這篇應用指南的目標讀者是數(shù)字 系統(tǒng)設計師，他們在研發(fā)過程中會用 到模擬和數(shù)字元器件，包括采用串行 總線的微控制器和DSP系統(tǒng)。本文討 論調試串行總線設計所面臨的挑戰(zhàn)和 新的解決方案，這些串行總線包括控 制器局域網(wǎng) (CAN)、集成電路間總線 (I2C)、串行外設接口 (SPI) 或通用串行 總線 (USB)。
標簽： 混合信號示波器 串行 總線系統(tǒng) 應用指南
上傳時間： 2013-06-15
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隨著信息技術的發(fā)展，系統(tǒng)級芯片SoC(System on a Chip)成為集成電路發(fā)展的主流。SoC技術以其成本低、功耗小、集成度高的優(yōu)勢正廣泛地應用于嵌入式系統(tǒng)中。通過對8位增強型CPU內核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的實現(xiàn)，對SoC設計作了初步研究。 在對Intel MCS-8051的匯編指令集進行了深入地分析的基礎上，按照至頂向下的模塊化的高層次設計流程，對8位CPU進行了頂層功能和結構的定義與劃分，并逐步細化了各個層次的模塊設計，建立了具有CPU及定時器，中斷，串行等外部接口的模型。 利用5種尋址方式完成了8位CPU的數(shù)據(jù)通路的設計規(guī)劃。利用有限狀態(tài)機及微程序的思想完成了控制通路的各個層次模塊的設計規(guī)劃。利用組合電路與時序電路相結合的思想完成了定時器，中斷以及串行接口的規(guī)劃。采用邊沿觸發(fā)使得一個機器周期對應一個時鐘周期，執(zhí)行效率提高。使用硬件描述語言實現(xiàn)了各個模塊的設計。借助EDA工具ISE集成開發(fā)環(huán)境完成了各個模塊的編程、調試和面向FPGA的布局布線；在Synplify pro綜合工具中完成了綜合；使用Modelsim SE仿真工具對其進行了完整的功能仿真和時序仿真。 設計了一個通用的擴展接口控制器對原有的8位處理器進行擴展，加入高速DI，DO以及SPI接口，增強了8位處理器的功能，可以用于現(xiàn)有單片機進行升級和擴展。 本設計的CPU全面兼容MCS-51匯編指令集全部的111條指令，在時鐘頻率和指令的執(zhí)行效率指標上均優(yōu)于傳統(tǒng)的MCS-51內核。本設計以硬件描述語言代碼形式存在可與任何綜合庫、工藝庫以及FPGA結合開發(fā)出用戶需要的固核和硬核，可讀性好，易于擴展使用，易于升級，比較有實用價值。本設計通過FPGA驗證。
上傳時間： 2013-04-24
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在數(shù)字化推進速度加快的大背景下，全球農業(yè)也由傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)方向轉變，而實現(xiàn)農業(yè)信息與數(shù)字化則是現(xiàn)代化農業(yè)的重要標志與核心技術。我國農業(yè)具有地域分散、對象多樣、生物自身變異大、環(huán)境因子不確定等特點，也是受環(huán)境影響最明顯的領域，因此對環(huán)境與生物信息的監(jiān)測顯得十分重要。同時現(xiàn)代無線網(wǎng)絡信息技術和計算機應用等技術近幾年得到了長足的發(fā)展，廣泛的應用于工業(yè)的各個領域。因此，將這些最新的技術應用于相對發(fā)展較慢的農業(yè)各領域顯得迫在眉睫。 本文根據(jù)農業(yè)對象具有偏遠、分散、易變、多樣等特點，提出了一種針對農業(yè)環(huán)境信息遠程監(jiān)測的系統(tǒng)設計方案，并從軟件和硬件二方面詳細介紹了系統(tǒng)方案的設計和實現(xiàn)方法。本研究通過采用μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的嵌入式技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)底層網(wǎng)絡與信息發(fā)布上層網(wǎng)絡的無縫連接為建立基于WEB的農業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)奠定了基礎，同時也為農業(yè)網(wǎng)絡通信“最后一公里”問題的解決提供了一種解決方案。 該系統(tǒng)的設計充分利用了網(wǎng)絡技術。通過INTERNET，用戶可以隨時了解農業(yè)環(huán)境的實時情況以采取措施。系統(tǒng)中嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的應用提高了系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴展性：減少了對系統(tǒng)硬件的依賴，增加了系統(tǒng)安全性；降低了成本。特別是自主開發(fā)的核心板卡，經(jīng)連續(xù)的調試運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠。 本文首先介紹了高速實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀。由于傳統(tǒng)的設計方式的欠缺而考慮到將嵌入式操作系統(tǒng)引入到該系統(tǒng)中，很好的解決了多傳感器的接入，使得本系統(tǒng)具有巨大的靈活性和可擴展性。 本文以源碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為核心，以LPC2210微控制器為載體，充分利用GPRS無線網(wǎng)絡傳輸技術，實現(xiàn)了高速實時信息監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵設計。 考慮到該系統(tǒng)以后的可擴展性，在設計的過程中硬件部分預留了一部分接口電路以備后續(xù)開發(fā)使用；軟件的設計過程中應該注意的問題和實際操作中出現(xiàn)的一系列問題以及解決辦法在文中都有詳細的說明，并且軟件的基本構架在文章中也有所體現(xiàn)，文章結尾給出了一些系統(tǒng)經(jīng)實驗后在WEB上發(fā)布顯示的數(shù)據(jù)。
