根據機械電子工程類專業測控實驗教學平臺數據采集的需要,在綜合考慮成本和性能基礎上,提出以為主處理芯片的數據采集卡設計方案。 該方案的主要特點是,使用基于ARM7TDMI內核的,工作主頻最高可達44MHz;內置高性能的ADC和DAC模塊,采樣速度最高可達1MSPS,采樣精度為12位;模擬信號輸入通道最多可達16路,模擬信號輸出通道最高可達4路;具有豐富的外設資源可以使用,GPIO口數目最高可達40個。 在設計中采用了模塊化思想,將系統分為四個功能模塊:主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出;模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調理;數字信號模塊引出32路數字I/O口,可用于需要采集數字量的場合;JTAG模塊可進行程序的調試和下載,對于數據采集卡的二次開發有很大的作用。 在本數據采集卡上,嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統的移植,成功實現了四個任務的管理。在實際應用中,工作數小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數據采集卡的串口通訊能力,利用LabVIEW程序讀取下位機串口發送的已采集到的數據,進行波形圖繪制。 為檢驗本數據采集卡的ADC和DAC精度,設計實驗利用DAC輸出波形,并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示,測量結果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB(Least Significant Bit)范圍內,表明本數據采集卡已基本實現預期設計指標。
上傳時間: 2013-04-24
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傳統的基于PC機的圖像處理系統,體積龐大,不具有便攜性,而限制了其在移動通信、便攜設備等領域的應用。開發低功耗、小型化、便攜性的嵌入式圖像處理系統具有現實的意義和廣泛的應用用前景。本文對系統進行功能分析和總體設計,選取LPC2104作為核心單元,介紹了ARM的嵌入式硬件平臺的設計與實現,包括系統基本模塊的硬件設計和開發過程,具體有電源電路和時鐘電路、存儲電路、USB攝像頭接口電路和LCD電路等,完成了Linux操作系統內核的定制和交叉編譯、BootLoader、驅動程序的開發,對圖像進行灰度化和均衡化等預處理,得到比較清晰的圖像。最后總結了本課題研究所取得的成果及其不足之處,對研究進行了總結和展望。
上傳時間: 2013-07-20
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目前,織機向著高速化、智能化方向發展,無梭織機也越來越占主導地位,開發中高檔織機控制系統是當前紡織機械領域的重要課題。織機的電子送經和卷取控制系統是中高檔織機控制的關鍵技術之一,同時它也是無梭織機優越于有梭織機的重要特征之一,因此研究送經和卷取控制系統具有重要意義。 本文研究的內容是織機的送經和卷取控制系統,主要目的是保證織機在織造過程中紗線張力的動態穩定。主要工作如下: (1)在分析送經卷取系統原理和功能的基礎上,提出了一種用較低成本完成所需控制功能的解決方案——以ARM嵌入式處理器S3C44B0為中心構建硬件平臺,以嵌入式操作系統uClinux為基礎構建軟件平臺。 (2)利用嵌入式處理器S3C44B0豐富的硬件資源,對電子送經卷取控制系統進行硬件設計:包括以S3C44B0為核心的最小系統電路的設計、與上位機通訊接口電路的設計、經紗張力檢測與采樣電路的設計、伺服電機驅動接口電路的設計和編碼器接口電路的設計等. (3)利用嵌入式操作系統uClinux高實時、多任務等優點,對電子送經卷取控制系統進行軟件設計: ●在分析uClinux系統的特點和功能的基礎上,完成了在硬件電路板上的移植; ●在分析系統引導程序功能的基礎上,完成了Boot Loader的設計; ●完成了系統設備驅動程序的設計:包括串口驅動程序設計、A/D驅動程序的設計和IIC驅動程序的設計等; ●在對織機工藝了解的基礎上,以模塊化的思想完成了系統應用程序的設計:包括張力傳感器數據采集模塊、控制算法模塊和通訊模塊等; (4)詳細介紹了整個控制系統的調試過程。 本文設計的系統能使控制的經紗張力恒定,反應快速,控制精度高,很好地解決了開車痕等問題,能滿足中高檔織機的要求,具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術和互聯網技術的發展,嵌入式系統已成為近年來新興的研究熱點。