心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一,而心電圖檢測是診斷心臟病變的有效手段。心電數(shù)據(jù)的高效采集和實時傳輸成為心電檢測的基礎(chǔ),因此,設(shè)計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠程傳輸系統(tǒng)將對心血管疾病的檢測和預(yù)防具有重要意義。 本文在對心電信號采集技術(shù)和以太網(wǎng)傳輸技術(shù)進行深入研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計實現(xiàn)了一款基于ARM的心電信號采集與以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件設(shè)計的信號調(diào)理電路,該電路實現(xiàn)了心電信號的高質(zhì)量提取;系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心,并結(jié)合以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL設(shè)計的A/D轉(zhuǎn)換模塊和以太網(wǎng)接口模塊,它構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)挠布A(chǔ);此外,論文還完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在LPC2210上的移植,并實現(xiàn)了系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧;最后,采用了多任務(wù)化方式設(shè)計了系統(tǒng)應(yīng)用程序。 通過遠端上位機應(yīng)用軟件測試表明,本系統(tǒng)實現(xiàn)了心電信號的采集與傳輸,達到了遠程監(jiān)控心電信號的目的,且運行穩(wěn)定可靠。
上傳時間: 2013-06-15
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AGV(Automated Guided Vehicle)即自動導(dǎo)引車,是具備一定自主能力的運輸設(shè)備,在自動化物流系統(tǒng)和工廠自動化系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價值。 AGV是一種高度自動化產(chǎn)品,它所涉及的技術(shù)包括針對特定用途的車體結(jié)構(gòu)、貨物移送機構(gòu)、路徑導(dǎo)引技術(shù)、貨位檢測技術(shù)、防碰撞技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)和控制技術(shù)。更深入的研究還包括多車協(xié)調(diào)與優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、智能控制技術(shù)等。 本文首先對AGV的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)進行了總結(jié)與歸納,并分析了現(xiàn)有技術(shù)的特點與不足,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一個模擬貨物分揀的小型AGV系統(tǒng)。車體采用二輪驅(qū)動和前后萬向輪支承的結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)向和快速移動。導(dǎo)引方式采用光電傳感器路徑導(dǎo)引,以計數(shù)方式實現(xiàn)貨位識別檢測。ARM是一種高性能的嵌入式微處理器,AGV控制系統(tǒng)采用了基于ARM7核的微控制器LPC2210,其豐富的片上資源可以很方便地實現(xiàn)AGV的所有檢測、信息處理及控制功能。利用LPC2210的串行通信功能,再配合無線通信模塊建立與PC機的通信聯(lián)系,通過PC機實現(xiàn)對AGV小車的控制與調(diào)度。 制作完成后的AGV樣機在實驗室模擬環(huán)境下進行了性能測試,其性能指標均滿足設(shè)計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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汽車儀表總成是汽車和駕駛員進行信息交互的窗口。傳統(tǒng)的汽車儀表總成采用了大量機械器件、模擬電路和少量簡單數(shù)字電路的方式設(shè)計。它體積大,精確和穩(wěn)定性低,顯示信息少,控制按鈕繁復(fù)。本項目以當前主流的嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計了一種以大尺寸LCD觸摸屏為主要顯示控制界面,以CAN總線和其他接口為信息采集渠道,以高速嵌入式ARM9微控制器為處理單元的車載信息顯控終端。 作者在該項目中負責車載信息顯控終端的樣機設(shè)計,用Prote199完成原理圖和PCB圖的設(shè)計,編寫測試程序?qū)χ饕布M行測試。軟件上移植Linux操作系統(tǒng)并編寫LCD驅(qū)動程序。 論文設(shè)計的車載信息顯控終端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器為核心,以Microchip公司的MCP2515芯片為CAN總線控制器,以Sharp公司LQ080V3DG01型號的8英寸LCD屏為顯控接口。存儲器方面外擴了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面設(shè)計了CAN、USB、RS232、以太網(wǎng)等標準接口,和GPIO、AD等接口。軟件上本車載信息顯控終端采用自行剪裁移植的Linux操作系統(tǒng),并移植了相應(yīng)的LCD驅(qū)動程序。 論文主要闡述了車載信息顯控終端的硬件設(shè)計,詳細分析了Linux在S3C2410微控制器系統(tǒng)上的移植,并將在軟硬件調(diào)試過程中總結(jié)的經(jīng)驗與大家分享。 本車載信息顯控終端是對汽車儀表總成數(shù)字化和虛擬化顯示控制的一個有益嘗試,離最后的實用化和產(chǎn)品化還待進一步研究。
上傳時間: 2013-05-30
