硬件設(shè)計(jì)指南，電路設(shè)計(jì)說明，E文介紹,IC DESIGN
標(biāo)簽： 硬件 設(shè)計(jì)指南
上傳時(shí)間： 2013-07-29
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電極壓力是電阻點(diǎn)焊的主要參數(shù)之一，電極壓力的恒定性、可調(diào)性對于保證焊點(diǎn)的質(zhì)量是非常重要的，但是，目前生產(chǎn)中普遍使用的氣動焊槍，不具備調(diào)節(jié)電極壓力的功能。本文的目的就是研制一種新型的伺服驅(qū)動的懸掛式點(diǎn)焊槍，該焊槍能夠在焊接的過程中對電極壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的焊接循環(huán)，提高焊接質(zhì)量。 焊槍采用伺服電機(jī)作為動力裝置，以滾珠絲杠為主要傳動機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)動平穩(wěn)靈活。壓力控制系統(tǒng)采用32位的ARM微處理器作為核心，與采用傳統(tǒng)的單片機(jī)相比，系統(tǒng)的工作頻率大幅提高，硬件功能更加強(qiáng)大，更適合電極壓力的實(shí)時(shí)控制。此外，在系統(tǒng)中移植了uC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個(gè)分層次的、多任務(wù)的、消息機(jī)制的軟件系統(tǒng)，充分發(fā)揮了ARM的性能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。 利用伺服焊槍進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，在焊接過程中，伺服電機(jī)工作在力矩模式下，采用開環(huán)的控制方式，利用電壓信號控制電極的壓力和速度，通過驅(qū)動器的反饋信號檢測電極的壓力和位置，使用I/O口控制焊接電源。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本課題研制的伺服焊槍的機(jī)械裝置的精度和響應(yīng)速度均能夠滿足焊接的需要，而且可以實(shí)現(xiàn)快速漸進(jìn)，低速爬行，電極輕接觸，快速預(yù)壓等功能，有助于延長電極壽命和提高焊接效率。而且，使用伺服焊槍進(jìn)行了低碳鋼焊接試驗(yàn)，采用馬鞍形的加壓方式，與恒定壓力條件相比，焊接中飛濺大幅減少，焊點(diǎn)強(qiáng)度和塑性增加，焊接質(zhì)量有明顯提高。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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I/O并行口直接驅(qū)動LED顯示1. 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 如圖13所示，利用AT89S51單片機(jī)的P0端口的P0.0－P0.7連接到一個(gè)共陰數(shù)碼管的a－h(huán)的筆段上，數(shù)碼管的公共端接地。在數(shù)碼
標(biāo)簽： LED 并行口 直接驅(qū)動 電路圖
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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作為一種全數(shù)字化的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場總線以其可控性強(qiáng)、可靠性高、開放性好等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中常常需要在不同種類的現(xiàn)場總線間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信以及用戶需要對不同種類的現(xiàn)場總線設(shè)備進(jìn)行操作和控制。同時(shí)，工業(yè)測控系統(tǒng)在控制層采用現(xiàn)場總線技術(shù)，而在管理層采用以太網(wǎng)構(gòu)成的企業(yè)信息網(wǎng)
標(biāo)簽： ARMVxWorks BSP 現(xiàn)場總線 網(wǎng)關(guān)
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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VLSI(超大規(guī)模集成電路)的快速發(fā)展，使得FPGA技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，F(xiàn)PGA的快速發(fā)展又為實(shí)時(shí)圖像處理在算法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上帶來了新的方法和思路，全景圖像處理是實(shí)時(shí)圖像處理中一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，其在視頻監(jiān)視領(lǐng)域內(nèi)有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先介紹了全景圖像處理的發(fā)展?fàn)顩r，課題的主要背景、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、課題的研究意義、課題的來源和本文的主要研究工作及論文組織結(jié)構(gòu)。然后在第二章中介紹了FPGA的發(fā)展，F(xiàn)PGA/CPLD的特點(diǎn)，并介紹了Cyclone Ⅱ系列FPGA的硬件結(jié)構(gòu)，硬件描述語言，開發(fā)工具Quartus Ⅱ以及FPGA開發(fā)的一般原則。 文章的重點(diǎn)放在了電路板的設(shè)計(jì)部分，也就是本文的第三章。在介紹電路設(shè)計(jì)部分之前首先介紹一些高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的一些概念、高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中常見問題，并對常見問題給出了一般解決方法。 在FPGA電路板設(shè)計(jì)部分中，對FPGA電路的設(shè)計(jì)過程作了詳細(xì)的說明，其中著重介紹了采用了FBGA封裝的EP2C35芯片的電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)，多層電路板設(shè)計(jì)要點(diǎn)，F(xiàn)PGA供電管腳的處理注意事項(xiàng)，F(xiàn)PGA芯片中PLL模塊的設(shè)計(jì)以及FPGA的配置方法，并給出了作者的設(shè)計(jì)思路。FPGA供電電源也是電路板設(shè)計(jì)的要點(diǎn)所在，文章中也著重對其進(jìn)行了介紹，提及了FPGA電源設(shè)計(jì)指標(biāo)要求及電壓功耗估計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)有的FPGA電源解決方案提出了設(shè)計(jì)思路和方法。同時(shí)文章中對FPGA芯片外圍器件電路包括圖像采集顯示芯片電路、圖像存儲電路、USB2.0接口電路的設(shè)計(jì)做了相應(yīng)的介紹。最終目的就是為基于FPGA的全景圖象處理搭建一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行的平臺。 在第四章中介紹了IC總線控制器的狀態(tài)機(jī)圖及信號說明和相應(yīng)的仿真圖。 