本文深入研究了Nios 自定制指令的軟硬件接口，基于Altera 的IP 核FFT V2.2.0實(shí)現(xiàn)了變換長(zhǎng)度為1024 點(diǎn)的高速?gòu)?fù)數(shù)FFT 算法，提出了一種在Nios 嵌入式系統(tǒng)中定制用戶FFT 算
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有硬件濾波空氣清新器的信息采集系統(tǒng)，根據(jù)空氣的復(fù)雜性以及隨機(jī)性，結(jié)合自適應(yīng)濾波器的原理，提出一種新的空氣信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。該方法利用最小均方(LMS)自適應(yīng)濾波器進(jìn)行軟件濾波，針對(duì)空氣
標(biāo)簽： LMS 自適應(yīng)濾波器 信息采集 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-14
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瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測(cè)方法，由于它在時(shí)間和空間上的可分性，使得這種方法簡(jiǎn)單易行，信息豐富，精度較高，低成本，見效快，從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著接收儀器的數(shù)字化和智能化，發(fā)射功率的增大，數(shù)字模型計(jì)算正反演的應(yīng)用，解釋水平的提高，瞬變電磁法可解決的地質(zhì)問題不斷擴(kuò)大，幾乎涉及了物探工作的各個(gè)領(lǐng)域：礦產(chǎn)勘探，構(gòu)造探測(cè)，水文與工程、地質(zhì)調(diào)查，環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測(cè)以及考古等。近年來，在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調(diào)查、淺層石油構(gòu)造填圖，以及礦井突水預(yù)測(cè)等領(lǐng)域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測(cè)系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分。接收機(jī)用作在噪聲中提取由發(fā)射機(jī)發(fā)射的一次場(chǎng)信號(hào)在地下導(dǎo)體中感應(yīng)出的二次場(chǎng)信息，其信息反映了地下導(dǎo)體的電阻率差異，通過對(duì)該信息數(shù)據(jù)的處理了解探測(cè)目標(biāo)的特性從而達(dá)到探測(cè)的目的。 瞬變電磁信號(hào)具有早期信號(hào)幅度大、衰減快，而中晚期信號(hào)幅度小、衰減慢的大動(dòng)態(tài)范圍的特點(diǎn)。因此，必須設(shè)計(jì)出能適應(yīng)這種瞬時(shí)變化快、動(dòng)態(tài)范圍大數(shù)據(jù)信號(hào)要求的高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。同時(shí)，瞬變電磁探測(cè)系統(tǒng)的工作環(huán)境大都是在野外，因此，為適應(yīng)野外工作的需要，數(shù)據(jù)采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結(jié)其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術(shù)避免放大飽和和實(shí)現(xiàn)對(duì)小信號(hào)的有效識(shí)別、改用ARM作為核心處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)的有效控制、改進(jìn)USB2.0的實(shí)際傳輸速度、改用自適應(yīng)濾波法等噪聲抑制方法組合實(shí)現(xiàn)抗干擾和噪聲濾除設(shè)計(jì)，成功設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有高性能，低功耗，抗干擾能力強(qiáng)，低成本的特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于瞬變電磁探測(cè)實(shí)踐，并取得良好效果，極大的滿足了瞬變電磁探測(cè)系統(tǒng)的需要。同時(shí)，該系統(tǒng)對(duì)于其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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嵌入式系統(tǒng)發(fā)展到今天，應(yīng)用越來越復(fù)雜，功能越來越強(qiáng)大，這就使得我們?cè)谇度胧介_發(fā)中必須加入對(duì)操作系統(tǒng)的支持，由此，產(chǎn)生了Bootloader的應(yīng)用。作為嵌入式系統(tǒng)中的啟動(dòng)模塊，Bootloader的作用就是引導(dǎo)和加載操作系統(tǒng)內(nèi)核鏡像。Bootloader的設(shè)計(jì)與移植工作已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)。 在實(shí)際的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目中，人們經(jīng)常選擇移植通用Bootloader，例如U-Boot到自己的目標(biāo)板。U-Boot雖然支持多種嵌入式操作系統(tǒng)和處理器架構(gòu)，功能設(shè)置高度靈活，設(shè)備驅(qū)動(dòng)豐富，但U-Boot代碼組織結(jié)構(gòu)過于龐大，啟動(dòng)流程機(jī)理和文件間的依賴關(guān)系復(fù)雜，這使得采用U-Boot進(jìn)行Bootloader的開發(fā)往往會(huì)不得要領(lǐng)；另一方面，嵌入式系統(tǒng)是資源受限的，為了更好的適應(yīng)市場(chǎng)，嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)極其重視成本。以U-Boot-1．