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本課題所研究的橫機是一種由嵌入式控制器系統(tǒng)控制的自動化程度很高的緯編針織機,主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國,橫機需求量大,自主研發(fā)全自動電腦橫機有廣泛的市場前景。 通過對橫機機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理的分析,本文提出了一種橫機控制系統(tǒng)硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協(xié)處理器、驅(qū)動電路等三部分組成。以ARM作為主控制器,負責編織工藝和人機接口設(shè)計;以FPGA作為協(xié)處理器,執(zhí)行ARM的命令,控制后續(xù)電路動作;驅(qū)動電路主要面向橫機機械部件,并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統(tǒng)解決方案,本文繼而提出了一種新型的軟件系統(tǒng)解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn),主要由羅拉系統(tǒng)控制算法、驅(qū)動程序、橫機編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統(tǒng)采用模糊控制算法,控制卷布速率;驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)ARM和FPGA的通信;橫機編織控制程序?qū)⒒ㄐ臀募械臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機械部件的動作,實現(xiàn)整個編織過程;圖形用戶界面提供良好的人機界面,方便操作。 最后詳細介紹了整個橫機控制器系統(tǒng)的調(diào)試流程,涉及硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試等。 與傳統(tǒng)電腦橫機相比,基于此設(shè)計方案的橫機技術(shù)含量較高,成本低,可移植性強,并可實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。
標簽: Linux ARM 橫機 控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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本文首先介紹了主流8位MCU(微控制器)的通用架構(gòu),通過比較分析主流國際MCU半導(dǎo)體供應(yīng)商的MCU產(chǎn)品,結(jié)合作者在德國英飛凌公司的項目實踐,分析了英飛凌XC866系列8位MCU的架構(gòu)特點和功能特性。在此基礎(chǔ)上,介紹了該MCU芯片的系統(tǒng)集成方法,以及組成模塊的架構(gòu)和功能。 LlN協(xié)議是當前廣泛應(yīng)用的車載局部互連協(xié)議,作為英飛凌XC866MCU上很關(guān)鍵的一個外圍IP,本論文在介紹了MCU架構(gòu)基礎(chǔ)上,設(shè)計實現(xiàn)了LlN控制器。LIN協(xié)議是UART在數(shù)據(jù)鏈路層上的擴展,其關(guān)鍵是LlN協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層的檢測實現(xiàn)。本文給出了一種可靠,高效的協(xié)議檢測機制,從而使軟件和硬件更好配合工作完成協(xié)議檢測。在完成LlN控制器設(shè)計后,本文結(jié)合了XC866ADC的架構(gòu),介紹了ADC模擬和系統(tǒng)的數(shù)字接口概念和實現(xiàn)要點,介紹了如何考慮分析選擇合理的數(shù)字接口方案。論文最后以XC866的系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ),提出了一種高效的基于FPGA的IP原型驗證平臺方案,并以LlN控制器作為驗證這一平臺的IP,在FPGA上成功的實現(xiàn)了驗證方案。論文同時介紹了從SOC設(shè)計向FPGA原型驗證轉(zhuǎn)換時的處理方法及工程經(jīng)驗,介紹了MCU及驗證平臺的測試平臺思想,以及基于FPGA原型和邏輯分析儀實時測試的MCU固件代碼覆蓋率測試方法。 目前8位MCU在中低端的應(yīng)用越來越廣泛,特別是目前發(fā)展迅速的汽車電子和消費電子領(lǐng)域。因此對MCU架構(gòu)的不斷研究和提高,對更多面向應(yīng)用領(lǐng)域的IP的研究和設(shè)計,以及如何更快速的實現(xiàn)芯片驗證將極大的推動MCU在各個領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣,將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟和應(yīng)用價值。
上傳時間: 2013-07-14
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智能家庭信息系統(tǒng)是集自動化、計算機、通信技術(shù)于一體的“3C”系統(tǒng),它將各種家電產(chǎn)品結(jié)合成一個有機整體,實現(xiàn)了對家電設(shè)備進行集中或異地控制和管理,以及能夠與外界進行信息交互,以控制終端為突破口作為對家庭信息系統(tǒng)的研究,將有可能在以后的競爭中占據(jù)制高點,取得良好的經(jīng)濟和社會效益。 本課題開發(fā)的智能家庭信息系統(tǒng)是以實際項目為背景,對基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式家庭信息系統(tǒng)進行了研究。通過對傳統(tǒng)智能家居的特點進行分析,指出了目前市場上的智能家居系統(tǒng)的局限性,提出了基于短距無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)是將來的發(fā)展趨勢。 接著對智能家居控制的系統(tǒng)構(gòu)架以及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進行了分析和比較,指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術(shù)是目前最適合無線家居控制系統(tǒng)的無線標準,并對該標準進行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和家庭內(nèi)部各信息家電的互連、集中控制、遠程訪問與控制的需求,以及低成本實現(xiàn)的實際需要,及設(shè)備互連對傳輸帶寬和使用靈活性等特點的需要,設(shè)計了以無線ZigBee技術(shù)組成家庭網(wǎng)絡(luò)體系總體結(jié)構(gòu),避免了在家庭內(nèi)部布線的缺陷,且滿足了功耗低,成本低,網(wǎng)絡(luò)容量大等要求。 設(shè)計了新型無線通訊模塊,該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標準的射頻收發(fā)器CC2420來實現(xiàn)ZigBee模塊,它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性,可以單獨使用,也可以嵌入其它設(shè)備。 論文采用了免費、公開的linux操作系統(tǒng),并給出了在Linux上的開發(fā)流程。 最后,論文具體分析了無線ZigBee協(xié)議、ZigBee組網(wǎng)技術(shù)以及它們在將來的廣泛應(yīng)用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協(xié)議,設(shè)計了遠程客戶端訪問和控制家用電器的界面,并給出了部分軟件設(shè)計流程圖。
