單片微型計算機(單片機)是將微處理器CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、輸入/輸出并行接口等集成在一起。由于單片機具有專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，所以它最能滿足嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用要求。Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機是我國目前應(yīng)用最廣的單片機之一。 隨著可編程邏輯器件設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，每個邏輯器件中門電路的數(shù)量越來越多，一個邏輯器件就可以完成本來要由很多分立邏輯器件和存儲芯片完成的功能。這樣做減少了系統(tǒng)的功耗和成本，提高了性能和可靠性。FPGA就是目前最受歡迎的可編程邏輯器件之一。IP核是將一些在數(shù)字電路中常用但比較復(fù)雜的功能塊，設(shè)計成可修改參數(shù)的模塊，讓其他用戶可以直接調(diào)用這些模塊，這樣就大大減輕了工程師的負擔(dān)，避免重復(fù)勞動。隨著FPGA的規(guī)模越來越大，設(shè)計越來越復(fù)雜，使用IP核是一個發(fā)展趨勢。 本課題結(jié)合FPGA與8051單片機的優(yōu)點，主要針對以下三個方面研究： (1)FPGA開發(fā)平臺的硬件實現(xiàn)選用Xilinx公司的XC3S500E-PQ208-4-C作為核心器件，采用Intel公司的EEPROM芯片2816A和SRAM芯片6116作為片內(nèi)程序存儲器，搭建FPGA的硬件開發(fā)平臺。 (2)用VHDL語言實現(xiàn)8051IP核分析研究8051系列單片機內(nèi)部各模塊結(jié)構(gòu)以及各部分的連接關(guān)系，實現(xiàn)了基于FPGA的8051IP核。主要包括如下幾個模塊：CPU模塊、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器模塊、定時/計數(shù)器模塊、并行端口模塊、串行端口模塊、中斷處理模塊、同步復(fù)位模塊等。 (3)基于FPGA的8051IP核應(yīng)用用所設(shè)計的8051IP核，實現(xiàn)了對一個4×4鍵盤的監(jiān)測掃描、鍵盤確認、按鍵識別等應(yīng)用。
上傳時間： 2013-06-21
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運動控制技術(shù)是機電一體化的核心部分，提高運動控制技術(shù)水平對于提高我國的機電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運動控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動化前進的旋律，是推動新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，最重要的是控制各個電機軸的運動，這是運動控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來控制各個電機軸運動從而實現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標都與運動控制器直接相關(guān)。目前對數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對步進、伺服電機進行控制的運動控制卡的研究。對PC-NC來說，運動控制卡的性能很大程度上決定了整個數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運動控制卡的性能得到了不斷改進，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運動控制技術(shù)的深入研究，并針對國內(nèi)運動控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運動控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運動控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運動控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過對運動控制卡及運動控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對運動控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運動控制設(shè)計方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計。 其次，根據(jù)總體設(shè)計，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細劃分并實現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達到跟控制卡通信的目的，針對運動控制中的一些具體問題，如運動平穩(wěn)性、實時控制以及多軸聯(lián)動等，在FPGA上設(shè)計了四軸運動控制電路，定義了各個寄存器的具體功能，設(shè)計了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數(shù)器電路等，自動降速點運動、A／B相編碼器倍頻計數(shù)電路等特殊功能。最后，進行了本運動控制卡的測試，從測試和應(yīng)用結(jié)果來看，該卡達到預(yù)期的要求。
上傳時間： 2013-07-27
