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目前在各行各業(yè)中應用種類繁多的測量儀器隨著儀器性能指標要求的逐漸提升以及功能的不斷拓展，對儀器控制系統(tǒng)的實時性和集成化程度等性能的要求也越來越高。目前發(fā)展的趨勢是開放式、集成度向芯片級靠攏的高實時性儀器。針對目前傳統(tǒng)的系統(tǒng)設計存在著功能簡單、速度慢、實時性差、對數(shù)據(jù)的再加工處理能力極為有限等問題，本文根據(jù)課題需要提出了一種基于ARM+FPGA架構的高速實時數(shù)據(jù)采集嵌入式系統(tǒng)方案，應用在小功率半導體測量儀器上。方案采用三星S3C2410的ARM處理器進行管理控制，處理數(shù)據(jù)，界面顯示；Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用來進行高速數(shù)據(jù)采集，提高了系統(tǒng)的實時性和集成化程度。 本文首先給出了ARM+FPGA架構的總體設計。硬件方面，簡要討論了ARM處理器的特點和優(yōu)勢，F(xiàn)PGA在高速采集和并行性上的優(yōu)勢，給出了硬件的總體結構和主要部件及相關接口。軟件方面，研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系統(tǒng)的構建和BootLoader的啟動以及內(nèi)核和根文件系統(tǒng)的結構，構建了嵌入式Linux系統(tǒng)包括建立交叉開發(fā)環(huán)境，修改移植BootLoader和裁減移植Linux內(nèi)核，并且根據(jù)課題實際需要精簡建立了根文件系統(tǒng)。 為了滿足測量儀器的實時性，設計了ARM與FPGA的高速數(shù)據(jù)采集接口。進行了FPGA內(nèi)部與ARM接口相關部分的硬件電路設計；通過分析ARM與FPGA內(nèi)部時序的差異，針對ARM與FPGA內(nèi)部FIFO時序不匹配的問題，解決了測量儀器中高速數(shù)據(jù)采集與處理速度不匹配的問題。接著，通過研究Linux設備驅(qū)動基本原理和驅(qū)動程序的開發(fā)過程，設計了Linux下的FPGA數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動程序，并且實現(xiàn)了中斷傳輸。使得FPGA芯片通過高效可靠的驅(qū)動程序可以很好的與ARM進行通訊。 最后為了方便用戶操作，進行了人機交互系統(tǒng)的設計。為了降低成本和提高實用性利用FPGA芯片剩余的資源實現(xiàn)了對PS/2鍵盤鼠標接口的控制，應用到系統(tǒng)中，大大提高了人機交互能力；通過比較分析目前比較流行的幾種嵌入式GUI圖形設計工具的優(yōu)缺點，結合課題的實際情況選擇了MiniGUI作為課題圖形界面的開發(fā)。根據(jù)具體要求設計了適合測量儀器方面上使用的人機交互界面，并且移植到了ARM平臺上，給測量儀器的使用提供了更好的交互操作。 本課題完成了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境的建立，針對課題實際硬件電路設計修改移植了bootloader，裁減移植了內(nèi)核以及根文件系統(tǒng)的建立；設計了FPGA內(nèi)部硬件電路，解決了接口中ARM與FPGA時序不匹配的問題，實現(xiàn)了ARM與FPGA之間的高速數(shù)據(jù)采集；設計了高速采集接口在嵌入式Linux下的驅(qū)動程序以及中斷傳輸和應用程序；合理設計了適合測量儀器使用的人機交互界面，并巧妙設計了PS/2鍵盤鼠標接口，進一步提高了交互操作。
標簽： ARMFPGA 嵌入式系統(tǒng)設計 測量儀器
上傳時間： 2013-06-21