1．4來說，其源代碼大小就有38．4M，移植后生成的可執(zhí)行bin文件一般也要500K以上，這對(duì)于寶貴的Flash資源來說無疑是種浪費(fèi)。 論文以ARM內(nèi)核處理器應(yīng)用為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種小型ARMBootloader-MicroBootloader。在理論上，通過對(duì)Bootloader的分析，總結(jié)了其主要功能、啟動(dòng)過程，提出了Bootloader設(shè)計(jì)的典型框架，并按照這一典型框架對(duì)MicroBootloader進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)上，采用模塊化設(shè)計(jì)原則組織源文件，使得整個(gè)MicroBootloader組織結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)潔，便于維護(hù)與擴(kuò)展，方便針對(duì)不同硬件平臺(tái)的移植進(jìn)行修改。 論文的創(chuàng)新點(diǎn)在于做到了代碼量大小與功能的平衡。整個(gè)文件組織只有37個(gè)文件，代碼總計(jì)為208K，生成的可執(zhí)行bin文件僅35K。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，MicroBootloader完全能夠完成Bootloader的基本功能，其擴(kuò)展功能也能實(shí)現(xiàn)下載操作系統(tǒng)鏡像，并讓其在目標(biāo)板上成功運(yùn)行，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和后續(xù)應(yīng)用開發(fā)價(jià)值。
標(biāo)簽： Bootloader ARM 內(nèi)核
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在現(xiàn)代電網(wǎng)中，隨著超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電線路的不斷增多，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高、更嚴(yán)格的要求。距離保護(hù)作為線路保護(hù)的基本組成部分，其工作特性對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著直接和重要的影響。為了適應(yīng)現(xiàn)代超高壓電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求，微機(jī)保護(hù)裝置在硬件和軟件上都提出了越來越高的要求。 高速數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)一種速度快、處理能力強(qiáng)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。在這樣的背景下，我們采用DSP芯片和ARM處理器，設(shè)計(jì)了一個(gè)并列式雙處理器微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一個(gè)DSP芯片負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)采集、采樣數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。ARM微處理器承擔(dān)人機(jī)接口管理，通過串行通信方式實(shí)現(xiàn)與DSP端口之間的數(shù)據(jù)通信，豐富的通訊接口，使得與上位機(jī)的通訊、下載程序定值靈活方便。新的微機(jī)保護(hù)裝置不斷推出，投入運(yùn)行的微機(jī)保護(hù)裝置不允許用來進(jìn)行試驗(yàn)、培訓(xùn)，該裝置還可作為試驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，供學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)微機(jī)保護(hù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并可自行設(shè)計(jì)保護(hù)算法、編制程序，通過上位機(jī)下載到實(shí)驗(yàn)裝置，完成相應(yīng)保護(hù)功能的測(cè)試。 本文實(shí)現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)方案的整體軟硬件設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括DSP2812微處理器芯片，ARM7微處理器LPC2220芯片，開關(guān)量輸入／輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊和網(wǎng)絡(luò)接口電路、人機(jī)界面的顯示板電路，文中對(duì)各部分電路的功能、特點(diǎn)以及器件的選擇、引腳連接進(jìn)行了詳細(xì)介紹。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，采用雙CPU并行處理模式，針對(duì)基于LPC2220微處理器的監(jiān)控管理系統(tǒng)，完成了最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，詳細(xì)完成了啟動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。 本文初步設(shè)計(jì)了人機(jī)操作界面，給出了軟件設(shè)計(jì)的流程圖，將實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合，共同構(gòu)成一個(gè)可以重復(fù)利用的軟硬件數(shù)字系統(tǒng)平臺(tái)，除了可以最大限度地提高開發(fā)的效率、減少資源的浪費(fèi)外，還可以通過長(zhǎng)期對(duì)于該平臺(tái)的研究，逐步優(yōu)化平臺(tái)軟硬件資源，提高其性能，并滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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現(xiàn)代社會(huì)中相控陣?yán)走_(dá)的應(yīng)用越來越廣泛，相控陣?yán)走_(dá)在目標(biāo)識(shí)別、空間探測(cè)、雷達(dá)成像等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的研究不斷深入。