當今繡花機市場蓬勃發(fā)展，繡花機控制系統(tǒng)作為繡花機最核心的部分，是提高性能和降低成本的關鍵。本文結合浙江虎王科技有限公司與浙江大學的合作項目“繡花機控制系統(tǒng)”，設計出一套基于ARM的技術先進、功能精簡、高性價比的繡花機控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，先根據(jù)市場需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構建了總體架構,選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺，然后采用先進的設計方法對繡花機控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設計。 第一章介紹了繡花機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點和發(fā)展，闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應用現(xiàn)狀，提出了論文的主要研究內容，最后給出了論文的總體結構。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，選擇了軟硬件協(xié)同設計法為本系統(tǒng)的設計方法，論述了EDA技術的工作范圍和設計步驟，詳細討論了軟件的結構化設計方法和面向對象設計方法的原理，最后給出了繡花機控制系統(tǒng)的設計原則。 第三章根據(jù)市場需求劃分了繡花機控制系統(tǒng)的功能模塊，構建了系統(tǒng)總體架構，并分析了每個模塊的具體功能；根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機控制系統(tǒng)的上位機和下位機CPU芯片、操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構，在選好的CPU芯片的基礎．卜確定了繡花機控制系統(tǒng)的硬件框架，詳細設計了電源電路、復位電路、存儲器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機電接口電路。 第五章按照上位機和下位機的層次構建了繡花機控制系統(tǒng)的軟件框架，設計了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅動模塊、花樣存儲與管理模塊、串口通信模塊、機電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結全文的主要研究內容，歸納了本文的主要研究成果，并對今后的研究工作作了展望。
標簽： ARM 繡花機 嵌入式控制 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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電能是一種使用最為廣泛的能源，其應用程度已成為一個國家發(fā)展水平的主要標志之一。隨著計算機、電力電子和信息技術等高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和普及，電能質量已成為電力部門及其用戶日益關注的問題，對電能質量監(jiān)測和分析也具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要對電能質量監(jiān)測分析的相關理論和技術進行了研究，設計了基于DSP和ARM的雙CPU電能質量監(jiān)測儀的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。 本文首先對電能質量當前國內外的研究現(xiàn)狀進行了分析，對電能質量相關分析方法進行了闡述，提出了電能質量監(jiān)測儀的設計思路。本文采用雙CPU的硬件結構方式，利用ARM管理鍵盤和顯示等人機接口，采用高速數(shù)字信號處理器。TMS320LF2407作為運算單元，采用專門的14位AD轉換芯片來實現(xiàn)高精度的采樣，同時利用鎖相環(huán)電路硬件跟蹤電網(wǎng)頻率。軟件系統(tǒng)方面采用了模塊化設計，以便于軟件功能的改進和升級。在理論方面也有所研究，以諧波源-六脈動整流橋為研究對象，分析控制角和換相重疊角與諧波電流大小之間的關系，并通過PSCAD/EMTDC仿真驗證理論分析的準確性；對于暫態(tài)電能質量擾動采用小波變換進行檢測，并通過Matlab仿真驗證檢測效果。 本文最后對電能質量的實測數(shù)據(jù)進行分析，指出當前電能質量中存在的問題，并給出了相應的改善措施。對電能質量監(jiān)測儀進行了誤差分析，并結合誤差的原因提出了軟件校正方法。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著微電子技術的快速發(fā)展，電子設備逐漸向著小型化、集成化方向發(fā)展；人們在要求設備性能不斷提升的同時，還要求設備功耗低、體積小、重量輕、可靠性高。同樣在我軍武器裝備的研制過程中，也對各武器裝備都提出了新的要求，特別是針對單兵配備的便攜設備，對體積、功耗、擴展性的要求更是嚴格。 在某手持式設備的開發(fā)項目中，需要設計一塊接口板，要求實現(xiàn)高達8個串行口擴展以及能源管理和數(shù)字輸入輸出接口等功能，該接口板與處理器模塊的連接總線采用LPC總線，整個手持設備除了對功能有基本的要求以外，對體積及功耗都提出了極高的要求。針對項目的具體設計要求，經(jīng)過與傳統(tǒng)設計方法的比較，決定采用FPGA來實現(xiàn)LPC接口及UART控制器功能。 論文的主要目標是完成LPC接口的UART控制在FPGA中的實現(xiàn)。對于各模塊中的關鍵的功能部分，文中對其實現(xiàn)都進行了詳細的說明。整個設計全部采用硬件描述語言(HDL)實現(xiàn)，并且采用了分模塊的設計風格，具有很好的重用性。 為了在硬件平臺上驗證設計，還實做了FPGA驗證平臺，并用C語言編寫了測試程序。經(jīng)過驗證，該方案完全實現(xiàn)了接口板的功能要求，并且滿足體積和功耗上的要求，取得了良好的效果。 論文通過采用FPGA作為電路設計的核心，以一種新的數(shù)字電路設計方法實現(xiàn)電路功能；旨在通過這種方式，不斷提高設備的性能并拓展設計者思想。
上傳時間： 2013-05-21