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隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，作為國民經(jīng)濟基礎(chǔ)之一的電力行業(yè)取得了迅猛的發(fā)展，電力系統(tǒng)輸配電的安全性和可靠性也越來越受到電力系統(tǒng)運行、管理和科研人員的關(guān)注。輸電線路的各種事故是影響電力線路安全運行的重要因素之一。本文正是在這一前提下，在參考國內(nèi)外大量文獻及研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了一套輸電線路綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)。 本文研制的輸電線路在線監(jiān)測終端通過測量線路的泄漏電流、分布電壓、氣候參數(shù)以及圖像信息，并將數(shù)據(jù)進行采集、處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控中心，達到對輸電線路運行狀況進行實時監(jiān)測的目的，并以此為依據(jù)給出線路的評估信息提供給電力部門作為其安排檢修的依據(jù)，可以大大減少電力部門的工作量并預(yù)防線路事故的發(fā)生。 針對本系統(tǒng)功能豐富、監(jiān)測參數(shù)眾多的特點，作者設(shè)計了基于ARM的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。通過對ARM資源的合理分配，實現(xiàn)了監(jiān)測終端的數(shù)據(jù)采集處理功能。終端的數(shù)據(jù)傳輸功能由ARM和無線傳輸模塊配合完成，實現(xiàn)了GPRS和GSM SMS兩種數(shù)據(jù)傳輸方式。 本文是對輸電線路綜合在線監(jiān)測終端數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計和研究工作的總結(jié)，本文內(nèi)容主要偏重于監(jiān)測終端硬件和軟件的研究設(shè)計。論文在最后一部分對運行得到的數(shù)據(jù)也進行了分析、總結(jié)。 本文研制的輸電線路綜合監(jiān)測終端已在在幾條高壓輸電線路上掛網(wǎng)運行，運行結(jié)果表明系統(tǒng)各方面性能良好，滿足設(shè)計要求。
標簽： ARM 輸電線路 在線監(jiān)測 傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-20
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隨著通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的不斷發(fā)展，對車內(nèi)（機內(nèi)）通話系統(tǒng)提出了更高的要求。本文以軍用車內(nèi)通話系統(tǒng)為主要應(yīng)用背景，實現(xiàn)對現(xiàn)有車內(nèi)通話系統(tǒng)的升級和改造，主要涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件流程、相關(guān)接口及通信協(xié)議等內(nèi)容。 早期模擬車內(nèi)通話系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足數(shù)字化建設(shè)的需要。現(xiàn)役的數(shù)字式車內(nèi)通話系統(tǒng)普遍功能單一，不具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋６蚁到y(tǒng)組成單體設(shè)備種類多、接口不統(tǒng)一、兼容性差，較難實現(xiàn)通用化設(shè)計。 本文提出一種基于ARM+DSP架構(gòu)的多功能車內(nèi)通話系統(tǒng)。主要由多個語音終端、一個主控盒以及頭戴通信帽等硬件組成，最大可支持車內(nèi)16個乘員之間通話，具有群呼、組呼、選呼、強呼、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽到y(tǒng)內(nèi)乘員還可以通過主控盒與車外網(wǎng)絡(luò)的用戶進行通話或通信。 論文共分七章，主要內(nèi)容包括：（1）車內(nèi)通話系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；（2）語音終端系統(tǒng)設(shè)計，包括軟硬件實現(xiàn)、通信協(xié)議等；（3）語音終端設(shè)計中幾個關(guān)鍵技術(shù)的分析和研究。 本文設(shè)計的語音終端話音質(zhì)量高，擴展功能強大，成本相對低廉，除適合在軍用通信領(lǐng)域外，在商用領(lǐng)域也具有良好的市場前景。
上傳時間： 2013-05-17
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針對現(xiàn)代中低壓電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測及諧波治理的需要，論文綜合運用嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了一種新型低功耗、集成化的電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀。此系統(tǒng)實現(xiàn)了對三相電網(wǎng)相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)以及三相電壓、電流的31次以內(nèi)諧波的實時監(jiān)測。 論文分析了基于微處理器的電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測量原理；對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得，由多點的抽樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到的結(jié)果可以減小隨機誤差的影響；基于DFT和FFT的諧波測量原理，將FFT應(yīng)用于諧波分析獲得信號的頻域參數(shù)；針對諧波測量中的混疊誤差設(shè)計了二階抗混疊濾波器；分析了非同步采樣和對非時限信號的截斷造成的頻譜泄露和柵欄效應(yīng)及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數(shù)對頻譜泄漏的抑制作用，在此基礎(chǔ)上選擇加海明窗對采樣信號進行處理；針對DDS具有高精度頻率合成的特點，將其應(yīng)用到電網(wǎng)信號的采樣上，提高了采樣的同步性，使得測量精度滿足了系統(tǒng)的要求。上述方法需要大量快速的迭代運算，系統(tǒng)微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和實時性。系統(tǒng)供電電源采用了開關(guān)電源、減小了體積，提高了效率；完成了下位機數(shù)據(jù)采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設(shè)計；最后介紹了軟件設(shè)計部分，主要包含了數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)過程，F(xiàn)FT程序的設(shè)計，給出了各部分程序的流程圖；系統(tǒng)上位機軟件設(shè)計了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理程序，該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發(fā)平臺，利用CVI豐富的庫函數(shù)，完成對數(shù)據(jù)的處理、顯示和記錄等工作，并采用雙線程運行模式，在數(shù)據(jù)采集和處理的同時完成了顯示、命令的發(fā)送和運行曲線等功能。 按上述方案設(shè)計的樣機經(jīng)過三次電路制作與軟件調(diào)試，主要技術(shù)參數(shù)達到了設(shè)計要求，通過了實驗室測試，目前正在電力系統(tǒng)諧波治理系統(tǒng)中進行工業(yè)實驗。
