根據(jù)機械電子工程類專業(yè)測控實驗教學平臺數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集卡設計方案。 該方案的主要特點是，使用基于ARM7TDMI內(nèi)核的，工作主頻最高可達44MHz；內(nèi)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(shù)目最高可達40個。 在設計中采用了模塊化思想，將系統(tǒng)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(diào)理；數(shù)字信號模塊引出32路數(shù)字I/O口，可用于需要采集數(shù)字量的場合；JTAG模塊可進行程序的調(diào)試和下載，對于數(shù)據(jù)采集卡的二次開發(fā)有很大的作用。 在本數(shù)據(jù)采集卡上，嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統(tǒng)的移植，成功實現(xiàn)了四個任務的管理。在實際應用中，工作數(shù)小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數(shù)據(jù)采集卡的串口通訊能力，利用LabVIEW程序讀取下位機串口發(fā)送的已采集到的數(shù)據(jù)，進行波形圖繪制。 為檢驗本數(shù)據(jù)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(nèi)，表明本數(shù)據(jù)采集卡已基本實現(xiàn)預期設計指標。
標簽： ARM 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時間： 2013-04-24
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心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一，而心電圖檢測是診斷心臟病變的有效手段。心電數(shù)據(jù)的高效采集和實時傳輸成為心電檢測的基礎，因此，設計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠程傳輸系統(tǒng)將對心血管疾病的檢測和預防具有重要意義。 本文在對心電信號采集技術和以太網(wǎng)傳輸技術進行深入研究的基礎上，設計實現(xiàn)了一款基于ARM的心電信號采集與以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件設計的信號調(diào)理電路，該電路實現(xiàn)了心電信號的高質(zhì)量提取；系統(tǒng)的關鍵電路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心，并結合以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL設計的A/D轉換模塊和以太網(wǎng)接口模塊，它構建了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)挠布A；此外，論文還完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在LPC2210上的移植，并實現(xiàn)了系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧；最后，采用了多任務化方式設計了系統(tǒng)應用程序。 通過遠端上位機應用軟件測試表明，本系統(tǒng)實現(xiàn)了心電信號的采集與傳輸，達到了遠程監(jiān)控心電信號的目的，且運行穩(wěn)定可靠。
上傳時間： 2013-06-15
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利用ARM處理器開發(fā)處理音頻信號的設備很多，如移動電話、MD(MiniDisc)，DVD播放器、MP3音頻譯碼器等；同樣，基于ARM處理器的網(wǎng)絡設備也很多，如網(wǎng)絡調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡電腦、因特網(wǎng)設備等。但利用ARM處理器把語音處理和網(wǎng)絡通信功能結合起來無疑是一種新的嘗試，它的設計成功會給網(wǎng)絡留言技術的開發(fā)提供一種新的思路。 本文通過一個ARM9芯片S3C2410作為處理器的嵌入式語音采集系統(tǒng)，詳細闡述了嵌入式系統(tǒng)的設計與開發(fā)過程，其中包括： 交叉編譯環(huán)境的搭建：交叉編譯環(huán)境是嵌入式開發(fā)工具的集合，搭建該環(huán)境就是在系統(tǒng)中編譯安裝開發(fā)工具鏈。 操作系統(tǒng)內(nèi)核的移植：這是嵌入式開發(fā)的主要單元之一，移植內(nèi)核主要是對內(nèi)核進行重新配置，使它符合特定系統(tǒng)的需要，然后重新編譯生成可執(zhí)行的內(nèi)核鏡像文件。 文件系統(tǒng)的移植：文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理的有效和必要的助手。移植文件系統(tǒng)包括制作文件系統(tǒng)鏡像、在Flash上為文件系統(tǒng)分配存儲空間以及文件系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)的有效配合。 驅動程序的設計：驅動是操作系統(tǒng)與硬件溝通的橋梁，驅動設計就是編寫具體硬件的讀寫控制函數(shù)并向操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一的接口。 本文更著重于介紹實際開發(fā)中使用的技術以及遇到的問題和解決方法。在第4章中結合語音芯片UDA1341TS闡述了語音數(shù)據(jù)的采集與處理；結合網(wǎng)卡控制芯片CS8900A闡述了網(wǎng)絡通信和網(wǎng)卡的驅動，以及網(wǎng)絡開發(fā)中遇到的問題和解決方法。
標簽： ARM 語音采集 網(wǎng)絡傳輸
上傳時間： 2013-07-11
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隨著社會的進步和經(jīng)濟的快速發(fā)展，電能質(zhì)量問題不斷惡化，使得高效的電能質(zhì)量監(jiān)測變得越來越重要。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測儀器往往功能單一、缺少網(wǎng)絡功能，不能滿足實時在線監(jiān)測的要求。本文提出了一種基于ARM的遠程電能質(zhì)量監(jiān)測的方法，系統(tǒng)完成實時信號的采集，并利用嵌入式linux自帶的TCP/IP協(xié)議棧內(nèi)建一個WEB服務器，且提供現(xiàn)場人機界面。網(wǎng)絡用戶可以在任何一個WEB瀏覽器訪問這個系統(tǒng)。 本文首先闡述了電能質(zhì)量監(jiān)測儀的國內(nèi)外發(fā)展狀況和電能質(zhì)量的標準，并給出相應的測量方法，然后分別從硬件和軟件方面構建監(jiān)測系統(tǒng)。硬件方面主要討論了硬件系統(tǒng)各個功能模塊的設計。系統(tǒng)軟件方面首先構建嵌入式linux系統(tǒng)，并編寫和修改了linux操作系統(tǒng)下的接口驅動程序，主要是編寫了A/D轉換器的驅動，并且移植了嵌入式數(shù)據(jù)庫sqlite；應用程序中主要介紹了數(shù)據(jù)處理中最重要的諧波算法(FFT算法)的實現(xiàn)、遠程監(jiān)測Boa服務器的配置以及QT的顯示界面的制作。