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水泵效率是反映水泵經(jīng)濟性能和綜合性技術指標的參數(shù)。隨著我國節(jié)能減排工作的深入開展，用泵企業(yè)要求準確、經(jīng)常性地測試水泵的效率值，掌握設備的能源利用率和設備自身狀況，評估設備運行經(jīng)濟狀況的合理程度。目前，國內(nèi)水泵效率檢測儀器的測量精度低、實時性和可靠性較差，現(xiàn)場可操作性差，人機界面不夠友好。 本課題是利用ARM嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)水泵效率檢測儀器的研制，旨在開發(fā)一種操作簡單、便于攜帶又能滿足指導經(jīng)濟運行精度要求的泵效測量裝置，將計算機技術、傳感器技術、數(shù)據(jù)采集處理技術、嵌入式系統(tǒng)技術相結合，實現(xiàn)水泵效率檢測的同時，也實現(xiàn)了水泵各項主要參數(shù)的測試、數(shù)據(jù)保存、傳輸及曲線擬合等功能。研究了數(shù)據(jù)采集與處理、曲線擬合、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、通信等實現(xiàn)中的重點、難點問題，并采取了有效的硬件和軟件抗干擾措施，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 本文以模塊化和結構化的思想搭建了基于ARM9的硬件平臺，設計了專用模擬電路，研究了嵌入式操作系統(tǒng)WinCE4.2的移植，利用Platform Builder進行了操作系統(tǒng)內(nèi)核的定制和編譯，分析了WinCE4.2 Bootloader的工作原理和架構，根據(jù)系統(tǒng)的功能需要和硬件資源分配、設計了設備的Bootloader。 應用層開發(fā)使用embedded Visual C++4.0開發(fā)工具，集成IDE環(huán)境，快速的開發(fā)Windows CE應用程序。主要內(nèi)容包括：開發(fā)友好的人機界面、實現(xiàn)儀器的基本功能、顯示水泵機組的性能參數(shù)、繪制水泵性能曲線并顯示和構建水泵性能數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)通信。 在樣機試制完成后，對多臺水泵進行了試驗，試驗結果證明本檢測儀器具有穩(wěn)定可靠、測試精度和自動化程度高、管理維護方便的特點，具有較好的技術經(jīng)濟性能。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 儀的研制 水泵
上傳時間： 2013-06-02
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信息技術的發(fā)展，數(shù)字化產(chǎn)品的普及，導致了對嵌入式開發(fā)的巨大需求。以Linux為宿主機系統(tǒng)，搭配一個交叉編譯環(huán)境，為嵌入式設備生成可執(zhí)行程序己成為現(xiàn)在日益流行的編譯嵌入式軟件的解決方案。而開放源代碼的GNUT具鏈是一套開源的開發(fā)環(huán)境，是嵌入式軟件開發(fā)中理想的交叉編譯器。但現(xiàn)有GNUI具鏈支持的平臺并不能滿足層出不窮的嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)需要，仍有許多平臺得不到支持，例如我們進行的minix向ARM-MINIX平臺的移植。 本文以在linux環(huán)境下構建MINIX嵌入式系統(tǒng)的交叉編譯工具鏈為背景，首先介紹了交叉編譯系統(tǒng)的基本組成和結構，以及利用GCC構建交叉編譯環(huán)境的優(yōu)越性。然后對目標平臺作了介紹。分析了GCC編譯器，說明了GCC的設計思想，系統(tǒng)結構，介紹了GNU Binutils的功能，使用方法；接著分析了GNU工具鏈中的GAS和GLD的實現(xiàn)機制及源代碼結構，由于BFD是GNUBinutils的基礎，GAS和GLD都是使用BFD庫來操作目標文件，因此在這一部分本文對BFD庫的工作機制，數(shù)據(jù)結構也作了重點分析。緊接著說明了GCC交叉編譯系統(tǒng)的移植思路和方法，實現(xiàn)難點，以及一些相關技術細節(jié)，這涉及到了若干重要的C源文件，Makefile，配置文件的修改，重點給出了BFD庫，GAS和GLD的分析及其重定向(通常GCC生成的目標程序是針對GNU/Linux系統(tǒng)的)的實現(xiàn)；然后本文給出了在GNU/Linux宿主機上構建針對ARM-MINIX的參數(shù)設置及過程：最后對本文所做的工作進行了總結。
標簽： ARM-MINIX GNU 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-31