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隨著圖像處理技術和投影技術的不斷發(fā)展，人們對高沉浸感的虛擬現(xiàn)實場景提出了更高的要求，這種虛擬顯示的場景往往由多通道的投影儀器同時在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像，再把這些單獨的圖像拼接在一起組成一幅大場景的圖像。而為了給人以逼真的效果，投影的屏幕往往被設計為柱面屏幕，甚至是球面屏幕。當圖像投影在柱面屏幕的時候就會發(fā)生幾何形狀的變化，而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過程中的幾何校正和邊緣融合技術。 一個大場景可視化系統(tǒng)由投影機、投影屏幕、圖像融合機等主要模塊組成。在虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)中，要實現(xiàn)高臨感的多屏幕無縫拼接以及曲面組合顯示，顯示系統(tǒng)還需要運用幾何數(shù)字變形及邊緣融合等圖像處理技術，實現(xiàn)諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關鍵設備在于圖像融合機，它實時采集圖形服務器，或者PC的圖像信號，通過圖像處理模塊對圖像信息進行幾何校正和邊緣融合，在處理完成后再送到顯示設備。 本課題提出了一種基于FPGA技術的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的AiD采集、圖像數(shù)據(jù)在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內部的DSP運算以及圖像數(shù)據(jù)的D/A輸出。系統(tǒng)設計的核心部分在于系統(tǒng)的控制以及數(shù)字信號的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片，并利用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA內部設計了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統(tǒng)中設計了一個ARM處理器模塊，用于上電時對系統(tǒng)在圖像變化處理時所需參數(shù)進行傳遞，并能實時從上位機更新參數(shù)。該設計在提高了系統(tǒng)性能的同時也便于系統(tǒng)擴展。 本文首先介紹了圖像處理過程中的幾何變化和圖像融合的算法，接著提出了系統(tǒng)的設計方案及模塊劃分，然后圍繞FPGA的設計介紹了SDRAM控制器的設計方法，最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設計。
上傳時間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)采用的大多是專用的封閉式結構，它能提供給用戶的選擇有限，用戶無法對現(xiàn)有數(shù)控設備的功能進行修改以滿足自己的特殊要求；各種廠商提供給用戶的操作方式各不相同，用戶在培訓人員、設備維護等方面要投入大量的時間和資金。這些問題嚴重阻礙了CNC制造商、系統(tǒng)集成者和用戶采用快速而有創(chuàng)造性的方法解決當今制造環(huán)境中數(shù)控加工和系統(tǒng)集成中的問題。隨著電子技術和計算機技術的高速發(fā)展，數(shù)控技術正朝向柔性化、智能化和網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。針對數(shù)控系統(tǒng)已存在的問題和未來發(fā)展的趨勢，本文致力于建立一個適合現(xiàn)場加工特征的開放結構數(shù)控平臺，使系統(tǒng)具備軟硬件可重構的柔性特征，同時把監(jiān)控診斷和網(wǎng)絡模塊融入數(shù)控系統(tǒng)的框架體系之內，滿足智能化和網(wǎng)絡化的要求。 本文在深入研究嵌入式系統(tǒng)技術的基礎上，引入可重構的設計方法，選擇具體的硬件平臺和軟件平臺進行嵌入式可重構數(shù)控系統(tǒng)平臺的研發(fā)。硬件結構以MOTOROLA的高性能32位嵌入式處理器MC68F375和ALTERA的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片為核心，配以系統(tǒng)所需的外圍模塊；軟件系統(tǒng)以性能卓越的VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)為核心，開發(fā)所需要的應用軟件，將VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)擴展為一個完整、實用的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有可靠性高、穩(wěn)定性好、功能強的優(yōu)點，而且具有良好的可移植性和軟硬件可裁減性，便于根據(jù)實際需求進行功能的擴展和重構。 本論文的主要研究工作如下： (1)深入研究了以高性能微處理器MC68F375為核心的主控制板的硬件電路設計，以及存儲、采集、通訊和網(wǎng)絡等模塊的設計。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重構設計方法，設計出基于FPGA的電機運動控制、機床IO控制、鍵盤陣列和液晶顯示控制等接口模塊電路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)在硬件平臺上的移植和任務調度原理，合理分配控制系統(tǒng)的管理任務，開發(fā)系統(tǒng)的底層驅動程序和應用程序。 最后，本文總結了系統(tǒng)的開發(fā)工作，并對嵌入式可重構數(shù)控系統(tǒng)的進一步研究提出了自己的一些想法，以指引后續(xù)研究工作。
標簽： 嵌入式 可重構 數(shù)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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RFID技術是一種新興的自動識別技術,具有信息量大、讀取距離遠、可同時讀取多張卡片等特點,被廣泛應用于門禁、物流、管理等領域. 虛擬儀器是現(xiàn)代計算機技術和儀器技術深層次結合的產(chǎn)物.虛擬儀器充分利用了計算機的運算、存儲、回放顯示及文件管理等智能化功能,同時把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能和面板控件軟件化,使之與計算機結合構成一臺功能完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同,同時又充分享用了計算機軟硬件資源的全新虛擬儀器系統(tǒng). Wiegand協(xié)議和ABA協(xié)議作為一種常用的通訊協(xié)議被廣泛的應用于RFID讀卡器與上位機之間的通訊以及RFID讀卡器與控制器之間的通訊.本設計的目的是檢測Wiegand協(xié)議和ABA協(xié)議的數(shù)據(jù)通信是否符合協(xié)議規(guī)定,主要包括脈沖寬度、脈沖間隔等.本設計包含F(xiàn)PGA和上位機軟件兩部分,FPGA上完成對信號的采樣和對采樣數(shù)據(jù)的儲存和緩沖,上位機完成對采樣數(shù)據(jù)的處理,以及波形的顯示.FPGA上的設計應用Verilog語言在Altera公司的Max+PlusII平臺上進行開發(fā).上位機軟件設計基于NI公司的圖形化編程軟件LabVIEW.