標簽： ARM 電網(wǎng)參數(shù) 儀的研制 監(jiān)測
上傳時間： 2013-04-24
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非接觸式IC卡是IC卡領(lǐng)域的一項新興的技術(shù)，它是射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。由于非接觸式IC卡具有操作快捷、抗干擾性強、工作距離遠、安全性高、便于一卡多用等優(yōu)點，在自動收費、身份識別和電子錢包等領(lǐng)域具有接觸式所無法比擬的優(yōu)越性，具有廣闊的市場前景。非接觸式IC卡讀卡器是非接觸式IC卡應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。基于實際項目的需要，本課題開發(fā)了一種讀寫距離在10cm左右的非接觸式IC卡讀卡器，它可以應(yīng)用于電子消費場合，如公交和地鐵電子售票，食堂售飯等場合。 本文首先研究了用于本系統(tǒng)的基本理論，包括射頻識別技術(shù)、ARM處理器體系結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)，然后基于這些理論，給出了非接觸式IC卡讀卡器的設(shè)計方案。系統(tǒng)由三個部分組成：第一部分是讀卡器的收發(fā)模塊，選用Philips公司的高集成度非接觸式讀寫芯片MF RC500設(shè)計射頻收發(fā)模塊，對射頻芯片接口電路設(shè)計做了詳細的論述；第二部分是核心控制模塊，以Philips公司的ARM7芯片LPC2292為核心，對電源供應(yīng)電路、存儲器電路、通信接口電路、LED顯示電路等設(shè)計做了一定的描述，并給出了電路。第三部分是系統(tǒng)的程序設(shè)計，采用移植嵌入式系統(tǒng)并添加任務(wù)的模式來實現(xiàn)讀卡器的各功能。通過對軟硬件的調(diào)試實現(xiàn)了非接觸式IC卡讀卡器的硬件與軟件平臺的構(gòu)建。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市交通的壓力越來越大，很多城市都開始建設(shè)地鐵項目，發(fā)展地下軌道交通事業(yè)。在地鐵列車上，駕駛員需要方便、快捷地控制各種語音功能，保障列車可靠、安全的運行，從而為乘客提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。駕駛員語音控制器就是為了滿足這一需求而提出來的。 在描述列車乘客信息系統(tǒng)的發(fā)展、介紹了公共廣播系統(tǒng)的功能的之后，本文分析了駕駛員語音控制器的設(shè)計需求，設(shè)計了一種具有人機交互功能的駕駛員語音控制器。它帶有LCD顯示屏和輸入鍵盤；能夠在內(nèi)部存儲路線、站點和緊急信息等用戶數(shù)據(jù)。通過窗口菜單以圖形化的方式向駕駛員顯示列車運行信息。通過通信端口，按照雙方約定的通訊格式，將運行模式，路線站點，緊急信息等內(nèi)容發(fā)送給列車顯示與廣播控制單元，完成語音及顯示控制。根據(jù)需求分析，提出了一種基于ARM的控制器設(shè)計平臺。設(shè)計了該控制器的硬件和軟件的整體方案，采用模塊化設(shè)計的思想給出了系統(tǒng)各主要模塊的具體設(shè)計與實現(xiàn)方法，并給出了相關(guān)電路的實現(xiàn)原理圖。最后介紹了本控制器的測試方法與過程，并給出了具體應(yīng)用。該駕駛員語音控制器實現(xiàn)了人工廣播、司機對講、緊急對講和系統(tǒng)設(shè)置等功能。具有操作方便、便于維護、可配置、成本低等優(yōu)點，滿足了駕駛員以及列車語音與顯示控制的實際需求。關(guān)鍵詞：ARM；RS485；乘客信息系統(tǒng)；圖形用戶界面；嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-30
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軟硬件資源的不斷成熟和完善，使得嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用得到了十分迅猛的發(fā)展。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得Internet逐漸深入到人們的日常生活中。嵌入式控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)不僅拓寬了控制系統(tǒng)的控制范圍，而且豐富了信息系統(tǒng)的內(nèi)容。因此，嵌入式系統(tǒng)與Internet相結(jié)合將成為嵌入式系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向。 現(xiàn)階段，Internet規(guī)模的日益擴大與IPv4地址匱乏之間的矛盾越來越突出。為解決IPv4網(wǎng)絡(luò)存在的各種問題而出現(xiàn)的IPv6協(xié)議具有海量的地址空間、優(yōu)化的路由算法、自動化的地址配置等；同時還增加了對安全性、QoS等的良好支持。因此，Internet從IPv4過渡到IPv6是一種必然的趨勢。綜上，對IPv6協(xié)議進行研究并將其引入嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)嵌入式設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的功能，具有較高的科研價值和現(xiàn)實意義。 本文在對嵌入式系統(tǒng)相關(guān)概念和嵌入式IPv6協(xié)議棧進行介紹的基礎(chǔ)上，闡述了IPv6協(xié)議簇中核心協(xié)議的原理、報頭結(jié)構(gòu)和參數(shù)等。接著根據(jù)嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)計要點，提出嵌入式IPv6協(xié)議棧的總體設(shè)計，進一步對協(xié)議棧的進程模型、內(nèi)存管理、平臺無關(guān)性和通訊機制進行了研究。