文章最后給出了FPGA硬件電路的調(diào)試結(jié)果，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)目的，為進(jìn)一步的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 圖像 理板設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，光纖光柵傳感器可以工作在強(qiáng)電磁場、高溫有腐蝕性的以及有爆炸危險(xiǎn)性的惡劣環(huán)境中，且易于將多個(gè)光纖光柵串聯(lián)在一起構(gòu)成光纖光柵陣列，實(shí)現(xiàn)分布式傳感，這是其他傳感元件所不及的。 本文設(shè)計(jì)了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)可調(diào)諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調(diào)測試系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分光路和電路兩部分，在光路部分，研究了光纖光柵解調(diào)技術(shù)，分析和比較了幾種常見的波長解調(diào)方法，由于F-P腔調(diào)諧范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量，因此決定采用可調(diào)諧F．P腔法進(jìn)行信號解調(diào)。對可調(diào)諧 F-P腔解調(diào)法做了理論分析和研究，并通過Matlab仿真對影響F-P濾波效果的腔長和反射率兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在電路部分，首先設(shè)計(jì)整形電路將光電探測器的輸出信號整形成矩形脈沖信號，設(shè)計(jì)了計(jì)算中心波長的方法，最后搭建了硬件電路來驗(yàn)證中心波長的計(jì)算方法。硬件電路以 Philips公司的 LPC2214 為核心處理器。該硬件電路包括電源電路，復(fù)位電路，串口電路，JTAG 調(diào)試接口，數(shù)碼管顯示等。軟件方面，設(shè)計(jì)了相關(guān)的軟件程序和模擬信號源，最后利用模擬信號源作為該解調(diào)測試系統(tǒng)的信號進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析驗(yàn)證了該解調(diào)測試系統(tǒng)的可行性。
標(biāo)簽： ARM 光纖光柵 傳感網(wǎng)絡(luò) 解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-05-26
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本文設(shè)計(jì)的井下網(wǎng)絡(luò)分站作為“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個(gè)重要的組成部分，以ARM微控制器為核心，以操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ?yàn)椴僮髌脚_，采用TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡(luò)通信功能，很好的解決了當(dāng)前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面，嚴(yán)格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設(shè)計(jì)，并通過驅(qū)動網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片，它帶有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH，包含8路10位A/D，還有多個(gè)串行接口，可使用的GPIO高達(dá)76個(gè)(使用了外部存儲器)，很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機(jī)對話方面，系統(tǒng)擴(kuò)展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面，采用TCP/IP協(xié)議與地面主機(jī)進(jìn)行通信，將各種參數(shù)傳送到地面主機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算處理。 在軟件方面，介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過程，并在此基礎(chǔ)上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)；制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式；通信過程中采用了標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議；詳細(xì)介紹了幾個(gè)主要程序模塊的編程思路，如LCD顯示、外部輸入頻率信號的計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)存儲，并給出了在實(shí)際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監(jiān)控分站根據(jù)《本質(zhì)安全型“i”》標(biāo)準(zhǔn)將外部接入設(shè)備和分站作了電氣隔離，該分站具有2路A/D數(shù)據(jù)采集；6路光電隔離數(shù)字量輸入；2路光電隔離數(shù)字量輸出對外部設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和控制；人機(jī)接口提供人機(jī)交互界面，提供按鍵操作和數(shù)據(jù)顯示；RS485通信接口負(fù)責(zé)與外界設(shè)備進(jìn)行通信；網(wǎng)絡(luò)通信接口負(fù)責(zé)為各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供兼容的接入接口；非易失性鐵電存儲器作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)以保證掉電后存儲數(shù)據(jù)不丟失。
標(biāo)簽： ARM 網(wǎng)絡(luò) 分