上傳用戶：wangzhen1990
嵌入式系統(tǒng)在眾多工業(yè)領域扮演著越來越重要的角色，但是因嵌入式系統(tǒng)的資源受限緣故，導致在嵌入式系統(tǒng)上很難實現(xiàn)復雜計算算法。此外，當前嵌入式系統(tǒng)設計階段和實現(xiàn)階段的分離現(xiàn)狀，致使嵌入式系統(tǒng)開發(fā)耗時且昂貴。為解決這些問題，本書提出了一種低成本、可重復使用且可重構的嵌入式系統(tǒng)設計與實現(xiàn)集成開發(fā)環(huán)境。為了減少成本，該集成環(huán)境全部是采用自由和開放源代碼軟件，如Linux操作系統(tǒng)和Scilab計算平臺等。 本文主要包括以下內(nèi)容： 1、構建嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境及移植相關軟件包到嵌入式ARM平臺，首先詳細的描述了如何使用Buildroot工具包制作交叉編譯器，并描述Minicom、TFTP和NFS等嵌入式開發(fā)相關工具，最后詳細的描述了如何移植嵌入式圖形用戶界面TinyX和嵌入式窗口管理器JWM。 2、構建Scilab-EMB嵌入式計算平臺，首先介紹了數(shù)值計算軟件Scilab，然后詳細的描述了如何在ARM系統(tǒng)上實現(xiàn)Scilab-EMB嵌入式計算平臺。 3、開發(fā)Scilab數(shù)據(jù)采集工具包，實現(xiàn)Scilab與底層設備通訊，該工具包PC版和ARM版均支持串口和以太網(wǎng)接口，且均支持Modbus現(xiàn)場總線。PC版額外支持OPC協(xié)議。 4、基于Scilab構建虛擬控制實驗室，驗證該平臺的可行性及性能。 本文創(chuàng)新點： 1、國內(nèi)外率先提出了一種新的以Scilab為核心的嵌入式計算平臺方案，并在國內(nèi)外首次實現(xiàn)了Scilab到ARM平臺的移植； 2、開發(fā)了Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包，有效的實現(xiàn)了Scilab與底層設備的通訊。 通過虛擬實驗室的建立，驗證了該嵌入式控制平臺能夠勝任多種復雜算法。 該嵌入式計算平臺解決方案和Scilab-DAQ數(shù)據(jù)采集工具包已經(jīng)受到國內(nèi)外同行的關注，并被多家科研機構、學校和公司所采納和使用。
標簽： Scilab-EMB ARM-Linux 嵌入式 計算
上傳時間： 2013-05-30
上傳用戶：acon
針對城市交通中的停車難問題，課題組研制了有效的泊車管理系統(tǒng)，泊車手持機是泊車管理系統(tǒng)的重要組成部分之一，完成車輛的信息輸入任務及對車輛實現(xiàn)有效監(jiān)管。泊車手持機主要實現(xiàn)與泊車咪表的無線通信，讀寫會員車主IC卡，車牌圖像的采集和提供友好的交互操作界面，并實時處理車輛的進出信息，完成泊車費用的結算。 提出了泊車手持機的硬件設計方案，詳細描述了系統(tǒng)軟件模塊的設計及實現(xiàn)過程。系統(tǒng)硬件平臺采用了基于ARM體系架構的S3C2440作為核心處理器，外圍擴展了nRF24E1無線收發(fā)芯片、ZLG500AGT讀卡模塊、CMOS7620攝像頭。在此硬件平臺的基礎上，探討并解決了嵌入式linux系統(tǒng)軟件平臺的搭建，包括以下方面：交叉編譯工具鏈的建立、QT的移植、Linux內(nèi)核移植、文件系統(tǒng)制作、嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite3的移植和GDB遠程調(diào)試環(huán)境的建立。完成了處理器與無線芯片的串口程序設計，讀卡設備的驅(qū)動編寫，攝像模塊的驅(qū)動編寫以及用戶界面軟件的設計，實現(xiàn)了泊車手持機的功能。通過調(diào)試表明，系統(tǒng)達到了設計要求，設計方案可行并具有良好的應用前景。
上傳時間： 2013-06-28