然后對協(xié)議棧的裁剪和數(shù)據(jù)包的處理流程進行分析，給出各模塊的詳細設(shè)計與實現(xiàn)，主要有IPv6模塊、ICMPv6模塊、鄰居發(fā)現(xiàn)(ND)模塊和UDP模塊。最后將協(xié)議棧嵌入到uC/OS-II操作系統(tǒng)中并搭建測試環(huán)境對IPv6協(xié)議棧進行功能性測試，結(jié)果表明協(xié)議棧功能正常，可以完成基本的通訊功能。 協(xié)議棧根據(jù)嵌入式系統(tǒng)資源有限和應(yīng)用相對單一的情況進行裁剪，采用分層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)；同時在實現(xiàn)基本功能的前提下，為功能的擴展提供了接口；另外，將協(xié)議棧與硬件、編譯器和操作系統(tǒng)相關(guān)的代碼獨立開來，實現(xiàn)了協(xié)議棧在不同平臺的良好移植。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)，因特網(wǎng)，ARM，IPv6，ICMPv6，鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議
上傳時間： 2013-04-24
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本課題針對當(dāng)前煤礦企業(yè)對水的依賴性和企業(yè)自身發(fā)展對水源的需求等實際問題，研制了基于ARM的煤礦水源井監(jiān)控系統(tǒng)。 論文主要介紹了監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端（RTU）的硬件設(shè)計、軟件算法設(shè)計以及通訊技術(shù)、電機的保護原理和監(jiān)控系統(tǒng)上位機的軟件設(shè)計。 監(jiān)控終端（RTU）的算法設(shè)計方面，針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號的特點和系統(tǒng)分析的需要，對水位、流量、出水口壓力采用直流采樣，對相電流、相電壓采用交流信號采樣。對采樣后的數(shù)據(jù)進行數(shù)值分析和計算，獲得了高精度的煤礦水源井參數(shù)的測量和系統(tǒng)的控制。 通訊部分采用的是具有接收靈敏度高、頻率穩(wěn)定、傳輸效率高等優(yōu)點的無線數(shù)傳電臺與RS-232組成無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的上下傳輸。 監(jiān)控終端（RTU）的硬件設(shè)計方面主要采用ARM芯片作為監(jiān)控分站的終端處理核心，實時檢測水源井的水位，出水口壓力、流量等參數(shù)。實時顯示水源井各參數(shù)的動態(tài)特性，并查看水位的歷史變化。同時，ARM處理器通過互感器對數(shù)據(jù)采集處理后，可計算出水泵電機的三相電流、電壓的實際值，根據(jù)電機的相序電流、電壓的大小，可對電機實時有效的微機保護。并根據(jù)監(jiān)控中心命令進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送。 監(jiān)控終端軟件方面主要考慮到時實采樣的準確性，uClinux系統(tǒng)在ARM系統(tǒng)上數(shù)據(jù)處理的快速性與實時性，以及與監(jiān)控系統(tǒng)軟件的通信顯示方面的可行性與有效性。 系統(tǒng)監(jiān)控的軟件利用VC++6．0中的編程進行實時數(shù)據(jù)的采集處理和控制、數(shù)據(jù)的實時顯示、報表打印和報警等功能。通過ADO對象和SQL Sever，與windows系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行實時數(shù)據(jù)的交互。
標簽： ARM 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-16
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在信息化社會中，LED顯示屏作為一種信息的傳播媒體，在交通、天氣預(yù)報、廣告、通知、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)信息等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標志。 本文介紹了LED顯示屏國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，在分析LED顯示屏工作原理后，結(jié)合LED顯示屏控制系統(tǒng)及顯示驅(qū)動設(shè)備的具體要求，提出了使用嵌入式處理器LPC2124作為控制核心，使用挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器nRF905傳送無線顯示信息的總體設(shè)計方案。由于LPC2124所具有的豐富的接口資源，使用其SPI口實現(xiàn)了和驅(qū)動芯片SD16726的串行傳輸，這在很大程度上簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的可靠性。單片收發(fā)芯片實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)顯示信息傳遞與更新，避免了使用基于中國移動通訊運營商的GSM/GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，而帶來在信息更新時的額外開銷費用。在系統(tǒng)硬件設(shè)計中，給出了各功能模塊：包括電源、時鐘電路、存儲器的擴展、射頻模塊、LED掃描驅(qū)動模塊等的具體設(shè)計。最后，在系統(tǒng)軟件設(shè)計中，完成了對顯示屏數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收數(shù)據(jù)和對顯示屏進行顯示控制驅(qū)動程序設(shè)計，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。在設(shè)計過程中，通過做各種測試和試驗，驗證了基于ARM的無線LED顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計是完全可行的，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-06-07
上傳用戶：wanghui2438
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