了功能强大的ARM9处理器AT91RM9200为硬件平台,以开源的嵌入式Linux操作系统为软件平台的设计方案。考虑到野外监测中传感器的分布问题,选择了无线自主路由的Zigbee技术进行各种模拟传感器的连接,Zigbee主模块与AT91RM9200处理器之间的通信采用RS-232总线进行连接的设计思路。在对数据进行处理方法的选择上,本选题进行了数据的本地存储与GPRS网络无线远程发送相结合的设计方法。本地存储可以利用具有USB接口的现场存储设备如U盘、SD卡等。在进行GPRS网络传输时,本课题选择了西门子公司的MC39i模块实现GPRS网络与Internet网络的无缝对接,以进行终端设备与远端服务器的通信。软件设计上,采用了模块化设计,使用多线程编程,提高了软件运行的能力,在网络编程上使用了Socket编程技术,保证了多通道数据的网络传输。 本系统已经实现了硬件设计、软件设计的全部过程,并且已经在吉林白城中国农业大学实验站安装使用。实践表明,该系统具有可靠性高、体积小、安装方便,数据采集及时、准确、可靠等特点,适合大部分野外环境的监测应用。
上传时间: 2013-04-24
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针对仪器仪表向高端产品的发展趋势,课题提出并设计实现了一种基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统和ARM7微处理器为核心的控制平台,使仪表的使用更加方便、智能。系统融合了嵌入式系统、USB通信、LAN通信、显示等多项快速发展的技术,通过USB模块和LAN网络的数据传输,实现了高端仪表与外部设备的通信,整个平台具有高速、实时传输数据等特性,能够广泛地应用于多种行业的现场测量中。 硬件方面,课题采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微处理器作为系统的控制平台,并结合应用设计出了显示模块、USB通信模块、LAN通信模块。控制平台通过USB通信模块和LAN通信模块,建立与外部设备的数据处理通道,将与SPI接口连接的仪表数据进行传输处理。USB接口电路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片,LAN通信模块则采用了CIRRUSLOGIC的以太网控制器CS8900实现底层驱动。 软件方面,首先将μC/OS-Ⅱ操作系统移植到ARM7上,并在嵌入式μC/OS-Ⅱ环境下编写了各硬件模块的驱动程序。在驱动程序的基础上设计了VFD显示程序、USB通信和网络通信等应用模块,验证了数据处理平台具有的各项功能。网络通信模块中,WEB SERVER在控制平台实现,在上位PC上输入服务器的固定IP地址,实现控制命令的发送、数据包的接收等功能。 经测试,系统运行正常,较好的实现了各项设计目标,从而证明了本文的方法是可行的。本系统为高端仪表的数据处理提供了一个有效的解决方案,具有良好的应用前景。
上传时间: 2013-06-06
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大量的电力电子装置及非线性负荷在电力系统中广泛的应用,使电能质量(Power Quality)问题日益突出。电能质量问题不仅危害电力系统本身的安全及电网的稳定运行,对系统中用户也造成严重威胁。因此,对电能质量的实时监测具有十分重要的意义。 论文首先介绍了电能质量的概念,分析了国内外电能质量监测的研究现状及开发新型电能质量监测装置的意义,同时对影响电能质量的指标参数的数字测量原理与算法进行了深入的研究。在此基础上,提出了以ARM9(s3c2410)芯片为CPU,以嵌入式Linux为软件核心的电能质量监测装置的总体设计思想。 论文建立了基于arm-1inux的嵌入式开发环境,完成了基本的硬件电路设计和软件设计。硬件设计方面,根据电力系统中数据采集和处理的实际特点,在前置测量采集模块中,采用了ADS7864芯片设计了多通道信号采样保持和快速转换电路;利用锁相环保证了多路信号的硬件同步采样;在通讯方式上,除了采用RS-232通讯方式外,还采用了以太网和USB通讯方式,从而提高了装置应用的灵活性。软件设计方面,依据装置所要实现的功能,剪裁并成功移植了嵌入式linux内核到ARM处理器中;完成了各应用程序的编制,给出了详细的程序流程图;设计了基于Qt/Embedde的人机交互界面(GUI)。 基于arm-linux嵌入式电能质量监测仪不仅数据处理功能强、人机交互性好、系统升级简单、还能进行远程监控。在此基础上可进一步开发,向微型化、高度智能化等方向发展,以满足不同场合的需求,具有较大的使用价值和广阔的应用前景。
上传时间: 2013-05-16
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