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現(xiàn)代噴氣織機以其高速、高性能等優(yōu)勢，占據(jù)了無梭織機的大部分市場，并成為最有發(fā)展前景的一種織機。送經(jīng)、卷取機構是織機控制系統(tǒng)的重要組成部分，其對經(jīng)紗張力的控制精度已成為評定織機質(zhì)量的重要技術指標。因此，提高和改善噴氣織機的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)的性能非常必要，而且，開發(fā)具有高速、高精度的獨立電子送經(jīng)和卷取控制模塊具有廣闊的應用前景。 本課題研究開發(fā)了一款獨立的電子送經(jīng)和卷取控制模塊，通過人機界面或CAN通訊對該控制系統(tǒng)所需參數(shù)進行設置，使其可以根據(jù)參數(shù)設置應用于不同型號的噴氣織機。通過對系統(tǒng)的控制分析，本課題主要從硬件電路設計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先，通過對噴氣織機的性能要求及控制器結構與性能的綜合考慮，系統(tǒng)采用以高速ARM7TDMI為內(nèi)核的低功耗微處理器LPC2294作為系統(tǒng)控制器，該控制器不僅速度快、性能穩(wěn)定，而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設計。硬件電路設計采用模塊化設計方法，主要功能模塊包括嵌入式最小系統(tǒng)模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據(jù)系統(tǒng)需要，對各個模塊的控制器件進行選取，并設計出各個模塊的接口電路。最后，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在硬件電路設計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設計方面，系統(tǒng)采用嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II，便于系統(tǒng)升級和維護。在系統(tǒng)硬件平臺的基礎上，根據(jù)設計要求對操作系統(tǒng)內(nèi)核進行剪裁和移植，并對系統(tǒng)時鐘節(jié)拍進行修改。結合硬件電路及系統(tǒng)控制要求，對系統(tǒng)啟動代碼進行修改；并根據(jù)系統(tǒng)對各個功能模塊控制的時效性要求，對系統(tǒng)任務進行合理規(guī)劃。為了說明系統(tǒng)采用該RTOS的可行性，對實時性要求最高的張力采集任務進行了實時性分析。對CAN通訊協(xié)議進行制定和編程實現(xiàn)，并對I2C、CAN和LCD驅(qū)動程序進行開發(fā)，另外，對每個任務的功能及控制流程和任務間及任務與中斷間的信息通訊進行了說明。系統(tǒng)在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術，對硬件抗干擾進行補充。 最后，針對經(jīng)紗張力的非線性和滯后性等復雜特性，對張力調(diào)節(jié)采用模糊參數(shù)自整定PID控制算法，設計出張力模糊參數(shù)自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下，對PID控制器下的張力算法及模糊參數(shù)自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現(xiàn)進行了說明。關鍵詞：ARM； μC/OS-II；噴氣織機；送經(jīng)卷取；模糊PID
標簽： ARM 噴氣織機 電子送經(jīng) 控制
上傳時間： 2013-06-11
上傳用戶：ivan-mtk
隨著軟硬件技術的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應用越來越廣泛，嵌入式技術也全面滲透到日常生活的每一個角落。掌上漢語學習機系統(tǒng)的開發(fā)是為滿足對漢語學習有需要的人群。隨著經(jīng)濟、技術的不斷提高，中國逐漸走向國際化，漢語學習人員的人數(shù)也不斷增加，開發(fā)出一款掌上漢語學習機系統(tǒng)是有充分的市場需求的。 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境是基于ARM-Linux開發(fā)平臺，并應用了嵌入式開發(fā)的相關關鍵技術，包括嵌入式圖形用戶界面系統(tǒng)MiniGUI和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite，系統(tǒng)開發(fā)的目的是在這些技術的基礎上，為需要學習漢語的人員提供一款界面友好、功能豐富的語言學習工具。 