嵌入式系統產品開發現已成為IT產業的主流發展方向之一,在不同應用領域的嵌入式系統產品開發中,都涉及到的一個共性關鍵技術是:嵌入式系統開發平臺的研究與設計。 本文密切結合實際科研項目,采用軟、硬件協同設計的研究方法,設計了一套基于ARM微處理器架構的嵌入式系統開發平臺,為應用系統的開發者完成了大部分共性的底層設計工作,并針對現代酒店客房管理與控制系統的功能要求,以此平臺為基礎,開發了一個樓層機控制系統,并成功運用于深圳某國際大酒店的客房控制系統中,驗證了本文研發成果的有效性和推廣應用價值。 論文首先分析了當前國內外嵌入式系統的研究現狀,然后研究了基于S3C44BOX開發板的硬件設計和實現過程,分別給出了電源模塊、MCU核心模塊、存儲器模塊、I/O接口模塊、通信接口模塊、調試以及系統擴展接口等主要模塊的設計方法和電氣原理圖;使用CPLD實現了多功能JTAG調試器,在SDT環境下完成了硬件調試工作;研究了嵌入式操作系統的移植技術,針對VxWorks操作系統下載與應用,開發了適用于S3C44BOX的板級支持包,成功完成了BootRom和VxWorks兩種映像的生成和加載;在論文的最后,研究了本平臺在酒店客房控制系統中的實際應用方法,設計其作為樓層機的實現方案,討論了網絡通信與控制的工作原理,并給出了主要程序的流程圖。
上傳時間: 2013-06-02
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偏振模色散(PMD)是限制光通信系統向高速率和大容量擴展的主要障礙,尤其是160Gb/s光傳輸系統中,由PMD引起的脈沖畸變現象更加嚴重。為了克服PMD帶來的危害,國內外已經開始了對PMD補償的研究。但是目前的補償系統復雜、成本高且補償效果不理想,因此采用前向糾錯(FEC)和偏振擾偏器配合抑制PMD的方法,可以實現低成本的PMD補償。 在實驗中將擾偏器連入光時分復用系統,通過觀察其工作前后的脈沖波形,發現擾偏器的應用改善了系統的性能。隨著系統速率的提高,對擾偏器速率的要求也隨之提高,目前市場上擾偏器的速率無法滿足160Gb/s光傳輸系統要求。通過對偏振擾偏器原理的分析,決定采用高速控制電路驅動偏振控制器的方法來實現高速擾偏器的設計。擾偏器采用鈮酸鋰偏振控制器,其響應時間小于100ns,是目前偏振控制器能夠達到的最高速率,但是將其用于160Gb/s高速光通信系統擾偏時,這個速率仍然偏低,因此,提出采用多段鈮酸鋰晶體并行擾偏的方法,彌補鈮酸鋰偏振控制器速率低的問題。通過對幾種處理器的分析和比較,選擇DSP+FPGA作為控制端,DSP芯片用于產生隨機數據,FPGA芯片具有豐富的I/O引腳,工作頻率高,可以實現大量數據的快速并行輸出。這樣的方案可以充分發揮DSP和FPGA各自的優勢。另外對數模轉換芯片也要求響應速度快,本論文以FPGA為核心,完成了FPGA與其它芯片的接口電路設計。在QuartusⅡ集成環境中進行FPGA的開發,使用VHDL語言和原理圖輸入法進行電路設計。 本文設計的偏振擾偏器在高速控制電路的驅動下,可以實現大量的數據處理,采用多段鈮酸鋰晶體并行工作的方法,可以提高偏振擾偏器的速率。利用本方案制作的擾偏器具有高擾偏速率,適合應用于160Gb/s光通信系統中進行PMD補償。
上傳時間: 2013-04-24
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雙基地合成孔徑雷達(簡稱雙基地SAR或Bistatic SAR)是一種新的成像雷達,也是當今SAR技術的一個發展方向,在軍用及民用領域都具有良好的應用前景,近年來成為研究的熱點。本文則側重于研究雙基地SAR的距離一多普勒(R-D)成像算法的實現。 在雙基地SAR系統及成像算法的研究方面,推導了雙基地SAR的系統分辨特性及雷達方程,分析了主要系統參數之間的約束關系。針對正側視機載雙基地SAR系統,本文對距離一多普勒算法進行了推廣。最后得到點目標的仿真結果。 在成像算法的FPGA實現上,在System Generator環境下對算法進行定點仿真。完成距離一多普勒成像算法的硬件實現,其中包括了FFT快速傅立葉變換、硬件乘法器、:Rocket I/O接口設計、DCM數字時鐘管理等主要部分。針對硬件實現的特點,對算法的部分運算進行了簡化。 為了對算法實現進行驗證,設計開發了該算法的硬件測試平臺。主要基于ML310評估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405,完成其硬件部分的設計,主要包括了Aurora協議接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中斷、時鐘等部分。