標簽： ARM 嵌入式 無線遠程 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
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傳感器是測控系統(tǒng)的重要組成部分，但有些傳感器，如增量式或絕對式旋轉編碼器，因無配套的二次儀表，給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表，但價格昂貴，功能單一且功能無法擴展。為此，本課題以設計一種通用性強，功能擴展方便的測量儀表為目的，將計算機技術與嵌入式微處理器技術用于測量儀表當中，設計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括： 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎上，提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設計實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)在ARM7微控制器上的移植。在此基礎上，對嵌入式系統(tǒng)進行了一定的擴展，編寫了LCD驅動程序，調用了串口通信，A/D轉換等模塊的API函數(shù)，建立了多任務環(huán)境，使儀表兼具PWM脈寬調制功能、數(shù)據(jù)采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉編碼器實驗、轉矩轉速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構建，降低了軟件設計的復雜度，提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性，縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過實驗驗證，該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數(shù)字信號。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，人們的生活消費水平也越來越高，對餐飲業(yè)的服務質量和服務方式也不斷地提出新的要求。基于計算機處理和無線通信技術的餐飲服務系統(tǒng)應運而生，本文就基于ARM9的無線餐飲服務終端系統(tǒng)進行了研究和開發(fā)，通過對終端的操作，實現(xiàn)無線點菜功能。 在參考閱讀了大量信息資料的基礎上，確定了以嵌入式系統(tǒng)為終端、基于微功率短距離無線通信技術進行無線通信的整體設計方案。嵌入式系統(tǒng)成本低、體積小、功耗低且可靠性高，是開發(fā)餐飲服務終端系統(tǒng)的絕佳選擇，而微功率短距離無線通信技術開發(fā)容易，成本低廉。所以本課題選擇ARM嵌入式開發(fā)板和短距離RF無線數(shù)據(jù)傳輸模塊作為開發(fā)餐飲服務終端的硬件。 本文配置了適合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的交叉編譯環(huán)境，在此環(huán)境下，通過對系統(tǒng)引導程序的配置、對Linux內核的裁減和對root文件系統(tǒng)的定制，開發(fā)了基于本平臺的嵌入式Linux操作系統(tǒng)；用C語言編寫了基于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的無線通信應用程序，通過數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收，實現(xiàn)了點菜數(shù)據(jù)在餐飲服務終端和服務器之間的無線傳輸；設計了點菜終端的圖形用戶界面，操作者可在此界面上進行點菜操作，實現(xiàn)點菜功能。 在開發(fā)過程中，對Linux操作系統(tǒng)的內核源碼、運行和管理機制進行了深入研究，就啟動代碼的更改和內核的裁減進行了探討和開發(fā)；應用程序采用共享內存的Linux多線程技術進行功能處理，就線程管理問題的進行了分析探討。
標簽： ARM 無線 服務 終端系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-12