本文主要講述的是掌上漢語學習機系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程以及開發(fā)過程中涉及的開發(fā)環(huán)境及開發(fā)技術。隨著手持設備的硬件條件的提高，嵌入式系統(tǒng)對輕量級GUI的需求越來越迫切，圖形用戶界面的支持是實現(xiàn)一個完善的語言學習系統(tǒng)的基礎，本文首先從圖形用戶界面的歷史、技術特點、結構模型、發(fā)展狀況等方面做了介紹，然后介紹了MiniGUI的體系結構和版本，以及移植的方法和過程，還詳細闡述了應用程序開發(fā)中對MiniGUI函數(shù)庫的使用和調(diào)用方法。同時一個簡單實用的數(shù)據(jù)庫的支持會為系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理和組織提供方便，本項目中有六個字典和其它學習程序，對數(shù)據(jù)的處理也相當多，本文介紹了嵌入式數(shù)據(jù)庫的知識和Sqlite數(shù)據(jù)庫在項目中的使用和開發(fā)技術。最后，以系統(tǒng)中的單位換算模塊為例詳細介紹了應用程序的開發(fā)過程。本文的內(nèi)容涉及了嵌入式Linux軟件開發(fā)的主要技術，在ARM-Linux嵌入式開發(fā)領域具有很強的實踐意義。
上傳時間： 2013-06-15
上傳用戶：songrui
優(yōu)秀的字模提取工具,將字,及圖片轉(zhuǎn)換成51格式的二進制表,非常方便,我原來做游戲,寫菜單時經(jīng)常用到這個,當然這里并不是彩色圖片的,是點陣式的黑白LCD經(jīng)常用到的
上傳時間： 2013-07-30
上傳用戶：invtnewer
在以單片機為核心的嵌入式應用中，友好的人機交互界面起著十分重要的作用。筆者在設計中使用WGM-12864B 圖形LCD 模塊實現(xiàn)一種中文窗口菜單界面，設計中使用的方法具有普遍性意義。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：hj_18
采用多功能終端構成一種小型衛(wèi)星通信網(wǎng)，要求各個終端能夠像計算機一樣支持多種各樣的外部設備，并能實現(xiàn)組網(wǎng)功能。采用能支持嵌入式Linux操作系統(tǒng)的ARM處理器可很好地滿足這種需求。本文重點研究這種智能終端中基于ARM處理器的嵌入式軟件及其實現(xiàn)，主要內(nèi)容有： (1)在分析嵌入式系統(tǒng)、ARM處理器、Linux操作系統(tǒng)特點的基礎上，論證了這種基于ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)組網(wǎng)多功能終端方案的可行性和優(yōu)越性。 (2)介紹了嵌入式系統(tǒng)的組成、開發(fā)流程和步驟，搭建了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試平臺，包括軟件開發(fā)工具、硬件調(diào)試工具，軟件組件等。 (3)分析了該衛(wèi)星通信網(wǎng)終端的需求，并詳細闡述了本系統(tǒng)的硬件配置，包括ARM處理器、存儲器和輸入/輸出接口。 (4)論證了本系統(tǒng)軟件部分設計的目標，提出了一種軟件結構方案，包括Bootloader、LinuX內(nèi)核、文件系統(tǒng)、圖形用戶界面、網(wǎng)絡應用程序這幾個方面的選型和開發(fā)目標。 (5)完成ARM嵌入式軟件平臺的設計與實現(xiàn)，包括U-Boot的修改和移植、Linux系統(tǒng)內(nèi)核的移植和剪裁、嵌入式Linux文件系統(tǒng)的制作、圖形用戶界面的安裝和編程基礎，以及Linux系統(tǒng)中驅(qū)動程序的設計。關鍵詞：衛(wèi)星通信網(wǎng)，地面終端，嵌入式系統(tǒng)，ARM，Linux
標簽： ARM 處理器 衛(wèi)星通信網(wǎng) 軟件
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：liu_yuankang