標簽: ARM 嵌入式系統(tǒng) 家 中的應(yīng)用
上傳時間: 2013-04-24
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采用89S52 單片機通過交流電信號過零檢測、同步控制可控硅的導(dǎo)通角的方式實現(xiàn)功率的無級控制。所設(shè)計的控制器的功率可任意設(shè)置,并具有數(shù)碼管顯示功能和定時開關(guān)控制功能,此外,控制器上的串行口可實
上傳時間: 2013-07-30
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噴油泵是柴油機燃油噴射系統(tǒng)中燃油的控制、供給單元,其性能的好壞直接決定著柴油機的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質(zhì)量等。準確測試噴油泵的各種技術(shù)參數(shù)對提高柴油機的各項技術(shù)性能具有十分重要的意義。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了最熱門的技術(shù)之一。基于ARM的嵌入式技術(shù)己經(jīng)成為當前嵌入式領(lǐng)域研究的一個亮點。ARM公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強等諸多優(yōu)異性能,應(yīng)用越來越廣泛。uCLinux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來的一種操作系統(tǒng),它是專為無MMU的微控制器開發(fā)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它支持眾多嵌入式處理器類型,具有完善的各類驅(qū)動支持。 本文從噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)入手,在詳細分析了系統(tǒng)所要檢測和控制的參數(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計出噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)總體架構(gòu)。噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)由兩個模塊組成:以80C196KB單片機為中心的噴油泵控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),以S3C44BOX為中心的上位機監(jiān)控及管理系統(tǒng)。下位機通過RS232串口接收上位機的命令并執(zhí)行噴油泵試驗臺的電機轉(zhuǎn)速控制、燃油溫度控制、噴油次數(shù)計數(shù)、提前角監(jiān)控及燃油壓力顯示。上位機是整個試驗臺控制系統(tǒng)的管理者,主要完成給下位機發(fā)送特定的操作命令,完成實驗數(shù)據(jù)的顯示、收集和存儲,它有友好的中文顯示界面,可以完成簡單的數(shù)據(jù)管理操作。 文中詳細闡述了上位機的操作系統(tǒng)uCLinux的特點和移植過程。同樣對上位機的界面設(shè)計及運行環(huán)境MiniGUI進行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后,對噴油泵控制系統(tǒng)采用模糊控制算法進行優(yōu)化設(shè)計。詳細描述了模糊控制器設(shè)計所包含的三個主要部分:清晰量的模糊化接口、模糊控制規(guī)則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過試驗證實,本文設(shè)計的噴油泵試驗臺控制系統(tǒng)技術(shù)路線正確合理。相信該可靠實用的控制系統(tǒng)配合噴油泵試驗臺使用將具有良好的市場潛力。
上傳時間: 2013-06-04
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基于刪的μC/OS-Ⅱ移植及其CAN總線應(yīng)用研究流體機械及工程專業(yè)近年來,嵌入式系統(tǒng)受到科學與工程各個領(lǐng)域研究者的密切關(guān)注,成為研究的一個熱點。隨著嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加,嵌入式操作系統(tǒng)成為嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在嵌入式系統(tǒng)中,μC/OS-Ⅱ憑借其結(jié)構(gòu)清晰、源代碼開放和實時性好等優(yōu)勢,成了監(jiān)控系統(tǒng)等領(lǐng)域的技術(shù)熱點。嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件相結(jié)合,共同構(gòu)成一個可以重復(fù)利用的軟硬件系統(tǒng)平臺,不但可以提高開發(fā)效率,還可以提高系統(tǒng)的可靠性和實時性,滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求。 在國內(nèi)監(jiān)控領(lǐng)域中,大多采用了集散式監(jiān)控系統(tǒng),雖然克服了集中式監(jiān)控系統(tǒng)的缺點,但還存在著效率較低,錯誤處理能力不強等缺點。而且設(shè)備的兼容性不好,系統(tǒng)實時性、可靠性也不高。采用CAN現(xiàn)場總線可很好的克服上述一些缺點,具有很強的抗干擾能力。CAN總線把所有掛接在總線上的智能設(shè)備聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成自動化系統(tǒng),實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的實時監(jiān)控。 基于這些考慮,本文選擇了以IPC2290芯片(內(nèi)部集成了CAN模塊)為微控制器的MagicARM2200教學實驗開發(fā)板作為學習和研究的開發(fā)平臺,把μC/OS-Ⅱ這個實時微內(nèi)核操作系統(tǒng)嵌入到該芯片中。在深入研究CAN通信模塊特點和驅(qū)動的基礎(chǔ)上,把其驅(qū)動移植到μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)中。并在實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ上通過設(shè)計—個帶A/D轉(zhuǎn)換的CAN智能模塊來闡述智能模塊軟硬件設(shè)計方法,這些工作為搭建基于CAN總線的實際測控系統(tǒng)方案提供了理論基礎(chǔ)。 本文使用的CAN通信方案具有極大的靈活性,能方便和簡潔的運用到各種測控系統(tǒng)中。實驗結(jié)果證明了該方案的有效性和正確性,并且具有實際的應(yīng)用價值。最后,本文作者在CAN智能模塊的基礎(chǔ)上搭建了基于CAN總線的多相流動實驗臺的測控系統(tǒng)方案。