嵌入式系統的硬件核心是嵌入式微處理器,ARM處理器以其高性能、低功耗、低成本等優點占領了嵌入式系統處理器的大部分市場,基于ARM的嵌入式系統的應用已深入到工業控制、網絡通訊設備等領域。Linux作為功能強大、源碼公開的操作系統,在嵌入式領域中被廣泛應用。 本文針對自動售貨機控制系統在校園一卡通系統中的應用要求,以開發具有射頻卡結帳功能的新型自動售貨機控制系統,并與校園一卡通信息管理系統相連為目標,提出了基于ARM-Linux的自動售貨機控制器總體設計方案。根據方案對自動售貨機控制系統進行總體設計,在分析嵌入式軟硬件可實現模塊化設計的基礎上,采用數據處理能力強和能夠實現數據網絡傳輸的HMS30C7202微處理器,對ARM處理器最小系統和關鍵的接口電路進行了硬件結構設計,系統擴展有FLASH、EPROM、以太網接口、RS232接口、GPIO接口、USB接口等外圍電路。利用Protel軟件完成了開發板的原理圖設計、繪制以及印刷電路板布局布線工作,PCB設計以高速電路設計為準則,集成了多種接口電路,完成了硬件系統的設計。研究了嵌入式Linux操作系統下的自動售貨機控制系統軟件環境建立方法,論述了移植Linux到ARM控制板的過程,分析了嵌入式軟件的應用程序架構與各部分設備驅動程序的設計方法,設計了硬件驅動程序。在嵌入式軟、硬件開發的基礎上,對基于ARM的嵌入式自動售貨機控制系統進行實例研究和系統功能調試,完成了自動售貨機控制系統的基本功能,并使系統能夠基于以太網進行數據通信,為進一步的開發和應用提供了良好的基礎。
上傳時間: 2013-07-05
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隨著國有銀行向商業銀行的轉變,銀行的設備采購標準會越來越高,與此同時,銀行柜臺業務量的增加,使得老一代的銀行專用打印機無論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心,為了占領市場,公司有必要開發新型的、使用更加方便的打印機。 老一代打印機在打印存折時,柜臺工作人員要把存折放準位置,要不然打印會偏離預定位置,在打印信函時,有的冷僻字無法打印出來,軟件無法下載升級。為了加快柜臺處理速度,減小柜臺工作人員的工作量,需要開發能自動糾偏定位,字符完善的打印機。 本文在分析需求的基礎上,比較當前流行的處理器,選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心,使用Xilin公司的20萬門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制,通過光電傳感器和相關的控制電路來實現自動糾偏定位。在嵌入式操作系統上選用Nucleus Plus,約95%的Nucleus Plus代碼用C語言編寫,因此它能很方便移植,同時它還提供全部源代碼,這樣便于開發。另外,它還只要一次性付費,這使得它有很好的成本優勢。 文中詳細說明了本系統的硬件、固件的實現。在硬件上闡述了一些單元電路,包括存儲器電路,接口電路,傳感器電路等的設計思路和實現方法。通過光電傳感電路,步進電機控制和軟件結合,形成閉環控制,從而實現了快速自動糾偏定位;通過大屏幕的LCD顯示實現了操作界面的簡單化;采用大容量的存儲器以及大字庫解決了冷僻字無法打印的問題;固件部分詳細闡述了系統上電啟動過程,包括Bootstrap模塊和loader模塊,Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲器,初始化基本硬件以及Loader模塊的自動在線下載升級。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼,初始化鍵盤和顯示器,然后調用Nucleus Plus初始化代碼,從而建立和調用任務。 本文通過總結測試結果,與老一代打印機相比,新打印機在智能化上實現了自動糾偏定位,使得打印機操作人員不需要準確放置存折,就能正確打印,提高了工作效率;在打印速度上比原系統提高30%,還可方便地實現軟件升級。 當然,新的打印機在存折偏移很大時,要耗費長時間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進一步的改進。
上傳時間: 2013-04-24