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隨著計算機技術的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為計算機領域的一個重要組成部分，并成為近年來新興的研究熱點。ARM9TDMI是一種高效、低功耗的RISK處理器，以該內核為核心的S3C2410X是一款基于以太網(wǎng)應用的高性價比16/32位微控制器，非常適合嵌入式產(chǎn)品。文本提出并研究了基于ARM-Linux的嵌入式產(chǎn)品平臺，完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設計、實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的裁減和移植。并且系統(tǒng)充分利用ARM處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點，擴展平臺通用接口，為今后開發(fā)基于該平臺的應用系統(tǒng)提供了捷徑。 Linux由于其代碼開放性以及強大的網(wǎng)絡功能等特點，在許多的嵌入式網(wǎng)絡設備中有著廣泛應用，與其他的嵌入式操作系統(tǒng)相比，具有著更多的優(yōu)勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統(tǒng)，并在這個系統(tǒng)中實現(xiàn)Linux的一些基本操作。論文中介紹的硬件和軟件平臺也可以為實際應用提供很好的開發(fā)起點。 USB作為一種總線技術，已經(jīng)得到快速的普及和應用，本文實現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)下USB驅動程序的編程設計；此外，本文將嵌入式技術與無線通信技術結合起來，實現(xiàn)了基于ARM-9處理器的無線通信平臺的開發(fā)。 歸納起來本課題具體工作如下： 1)調研了國內外嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。并且詳細論述了基于ARM-9處理器的硬件結構、嵌入式操作系統(tǒng)以及開發(fā)流程。 2)詳細研究了Linux在ARM-9硬件平臺上的移植。包括移植環(huán)境的建立、BootLoader的制作、Linux的裁減和移植、根文件的制作等。 3)詳細分析并開發(fā)了Linux下USB驅動，包括主機控制器驅動以及設備驅動等內容。 4)基于ARM-9嵌入式微處理器，利用其性價比高，功能豐富，接口完善，可擴展性強等優(yōu)點將移動通信技術與嵌入式系統(tǒng)融合在一起。實現(xiàn)基于ARM-9處理器的無線通信平臺的開發(fā)。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，各類建設工程越來越多，這導致了國家對工程機械的需求越來越大，要求也越來越高。在機械和液壓技術已發(fā)展成熟的今天，信息化和智能化成了工程機械進行產(chǎn)品性能提升的新的突破口。而無線遙控技術是信息化的一個重要方面。 鑒于工程機械設備對無線遙控設備的需求，本文研制了用于工程機械的無線遙控器。因為工程機械對遙控通信的可靠性、抗干擾性和通信距離都有比較高的要求，所以本文沒有選擇紅外、藍牙等技術作為通信手段，而是選用高性能的射頻芯片ADF7020來搭建射頻模塊。在控制器方面，考慮到通信過程中需要進行非常復雜的編解碼運算，所以本文選用了運算速率較快的32位ARM核微控制器LPC2119。 論文首先在對上述兩塊主芯片進行深入研究的基礎上介紹了它們的功能特點和參數(shù)性能，與此同時還介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的相關知識。接著基于這兩塊芯片對遙控器的實施方案進行了設計，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩方面的內容，這構成了論文的主體內容之一。然后論文詳細深入的研究和討論了對遙控器通信性能起關鍵作用的差錯控制系統(tǒng)。研究內容包括循環(huán)碼、CRC碼、RS碼和交織技術等一系列的信道編碼理論，并且給出了各種編解碼的實現(xiàn)方法。基于這些理論，論文設計了一種CRC碼、RS碼以及交織技術相結合的差錯控制方法并將其應用在遙控器中，實際測試證明該方法從很大程度上提升了遙控器的通信性能。此外，還實現(xiàn)了遙控器的跳頻功能，可以有效的抵抗同頻干擾。論文的最后簡要介紹了系統(tǒng)開發(fā)調試環(huán)境以及仿真工具，并總結了軟件實現(xiàn)過程中對一些關鍵問題的處理辦法。
上傳時間： 2013-05-18
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軟開關技術是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關鍵技術，已成為現(xiàn)代電力電子技術研究的熱點之一。微處理器的出現(xiàn)促進了電力電子變換器的控制技術從傳統(tǒng)的模擬控制轉向數(shù)字控制，數(shù)字控制技術可使控制電路大為簡化，并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器，其反饋控制采用數(shù)字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理，推導了變換器各種狀態(tài)時的參數(shù)計算方程；設計了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng)，通過軟件設計實現(xiàn)了PWM移相控制信號的輸出；運用Pspice9.2軟件成功地對變換器進行了仿真，分析了各參數(shù)對變換器性能的影響，并得出了變換器的優(yōu)化設計參數(shù)；最后研制出基于該新型拓撲和數(shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關電源，給出了其主電路、控制電路、驅動電路、保護電路及高頻變壓器等的設計過程，并在實驗樣機上測量出了實際運行時的波形。 理論分析與實驗結果表明：該變換器拓撲能實現(xiàn)超前橋臂的零電壓開關，滯后橋臂的零電流開關；采用ARM微控制器進行數(shù)字控制，較傳統(tǒng)的純模擬控制實時反應速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡單、設計更靈活等，為實現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎，具有廣泛的應用前景和巨大的經(jīng)濟價值。