上傳時間: 2013-07-16
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開關(guān)磁阻電機是電機技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、成本低、容錯能力強,耐高溫等優(yōu)點,又在高度發(fā)展的電力電子和微機控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能,目前己經(jīng)在多個工業(yè)部門得到應(yīng)用。因此,開關(guān)磁阻電機在驅(qū)動調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上,以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片,充分利用其高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力,設(shè)計并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開關(guān)磁阻電機的調(diào)速控制策略及其控制實現(xiàn)方法為主要研究內(nèi)容,對開關(guān)磁阻電機的數(shù)學模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實現(xiàn)進行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個部分,第一部分介紹了開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理,綜述了開關(guān)磁阻電機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點及研究動向,總結(jié)了開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)存在的技術(shù)問題,提出了本文的研究目的和主要研究內(nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動機的基本數(shù)學模型和準線性數(shù)學模型,然后基于此重點分析了與電動機運行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系,最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計,在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動機控制方案并進行了原理性分析,對SR電動機各個運行階段的特點進行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計進行了詳細說明,主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計,根據(jù)SR電機的控制特點,盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源,使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性,然后對功率變換器進行了設(shè)計和制作,分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點,采用了新型IGBT功率管作為主開關(guān)元器件,使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡化,設(shè)計了IGBT的功率驅(qū)動電路,并專門設(shè)計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護等保護單元,保證了整個系統(tǒng)安全可靠地運行,然后分析了SR電動機控制系統(tǒng)位置傳感器檢測電路設(shè)計、電流及電壓斬波電路設(shè)計、電流檢測及保護電路設(shè)計等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想,分析了各個運行階段的控制策略,對控制策略的軟件實現(xiàn)進行了設(shè)計,并給出了軟件實現(xiàn)的具體流程圖,直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后,對系統(tǒng)進行了實驗研究及分析。目前,該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢,基本實現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關(guān)磁阻電動機控制系統(tǒng)進行了研究,得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機的控制特點,充分利用了ARM的硬件資源,采用PID數(shù)字調(diào)節(jié),發(fā)出相通斷信號和PWM信號,并和電流、電壓等保護信號相結(jié)合,實現(xiàn)對主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計了相應(yīng)的外圍硬件檢測、保護、控制及人機接口電路,使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,可靠性高;系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計,采用模塊化的程序設(shè)計方法,增強了系統(tǒng)的可讀性及可維護性,實現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計,開發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊,使系統(tǒng)具有完善的保護和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過試驗,調(diào)速范圍可達100~2000轉(zhuǎn)/分,效率較高,性能優(yōu)良,驗證了控制思想和控制方法的正確性。
標簽: ARM 開關(guān)磁阻 電機驅(qū)動 系統(tǒng)設(shè)計
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