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)技術(shù)的不斷融合，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。本文以嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為背景，研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統(tǒng)及其在加密解密模塊中的應(yīng)用。 本文在介紹了嵌入式系統(tǒng)和硬件實(shí)現(xiàn)Rijndael算法的研究現(xiàn)狀之后，簡要概述了Rijndael加密算法的結(jié)構(gòu)、輪變換、密鑰擴(kuò)展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)板平臺的選擇和板上主體硬件電路等相關(guān)內(nèi)容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的一般要求，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心，并以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II為軟件平臺，在ARM ADS1.2環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優(yōu)勢以及發(fā)揮了μC/OS-II可移植性好、穩(wěn)定性和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 本文重點(diǎn)論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應(yīng)用軟件部分中任務(wù)和模塊的流程設(shè)計(jì)。在該加密模塊應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)部分中，對各個(gè)任務(wù)的創(chuàng)建、定義、優(yōu)先級設(shè)置和事件的定義、對文件的操作進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并且按照系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程描述了模塊所有任務(wù)和部分子模塊的功能。
標(biāo)簽： ARM COS 嵌入式 加密系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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在利益的驅(qū)使下，超限運(yùn)輸在世界各地已成為了普遍現(xiàn)象。這給國家?guī)砹酥T多經(jīng)濟(jì)和社會問題。實(shí)踐證明動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）能有效地抑制超限運(yùn)輸，但同時(shí)也存在部分問題，這些問題的解決有賴于國家相關(guān)法規(guī)的出臺，也有賴于關(guān)鍵測量設(shè)備（WIM系統(tǒng)）性能的提高。 由于應(yīng)變式稱重傳感器容易受到各種環(huán)境干擾，對環(huán)境適應(yīng)性差，課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器，它具有很強(qiáng)的抗干擾性，利于提高系統(tǒng)測量精度。使用光纖傳感器的關(guān)鍵是波長解調(diào)技術(shù)，本文在比較了幾種常見解調(diào)技術(shù)的前提下，結(jié)合課題的實(shí)際情況選用了基于F-P腔可調(diào)諧濾波解調(diào)方法，文章在分析該解調(diào)方法原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了解調(diào)器中的各個(gè)硬件電路模塊；此外，為了提高數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)男剩恼逻€對數(shù)據(jù)緩沖電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術(shù)。 鑒于動態(tài)稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲，稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內(nèi)容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗(yàn)知識的基礎(chǔ)上，將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結(jié)合應(yīng)用在動態(tài)稱重系統(tǒng)中，為了驗(yàn)證算法的有效性，利用MATLAB對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態(tài)稱重系統(tǒng)性能指標(biāo)的另一方面是提高系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺，處理器時(shí)鐘可高達(dá)400MHz；軟件上采用了多用戶、多任務(wù)的Linux操作系統(tǒng)平臺。文章對操作系統(tǒng)linux2.6進(jìn)行了合適的配置，成功地將它移植到了課題的ARM平臺上，并且在此操作系統(tǒng)上設(shè)計(jì)了基于MiniGUI的人機(jī)交互界面及波長解調(diào)和數(shù)據(jù)緩沖電路的驅(qū)動程序。
標(biāo)簽： ARM 光纖傳感技術(shù) 動態(tài)稱重 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)已成為IT產(chǎn)業(yè)的主流發(fā)展方向之一，在不同應(yīng)用領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中，都涉及到的一個(gè)共性關(guān)鍵技術(shù)是：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺的研究與設(shè)計(jì)。 本文密切結(jié)合實(shí)際科研項(xiàng)目，采用軟、硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的研究方法，設(shè)計(jì)了一套基于ARM微處理器架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺，為應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)者完成了大部分共性的底層設(shè)計(jì)工作，并針對現(xiàn)代酒店客房管理與控制系統(tǒng)的功能要求，以此平臺為基礎(chǔ)，開發(fā)了一個(gè)樓層機(jī)控制系統(tǒng)，并成功運(yùn)用于深圳某國際大酒店的客房控制系統(tǒng)中，驗(yàn)證了本文研發(fā)成果的有效性和推廣應(yīng)用價(jià)值。 論文首先分析了當(dāng)前國內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，然后研究了基于S3C44BOX開發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)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(diào)試以及系統(tǒng)擴(kuò)展接口等主要模塊的設(shè)計(jì)方法和電氣原理圖；使用CPLD實(shí)現(xiàn)了多功能JTAG調(diào)試器，在SDT環(huán)境下完成了硬件調(diào)試工作；研究了嵌入式操作系統(tǒng)的移植技術(shù)，針對VxWorks操作系統(tǒng)下載與應(yīng)用，開發(fā)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(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用方法，設(shè)計(jì)其作為樓層機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案，討論了網(wǎng)絡(luò)通信與控制的工作原理，并給出了主要程序的流程圖。
標(biāo)簽： ARM 架構(gòu) 嵌入式 平臺設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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