相控陣?yán)走_(dá)的各個(gè)部分開始采用全數(shù)字化的控制方式，這對(duì)波束控制器提出了更高的技術(shù)要求：運(yùn)算速度快、設(shè)備量少、數(shù)據(jù)吞吐量大、工作方式多、集成度高。為適應(yīng)這些要求，結(jié)合嵌入式技術(shù)的發(fā)展，論文先介紹了相控陣?yán)走_(dá)波控系統(tǒng)的基本功能和發(fā)展趨勢(shì)，然后闡述了波束控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，接著提出基于嵌入式ARM（Advanced RISC Machines）的雷達(dá)波束控制主控系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案和開發(fā)調(diào)試過程，論證了基于ARM嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)雷達(dá)波束控制主控系統(tǒng)的運(yùn)算、控制、通信等功能的可行性，最后給出了波控分系統(tǒng)通常采用的幾種工程實(shí)現(xiàn)方法和其原理框圖，通過軟硬件相結(jié)合的設(shè)計(jì)滿足雷達(dá)波控系統(tǒng)對(duì)組件的控制功能，完善波控系統(tǒng)的通用化和系列化設(shè)計(jì)思想。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 雷達(dá) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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軌道電路是列車運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制的基礎(chǔ)設(shè)備之一，鐵路信號(hào)系統(tǒng)是保證運(yùn)輸安全的基礎(chǔ)設(shè)施，是實(shí)現(xiàn)鐵路統(tǒng)一指揮調(diào)度，保證列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率和質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，也是鐵路信息化的重要技術(shù)領(lǐng)域。 基于ARM與DSP的鐵路信號(hào)測(cè)試儀主要作用是及時(shí)測(cè)試鐵路信號(hào)狀況，反映鐵路運(yùn)行的情況。開發(fā)此套系統(tǒng)是集測(cè)試25Hz相敏軌道電路的電壓自動(dòng)記錄儀以及相位差監(jiān)測(cè)儀、ZPW-2000A的載頻與低頻測(cè)試功能于一體，是性價(jià)比較高、功能齊全的監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，它發(fā)揮了ARM控制性好與DSP計(jì)算速度快的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)。由于采用的主要是集成芯片，所以體積小，重量輕，功耗低和便于攜帶，便于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。在滿足要求的前提下，為降低開發(fā)成本提高可靠性，CPU采用LPC2210的ARM7芯片。為使測(cè)試儀直觀、操作簡(jiǎn)便，系統(tǒng)提供了良好的人機(jī)界面，包括顯示，按鍵操作等。 論文對(duì)FFT以及相關(guān)算法進(jìn)行了分析和Matlab仿真；論文中給出了時(shí)鐘電路、LCD電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器Flash、JTAG等各功能模塊的設(shè)計(jì)原理，完成了硬件電路設(shè)計(jì)；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化、自頂向下的設(shè)計(jì)思路。在軟件設(shè)計(jì)方面，首先采用的是傳統(tǒng)主循環(huán)控制方法，功能上主要實(shí)現(xiàn)了A/D采樣程序、LCD顯示程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序等的設(shè)計(jì)，對(duì)兩路25Hz信號(hào)電壓相位差的計(jì)算，其誤差不人于1度。為了改善系統(tǒng)性能提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)中引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，也有利于代碼移植及系統(tǒng)功能擴(kuò)展。
標(biāo)簽： ARM DSP 鐵路信號(hào) 試儀設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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文章介紹了一種在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）上實(shí)現(xiàn)UART 的方法。UART 的波特率可設(shè)置調(diào)整，工作狀態(tài)可讀取。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模塊化分解，使之適應(yīng)自頂向下（Top-Down）的設(shè)計(jì)方