上傳時間： 2013-08-03
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隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)控制領域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，開始向網(wǎng)絡化方向發(fā)展。本文即從未來工業(yè)控制網(wǎng)絡發(fā)展的需要出發(fā)，設計并實現(xiàn)了以S3C2410微處理器為核心的嵌入式網(wǎng)絡控制器。 本文以S3C2410-32 位微處理為核心，設計并實現(xiàn)了具有1路以太網(wǎng)接口、1路 USB Host 接口、1路USB Device 接口、3路RS232串口、1個CAN總線擴展卡、1個RS485擴展卡、1個RS422擴展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路 PWM、一個 240×320TFT LCD 顯示觸摸屏的功能強大的嵌入式網(wǎng)絡控制器。并在此基礎上，結合嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE建立了一個嵌入式軟件開發(fā)平臺。 在深入研究和分析CANopen協(xié)議的基礎上，實現(xiàn)了基于Windows CE 的嵌入式 CANopen 協(xié)議棧，大大提高了嵌入式網(wǎng)絡控制器在現(xiàn)場總線上的通信和控制能力，為新型的網(wǎng)絡控制算法研究提供了實驗平臺。在探討了TCP/IP協(xié)議的基礎上研究了基于 Windows CE 的嵌入式 TCP/IP 協(xié)議棧，掌握了Windows CE 平臺的網(wǎng)絡 Socket 通信編程，使控制器能夠通過以太網(wǎng)接到Intranet或Intemet上。 在完成嵌入式網(wǎng)絡控制器硬件與軟件設計的基礎上，將控制器應用到了網(wǎng)絡化的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的中央數(shù)控單元中，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)等數(shù)控設備小型化、網(wǎng)絡化和集成化的需要。并以此為基礎，結合計算機控制實驗室建設，構建了三層(信息層、控制層和設備層)工業(yè)網(wǎng)絡實驗平臺，實現(xiàn)了實驗室設備真正的網(wǎng)絡互連，為網(wǎng)絡控制研究提供了一個高性能的平臺。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡 控制器
上傳時間： 2013-06-10
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嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)已成為新的行業(yè)熱點，將嵌入式應用于工業(yè)控制類產(chǎn)品中，并開發(fā)出優(yōu)秀的人機交互界面，是嵌入式發(fā)展的趨勢，擁有廣闊的市場前景。近年來的市場需求顯示越來越多的嵌入式系統(tǒng)包括PDA、機頂盒、DVD/VCD播放機、WAP手機等均要求提供一個方便簡潔的可視化操作界面，而這些都要求有一個高性能穩(wěn)定可靠的GUI(GraphicalUser Interface)來提供支持。友好的圖形人機界面為嵌入式系統(tǒng)的人機交互提供豐富的圖形圖像信息、直觀的表達方式。嵌入式GUI作為人機界面的軟件系統(tǒng)，具有簡潔、美觀、方便好用且更具人性化的特點，采用嵌入式GUI進行人機界面設計能夠提高設備開發(fā)效率、節(jié)省維護成本、豐富人機交互信息，因而，已經(jīng)被越來越多的領域所采用。 本文研究設計了一種基于ARM微處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的嵌入式GUI應用平臺的方案。以SmartARM2200開發(fā)板為硬件平臺(基于PHILIP公司的微處理LPC2210)，在ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境下，首先對嵌入式實時操作系統(tǒng)μ/OS-Ⅱ的特點、移植條件、性能等方面進行應用研究，重點分析了μ/OS-Ⅱ的移植過程，給出了移植的思路，總結了移植過程中應注意的問題，提出了簡潔高效的移植方法；其次詳細講述了如何利用圖形用戶界面開發(fā)工具MiniGUI進行圖形用戶界面的開發(fā)，包括鼠標、鍵盤、菜單、繪圖等功能的實現(xiàn)。該嵌入式GUI應用平臺既可以滿足用戶對應用系統(tǒng)實時性和快速處理的要求，又能夠給用戶提供生動、直觀的圖形人機交互界面，具有廣泛的應用前景。
標簽： ARM GUI 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-06
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