上傳時間： 2013-05-20
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本文以VB 為主體開發(fā)語言，實現(xiàn)了參數(shù)化設計凸輪和凸輪輪廓設計過程的動畫仿真，既提高了凸輪設計效率，又益于計算機輔助教學。
上傳時間： 2013-06-13
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隨著城市居民住房的發(fā)展，樓房用表需求量不斷增大，傳統(tǒng)的把多個電能表掛在一起的計量方式越來越顯出它的弊端；即體積大，成本高，工程造價高，不利于新型住房的集中用電管理。多用戶、多功能智能電表不僅能很好地解決上述問題，還能實現(xiàn)很多智能化的功能。 多用戶多功能智能電能表可同時計量48戶居民的用電量。該電能表采用2塊LPC2294控制，以完成數(shù)據(jù)的通信和采集；采用2塊ARM，以減輕CUP的負擔，提高系統(tǒng)的多功能化和智能化。相對于單用戶電表，多用戶電表有多達32路以上通道，采用同一系統(tǒng)進行分時處理，該系統(tǒng)采用12位A／D轉換芯片AD8364，能保證數(shù)據(jù)采集的精度和速度。上位機還能實現(xiàn)與銀聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，可遠程控制用戶的用電。多用戶、多功能電能表在靈活性、多功能化、智能化、精度等方面都有優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-04-24
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智能化住宅小區(qū)，是指在一定范圍內通過有效的傳輸網(wǎng)絡，將多元住處服務、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結合在一起，為該小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現(xiàn)快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環(huán)境，使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國民經(jīng)濟和科學技術水平的提高，特別是計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術和控制技術的迅速發(fā)展，促進了智能小區(qū)在我國的推廣和應用。目前這些小區(qū)的智能化建設大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場總線技術。但是現(xiàn)場總線協(xié)議標準化程度還不成熟，且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭，利用Internet來構建智能小區(qū)已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先，以Altera的FPGA為核心，通過在外圍添加適當?shù)拇鎯υO備和通信接口設備，構成一個嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。其次，在此平臺的基礎上，通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統(tǒng)，從而構建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個網(wǎng)絡功能齊全的Web服務器。最后，將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器，再根據(jù)需要配置適當?shù)牟杉骱惋@示器，就可以組建成一套功能強大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng)，不但實現(xiàn)簡單、功能強大；而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比，相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分：系統(tǒng)硬件結構設計，包括系統(tǒng)的原理圖構建和PCB板的繪制：系統(tǒng)核心處理器設計，包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法；嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關知識及移植方法：系統(tǒng)的軟件結構設計，包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設計，以及單片機語音報警程序設計等；最后給出了調試情況以及一些試驗結果。
標簽： FPGA 以太網(wǎng) 智能小區(qū) 管理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-11
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軟件無線電(Software Radio)具有高度靈活性、開放性，很容易實現(xiàn)與現(xiàn)有和未來多種電臺的兼容，能最大限度的滿足了互聯(lián)互通的要求。而基于多相濾波器組的信道化軟件無線電接收技術以其固有的全概率接收、降采樣速率以及其大幅提高運算速率的能力越來越受到重視。本文主要研究了基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的軟件無線電信道化中頻接收技術設計與實現(xiàn)。 首先介紹了軟件無線電的基本概念以及其發(fā)展狀況，深入討論了軟件無線電的基本理論，主要介紹了設計中所用到的帶通采樣技術、信號的抽取技術與多相濾波技術。 然后簡要介紹了信道化中頻接收機的射頻(Radio Frequency，RF)前端接收技術，設置寬中頻超外差接收機射頻前端的設計指標，給出了改進的實信號濾波器組低通型實現(xiàn)結構，并依此推導和建立了實信號多相濾波器組信道化中頻接收機的數(shù)學模型。 最后基于EP1S80開發(fā)平臺實現(xiàn)了實信號多相濾波器組信道化的中頻接收機。給出了多相濾波器、抽取運算、FFT運算、信道劃分以及復乘運算的設計方案。仿真結果表明，該接收機能夠實現(xiàn)對中頻信號的正確接收，驗證了系統(tǒng)設計的可行性。
標簽： 信道 中頻 仿真實現(xiàn) 收機設計
上傳時間： 2013-06-12
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