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噴油泵是柴油機燃油噴射系統中燃油的控制、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、尾氣的排放質量等。準確測試噴油泵的各種技術參數對提高柴油機的各項技術性能具有十分重要的意義。嵌入式系統技術已經成為了最熱門的技術之一。基于ARM的嵌入式技術己經成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。ARM公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強等諸多優異性能,應用越來越廣泛。uCLinux操作系統是從Linux衍生出來的一種操作系統,它是專為無MMU的微控制器開發的嵌入式Linux操作系統。它支持眾多嵌入式處理器類型,具有完善的各類驅動支持。 本文從噴油泵試驗臺控制系統總體結構入手,在詳細分析了系統所要檢測和控制的參數的基礎上,設計出噴油泵試驗臺控制系統總體架構。噴油泵試驗臺控制系統由兩個模塊組成:以80C196KB單片機為中心的噴油泵控制及數據采集系統,以S3C44BOX為中心的上位機監控及管理系統。下位機通過RS232串口接收上位機的命令并執行噴油泵試驗臺的電機轉速控制、燃油溫度控制、噴油次數計數、提前角監控及燃油壓力顯示。上位機是整個試驗臺控制系統的管理者,主要完成給下位機發送特定的操作命令,完成實驗數據的顯示、收集和存儲,它有友好的中文顯示界面,可以完成簡單的數據管理操作。 文中詳細闡述了上位機的操作系統uCLinux的特點和移植過程。同樣對上位機的界面設計及運行環境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,對噴油泵控制系統采用模糊控制算法進行優化設計。詳細描述了模糊控制器設計所包含的三個主要部分:清晰量的模糊化接口、模糊控制規則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過試驗證實,本文設計的噴油泵試驗臺控制系統技術路線正確合理。相信該可靠實用的控制系統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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遠程監控系統是許多重要場所諸如電力、郵電、銀行、交通、商場等需要信息廣泛交流企業的生產與管理的必備系統。傳統遠程監控系統的實現方式一般都需要自己建設并維護有線或無線網絡,維護費用高,通信距離有限。隨著通信技術的發展,原有的遠程監控系統已經日益不能滿足多方面的要求,我們需要實時性更高,通信距離更遠,成本更低的通信方式,本文就此提出了一種基于GPRS的遠程數據監控系統。 本文的創新點是采用了GPRS技術中的TCP傳輸方式來傳輸監控系統采集的圖像數據,相比傳統有線網絡,在維護成本,通信距離上有了很大的提高,相比傳統無線網絡在實時性,傳輸速率,可靠性上有了明顯的改善。 本論文分幾個部分詳細介紹了課題的研究內容。第一部分主要介紹了課題背景和監控系統的發展歷史及各類監控系統的比較。第二部分描述了本監控系統中遠程終端硬件系統搭建工作,包括各部分器件的選取以及在S3C4480為核心的開發板上擴展出LM9617接口。第三部分描述了以uC/OS操作系統為核心的遠程終端軟件設計流程,包括uC/OS操作系統和FAT16文件系統的移植,LCD顯示驅動, Nand-flash底層驅動的編寫等工作。第四部分詳細說明了本系統圖像采集的具體軟件實現,包括根據實際情況配置CMOS圖像傳感器LM9617的寄存器以及從LM9617中讀取圖像數據然后將數據寫入Nand-flash存儲器的具體過程。第五部分詳細說明了本系統圖像數據傳輸的具體軟件實現,采用的是GPRS企業公網組網方式,包括遠程終端程序設計和監控中心服務器搭建兩部分工作。遠程終端程序設計包括初始化串口通信,將Nand-flash中的圖像數據讀出并通過GPRS模塊GM862發送到監控中心服務器上;監控中心服務器程序設計包括啟動建立并啟動Socket監聽,以及收到連接請求后GPRS通信鏈路的建立。最后分別用TCP和UDP兩種傳輸方式對監控系統進行了測試,證明了GPRS的TCP傳輸方式確實更適合于監控系統。
上傳時間: 2013-07-19
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在當前的數字信息技術和網絡技術高速發展的后PC時代,嵌入式系統技術已經廣泛地滲透到人們生活的各個方面。由于嵌入式系統的交互性比較強,液晶屏做為輸出設備對漢字顯示又尤為重要,但很多關于嵌入式系統開發、應用的教材中,對于液晶屏的程序設計也只是初始化和測試的編程,沒有進一步的應用開發。所以選擇了該畢業設計題目,以完善液晶屏的漢字顯示功能。 在選定了畢業設計題目之后,隨著開發研究的不斷深入,主要完成了以下工作: 首先,對三種常用的嵌入式操作系統進行了分析比較,對項目開發是否選用操作系統提出了自己的見解,結合本次畢業設計的實際應用,選擇了不使用操作系統而是利用Bootloader引導的方法。 其次,選定硬件開發系統后,把單片機的傳統調試方法與ARM的邊界掃描技術進行了分析比較,并在實際應用開發中采用了邊界掃描技術。 再次,由于在C語言程序運行前需要加入一些必要的初始化代碼,于是又完成了對44binit.s初始化程序的分析與設計。 最后,在編寫漢字顯示程序時,采用了讀取字庫法顯示漢字方案和讀取字模數據輸出漢字方案分別實現了液晶屏的漢字顯示,并取得了良好的效果。 本文不但說明了如何利用ARM處理器實現液晶屏的漢字顯示,還講述了開發ARM處理器應用程序的一個完整的過程。隨著嵌入式技術的不斷普及,對ARM處理器的學習、應用、開發都有一定的幫助作用。