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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課題分析了目前國(guó)內(nèi)外減搖鰭控制技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀，重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭是一種由微機(jī)控制的自動(dòng)化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統(tǒng)根據(jù)人為輸入的信號(hào)和來自鰭本身的反饋信號(hào)，及時(shí)輸出不同的控制指令，控制鰭轉(zhuǎn)動(dòng)到期望的角度，達(dá)到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，課題設(shè)計(jì)了一款新型的基于ARM嵌入式處理器的嵌入式減搖鰭控制器，解決了上述問題。 該系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件平臺(tái)主要包括基于飛利浦公司的LPC2290的控制器核心電路和輔助實(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動(dòng)電路；軟件平臺(tái)主要是基于ARM的軟件，包括啟動(dòng)代碼和應(yīng)用程序；為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，同時(shí)也采取了一些保證系統(tǒng)可靠性的措施。 目前，減搖鰭系統(tǒng)大多采用基于力矩對(duì)抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的非線性、復(fù)雜性、時(shí)變性以及海況的不確定性，經(jīng)典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此，如何實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)的自整定就顯得猶為重要。模糊控制事先不需要獲知對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，而是基于人類的思維以及經(jīng)驗(yàn)，用語言規(guī)則描述控制過程，并根據(jù)規(guī)則去調(diào)整控制算法或控制參數(shù)。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無須精確的對(duì)象模型，只須將操作人員和專家長(zhǎng)期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識(shí)對(duì)象特征參數(shù)，實(shí)時(shí)改變控制策略，便可對(duì)PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)整。 研究結(jié)果表明：采用該控制手段能較好的滿足設(shè)計(jì)要求，開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)合理、集成度高、性價(jià)比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價(jià)值及意義。
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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電液控制作為液壓控制的一個(gè)新分支，因?yàn)槠浔旧淼奶攸c(diǎn)正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)電液控制技術(shù)提出了更高的要求，這必將促進(jìn)電液控制技術(shù)的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。 通過對(duì)電液控制技術(shù)的研究，了解電液系統(tǒng)的一般構(gòu)成，結(jié)合多個(gè)具體實(shí)例，本文提出數(shù)字式電液控制器概念，以ARM微處理器為硬件核心，采用多種智能控制算法解決電液系統(tǒng)閉環(huán)控制問題。 數(shù)字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心，配有高速AD、DA轉(zhuǎn)換器。硬件設(shè)計(jì)注重通用性，具有多種輸入、輸出通道，可以采集和輸出多種、多個(gè)模擬量信號(hào)和數(shù)字量信。具有多種通信接口，可以實(shí)現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠(yuǎn)距離操控。人機(jī)交互通道豐富，具有報(bào)警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨(dú)立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩(wěn)定性、可靠性。軟件設(shè)計(jì)采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)部集成多種智能控制算法，保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)和閉環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機(jī)軟件，配合控制器完成參數(shù)修改、保存，繪制實(shí)時(shí)監(jiān)控曲線，控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題，客服模擬控制的缺點(diǎn)。研發(fā)出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環(huán)控制過程中設(shè)定信號(hào)不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗(yàn)機(jī)和密煉機(jī)兩種電液系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中成功取代進(jìn)口國(guó)外模擬控制器，并且控制效果好于國(guó)外模擬控制器。關(guān)鍵詞：電液系統(tǒng)；ARM7；UC/OS-II；模糊自整定
標(biāo)簽： ARM 微處理器 電液系統(tǒng)
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