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著微電子技術和電力電子技術的飛速發展,運動控制系統正朝著通用化、智能化、微型化的方向發展。目前,以數字信號處理器(DSP)和現場可編程門陣列(FPGA)為核心的運動控制卡已成為運動控制器的發展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機,將PC機強大的信息處理能力和開放式特點與運動控制卡的運動控制能力相結合,具有信息處理能力強、開放程度高、運動控制方便、通用性好的特點。因此,本文通過對運動控制技術的深入研究,開發了一款以DSP和FPGA為主控單元、基于PCI總線的運動控制卡。 首先,設計了運動控制卡硬件電路,對控制卡的DSP和FPGA外圍電路、PCI總線接口電路、模擬量輸出電路、編碼器信號采集電路、通用I/O接口電路等實現方法進行了詳細討論。 為提高控制卡的硬件集成度和可靠性,通過對FPGA的編程設計,在FPGA中實現了PCI總線目標設備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補電路、DAC接口電路、編碼器信號處理電路和數字I/O信號處理電路。 基于改進的數字PID控制器和前饋控制,設計開發了運動控制卡的位置閉環伺服控制器,并整定了控制器參數,獲得良好的伺服控制特性。 最后,采用WinDriver開發了控制卡的驅動程序,并詳細介紹了驅動程序的開發流程。
上傳時間: 2013-08-01
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目錄 第1章 概述 1.1 采用C語言提高編制單片機應用程序的效率 1.2 C語言具有突出的優點 1.3 AvR單片機簡介 1.4 AvR單片機的C編譯器簡介 第2章 學習AVR單片機C程序設計所用的軟件及實驗器材介紹 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C語言編譯器 2.2 AVR Studio集成開發環境 2.3 PonyProg2000下載軟件及SL—ISP下載軟件 2.4 AVR DEM0單片機綜合實驗板 2.5 AvR單片機JTAG仿真器 2.6 并口下載器 2.7 通用型多功能USB編程器 第3章 AvR單片機開發軟件的安裝及第一個入門程序 3.1 安裝IAR for AVR 4.30集成開發環境 3.2 安裝AVR Studio集成開發環境 3.3 安裝PonyProg2000下載軟件 3.4 安裝SLISP下載軟件 3.5 AvR單片機開發過程 3.6 第一個AVR入門程序 第4章 AVR單片機的主要特性及基本結構 4.1 ATMEGA16(L)單片機的產品特性 4.2 ATMEGA16(L)單片機的基本組成及引腳配置 4.3 AvR單片機的CPU內核 4.4 AvR的存儲器 4.5 系統時鐘及時鐘選項 4.6 電源管理及睡眠模式 4.7 系統控制和復位 4.8 中斷 第5章 C語言基礎知識 5.1 C語言的標識符與關鍵字 5.2 數據類型 5.3 AVR單片機的數據存儲空間 5.4 常量、變量及存儲方式 5.5 數組 5.6 C語言的運算 5.7 流程控制 5.8 函數 5.9 指針 5.10 結構體 5.11 共用體 5.12 中斷函數 第6章 ATMEGA16(L)的I/O端口使用 6.1 ATMEGAl6(L)的I/O端口 6.2 ATMEGAl6(L)中4組通用數字I/O端口的應用設置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事項 6.4 ATMEGAl6(L)PB口輸出實驗 6.5 8位數碼管測試 6.6 獨立式按鍵開關的使用 6.7 發光二極管的移動控制(跑馬燈實驗) 6.8 0~99數字的加減控制 6.9 4×4行列式按鍵開關的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中斷系統使用 7.1 ATMEGA16(L)的中斷系統 7.2 相關的中斷控制寄存器 7.3 INT1外部中斷實驗 7.4 INTO/INTl中斷計數實驗 7.5 INTO/INTl中斷嵌套實驗 7.6 2路防盜報警器實驗 7.7 低功耗睡眠模式下的按鍵中斷 7.8 4×4行列式按鍵的睡眠模式中斷喚醒設計 第8章 ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊 8.1 16×2點陣字符液晶顯示器概述 8.2 液晶顯示器的突出優點 8.3 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)引腳及功能 8.5 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)的內部結構 8.6 液晶顯示控制驅動集成電路HD44780特點 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作時序 8.10 8位數據傳送的ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.11 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位數據傳送的ATMEGA16(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.14 4位數據傳送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定時/計數器 9.1 預分頻器和多路選擇器 9.2 8位定時/計時器T/C0 9.3 8位定時/計數器0的寄存器 9.4 16位定時/計數器T/C1 9.5 16位定時/計數器1的寄存器 9.6 8位定時/計數器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C語言編譯器安裝 9.9 定時/計數器1的計時實驗 9.10 定時/計數器0的中斷實驗 9.11 4位顯示秒表實驗 9.12 比較匹配中斷及定時溢出中斷的測試實驗 9.13 PWM測試實驗 9.14 0~5 V數字電壓調整器 9.15 定時器(計數器)0的計數實驗 9.16 定時/計數器1的輸入捕獲實驗 ......
上傳時間: 2013-07-30
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在比較常用串口通信實現形式的利弊基礎上,針對某廠輪胎里程試驗機監控系統的特點,設計并實現了串口通信動態鏈接庫(DLL),詳細介紹了多線程理論、重疊I/O方式,給出了程序流程圖,對一些關鍵代碼進行了說明
上傳時間: 2013-07-19
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本文以一個PDA項目為依托,在項目中,主要是開發該設備的軟件。其工作包括:上層應用程序的開發、引導程序的編寫、Linux操作系統的移植和各種外設驅動程序的編寫以及文件系統的改進。 本文首先分析了Linux操作系統的虛擬文件系統、高速緩沖區、MTD以及驅動程序模塊。接著,本文分析了JFFS2文件系統的不足,以及在大容量閃存設備中掛載速度過慢的原因。然后,本文結合JFFS2文件系統在開發過程中所出現的各種問題,以及在大容量閃存芯片上進行掛載時的性能要求,對JFFS2文件系統作了一些實際的改進。文中的創新性貢獻包括以下幾個方面: (1)在掃描一個擦除塊之前,首先把擦除塊中的所有內容讀進內存。然后,在內存中進行所有的判斷操作以及拷貝,這樣就可以減少I/O操作。另外,由于所有的拷貝操作都在內存中進行,所以掛載速度就可以有所提升。 (2)通過加入“空閑區域管理節點”對閃存中的空閑區域進行管理。這樣,在掃描的過程中,一旦發現該節點就可以跳過它所描述的空閑區域,從而加快掛載的速度。 (3)在掃描的階段中對有效數據實體進行硬鏈接數的計算,因此,臨時目錄節點就不需要創建了,這樣也免除了臨時目錄的刪除步驟,所以對掛載速度也有明顯的提高。 最后,基于以上的研究與改進,結合本項目的實際要求,對大容量閃存設備的JFFS2文件系統的掛載過程進行了改進的實踐。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著液晶顯示技術的發展,我們的日常生活中出現了各種各樣功能強大的顯示系統。本文主要以液晶顯示技術的基本原理為理論基礎,探討并比較了單片機和ARM微處理器作為液晶顯示控制系統各自的優缺點,并設計和完成了~套基于ARM微處理器的液晶顯示控制系統。 該系統以Samsung公司的ARM微處理器芯片S3C4510B為CPU,根據ARM微處理器的特點,本文系統地分析了電源及復位電路、晶振電路、Flash 存儲器接口電路、SDRAM存儲器接口電路、串行接口電路、JTAG接口電路以及10M/100M以太網接口電路的設計方法。同時,重點描述了液晶顯示模塊電路和鍵盤控制電路的設計與實現。在各個部分硬件電路的調試成功過后,介紹了Bootloader的下載以及uClinux操作系統的下載和編譯。在液晶顯示控制系統的軟件設計部分,本文重點分析了在uClinux操作系統下進行的用戶程序的開發。根據液晶顯示模塊的特點和對鍵盤控制電路的I/O口配置,對整個顯示控制系統的程序設計作出了一定的分析。最終通過對系統的調試,實現了ARM微處理器系統對LCD液晶顯示器的顯示控制。