上傳時間: 2013-04-24
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11201頻率計算器含有多種頻率計算工具,有LC諧振頻率計算軟件,RC諧振頻率計算工具,并含有多種軟件
上傳時間: 2013-07-26
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開關磁阻電機是電機技術與現代電力電子技術、微機控制技術相結合的產物,既具有結構簡單堅固、成本低、容錯能力強,耐高溫等優點,又在高度發展的電力電子和微機控制技術的支持下獲得了良好的可控性能,目前己經在多個工業部門得到應用。因此,開關磁阻電機在驅動調速領域有著良好的發展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎上,以philip公司生產的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,設計并制作了SRM控制器與系統軟件。本文以開關磁阻電機的調速控制策略及其控制實現方法為主要研究內容,對開關磁阻電機的數學模型、功率變換器技術、控制策略、控制方案的實現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磁阻電機調速系統的構成及基本工作原理,綜述了開關磁阻電機的國內外發展現狀、特點及研究動向,總結了開關磁阻電機系統存在的技術問題,提出了本文的研究目的和主要研究內容。 第二部分引用并討論了SR電動機的基本數學模型和準線性數學模型,然后基于此重點分析了與電動機運行特性密切相關的相電流波形與轉子角位移的函數關系,最后根據課題所關心的控制系統設計,在理論分析的基礎上提出了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電動機調速系統的硬件設計進行了詳細說明,主要包括以LPC2101為核心的控制系統的研究與設計,根據SR電機的控制特點,盡可能地開發了LPC2101的硬件資源和軟件資源,使控制系統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計和制作,分析了各種主電路形式的優缺點,采用了新型IGBT功率管作為主開關元器件,使功率變換器結構得到簡化,設計了IGBT的功率驅動電路,并專門設計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護等保護單元,保證了整個系統安全可靠地運行,然后分析了SR電動機控制系統位置傳感器檢測電路設計、電流及電壓斬波電路設計、電流檢測及保護電路設計等。 第四部分主要介紹了系統的總體控制思想,分析了各個運行階段的控制策略,對控制策略的軟件實現進行了設計,并給出了軟件實現的具體流程圖,直觀地體現了軟件編程思想。最后,對系統進行了實驗研究及分析。目前,該控制系統已調試完畢,基本實現預期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關磁阻電動機控制系統進行了研究,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數字調節,發出相通斷信號和PWM信號,并和電流、電壓等保護信號相結合,實現對主功率元件的通斷控制。并且設計了相應的外圍硬件檢測、保護、控制及人機接口電路,使控制系統結構緊湊,可靠性高;系統的控制軟件設計,采用模塊化的程序設計方法,增強了系統的可讀性及可維護性,實現了一種電壓斬波和電流斬波控制相結合的控制方式;結合系統的硬件設計,開發了相應的軟件模塊,使系統具有完善的保護和控制性能。 本系統經過試驗,調速范圍可達100~2000轉/分,效率較高,性能優良,驗證了控制思想和控制方法的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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