上傳時間: 2013-04-24
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按照公安部規定,我國從 2004 年開始換發第二代居民身份證,預計到 2008 年基本完成第二代居民身份證的換發工作。第二代身份證與第一代身份證最大的區別在于:它的內部嵌入了一枚指甲蓋大小的非接觸式 IC 芯片,該芯片內存儲有姓名、性別等9項信息。本課題設計出一款基于 ARM 和 GPRS 技術的第二代身份證無線手持閱讀器,該閱讀器能讀出第二代身份證內 IC 卡信息,并可通過 GPRS 網絡將信息進行無線傳輸。 本文以該閱讀器的設計為主線,論述的主要內容如下: 1.介紹了課題背景及意義。全國 9 億第二代身份證的換發,必然帶來各行業對閱讀器的大量需求,而現有閱讀器的弊端促使了對閱讀器做更深入的研究。 2.介紹了相關概念及技術,包括:無線射頻識別技術、ISO/IEC14443 協議、嵌入式系統、ARM、GPRS技術等。 3.詳細介紹了該閱讀器的硬件設計方法,并給出主要硬件模塊電路原理圖及其 PCB 板設計方法,同時也簡單介紹了硬件的焊接和調試過程。 4.詳細介紹了該閱讀器的軟件設計方法,包括:讀卡模塊驅動程序、GPRS 模塊驅動程序、人機對話模塊驅動程序、I/O 口驅動程序的流程圖和部分代碼。 5.為使該閱讀器安全可靠地運行,對閱讀器進行了各種功能測試,包括:讀卡功能、GPRS 數據傳輸功能、人機接口功能。 通過功能測試,該閱讀器能準確讀取第二代身份證內信息并通過GPRS 網絡成功將信息發送出去。該閱讀器與市面上現有的閱讀器相比,具有可脫機操作、無線傳輸、小巧靈便的優點。由于該閱讀器軟件采用模塊化的設計方法,可以方便移植到其他非接觸卡閱讀器中,因此本閱讀器具有非常廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-06-10
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如今IC設計進入了SOC(System-on-chip)設計時代。SOC是指在單一芯片上集成了微控制器、數字信號處理器、存儲器、I/O接口等,可以實現信號采集、轉換、存儲、處理等功能的芯片。SOC設計是基于IP可重用性的設計過程。現在已有不少公司成功地開發了各種SOC總線規范,以便于IP核的可復用性設計。其中,ARM公司開發的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Arehitecture)規范已經成為嵌入式應用的行業標準。嵌入式SOC芯片廣泛應用于消費電子產品中,近年來隨著彩屏手機、PDA等移動終端的普及,液晶電視等平板顯示器件的推廣,液晶顯示器已經逐漸取代CRT成為主流的顯示器件。LCD Driver IC作為液晶顯示器的重要部件,需求量也日益增大。嵌入式液晶顯示系統的設計是當今SOC設計中不可缺少的部分,而基于AMBA總線規范的LCD顯示系統更是具備良好的性能和較大的潛力。 本文提出了一種基于AMBA總線規范的彩色TFT-LCD數字圖像顯示解決方案,硬件設計上包括APB存儲接口模塊、LCD控制模塊,并用VHDL硬件描述語言進行了功能仿真,采用Mentor公司Modelsim5.8完成了系統功能驗證;軟件設計上完成了基于SAMSUNG公司S6D0110 TFT-LCD驅動芯片的測試程序的編寫和系統測試。本設計不需要掌握TFT-LCD內部構造,復雜的內部驅動原理,只需要掌握AMBA總線規范和LCD的MPU并行接口時序,采用本課題設計出的LCD顯示控制模塊簡單實用,便于推廣應用。 本課題基于Xilinx公司的VirtexⅡ FF1152 PROTO開發平臺完成了軟件調試,實現了TFT-LCD圖像顯示。調試結果表明硬件和軟件設計正確且取得了較為滿意的結果。
上傳時間: 2013-06-02
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