標簽： ARM 遠程電能 質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-13
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基于nRF24L01的無線溫度采集系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-17
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39839電感量計算小巧實用的綠色軟件，根據(jù)輸入的線圈長度、線圈直徑、導線直徑、線圈匝數(shù)及工作頻率快速計算出電感量、自分布電容、空載Q值、自諧振頻率
上傳時間： 2013-06-03
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船舶機艙中集中了船上大部分的設備裝置的儀表，是船舶航運的關鍵部分，隨著網(wǎng)絡、通訊技術以及電子制造工藝水平的快速發(fā)展，現(xiàn)代化船舶自動化程度越來越高，機艙的環(huán)境和自動監(jiān)控水平也得到大大的提高。但由于某些儀器儀表并沒有提供與計算機進行數(shù)據(jù)通信的接口，為了要實現(xiàn)檢測自動化，需要利用數(shù)字圖像處理技術來實現(xiàn)儀器儀表讀數(shù)的高速自動識別。 傳統(tǒng)的CCD圖像采集系統(tǒng)具有速度慢、功能簡單、體積大、功耗大等特點，不能滿足日益發(fā)展的機器視覺應用的需要，尤其是在一些新型應用領域比如嵌入式視覺、智能監(jiān)控方面的需要。本文利用ARM7的S3C44BOX處理器和CMOS圖像傳感器件設計并完成了一個數(shù)字圖像采集系統(tǒng)。系統(tǒng)充分考慮了ARM技術與CMOS圖像傳感技術的優(yōu)勢及特點，把圖像采集和圖像處理識別功能集中在一個模塊實現(xiàn)，具有功能豐富、處理能力強、接口靈活和擴展方便等優(yōu)點。系統(tǒng)的特色為：構建了基于S3C44BOX的圖像采集的硬件平臺；研究并移植了引導程序Bootloader和操作系統(tǒng)uClinux；實現(xiàn)了實時多任務的處理，從而大幅提高系統(tǒng)的管理能力。 本論文研究如何使用低成本的CMOS圖像傳感器構建一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)的設計和解決方案。這種圖像采集系統(tǒng)帶圖像采集、識別、存儲、顯示等功能，體積很小，可做在一塊電路板上。除了可以做為單獨的圖像數(shù)據(jù)識別設備之外，也可以直接做為其它應用系統(tǒng)的一個智能集成部件使用。
上傳時間： 2013-05-26
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音頻管理組件(Audio Management Unit，AMU)是先進客艙娛樂與服務系統(tǒng)(Advanced Cabin Entertainment Service System，ACESS)的組成部分，應用于飛機上音頻資源的管理與控制。飛機運營對航空機載電子系統(tǒng)準確性、復雜性和安全性的高要求，使得其維修維護工作極大地依賴于自動測試設備(Automatic Testing Equipment，ATE)。本課題來源于實際工程項目， FPGA技術具備多種優(yōu)點，將其與民航測試設備結合研制一個用于檢測AMU故障的自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)將對AMU自動完成部件維修手冊(Comvonent Maintenance Manual，CMM)所規(guī)定的全部功能、性能方面的綜合測試。 本文首先概述音頻管理組件、自動測試系統(tǒng)及其在民航領域的應用，并闡述了課題的背景、研究目標和相關技術要求；文章對可編程邏輯器件CPLD/FPGA的結構原理、硬件描述語言VHDL的特點以及MAXL+plusⅡ軟件的設計流程進行了說明，重點闡述了基于FPGA的DDS信號發(fā)生器以及數(shù)據(jù)采集卡的設計實現(xiàn)、并著重闡述了ARINC429總線的傳輸規(guī)范，和基于FPGA的ARINC429總線接口的設計與實現(xiàn)。在ARINC429接口設計中采用自頂向下，多層次系統(tǒng)設計的方法，用VHDL語言進行描述。在發(fā)送器中利用了FPGA內(nèi)部的分布式RAM創(chuàng)建異步FIFO，節(jié)約了FPGA的內(nèi)部資源和提高了數(shù)據(jù)傳輸速度；在接收器中采用了提高抗干擾性的優(yōu)化設計。測試結果表明基于FPGA的設計實現(xiàn)ARINC429總線數(shù)據(jù)通信的要求，使用方便，可靠性好，能夠克服HS-3282芯片中的數(shù)據(jù)格式固定，使用不夠靈活方便，價格昂貴的缺點。
標簽： FPGA 飛機 音頻 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-06
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隨著計算機、通信及網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)廣泛地滲透到各行各業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷嬷小Ｓ捎谇度胧较到y(tǒng)的復雜性不斷增加，嵌入式操作系統(tǒng)成為了嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，Linux憑借其性能優(yōu)異、結構清晰、平臺支持廣泛、網(wǎng)絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優(yōu)勢，被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內(nèi)嵌入式領域發(fā)展非常迅速，其中32位ARM處理器結構體系的嵌入式CPU在商用領域、工控領域和軍用領域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡是隨著傳感器節(jié)點的發(fā)展而興起的計算機科學技術的一個新的研究領域，它是由一組無線傳感器節(jié)點通過ad-hoc方式構成的無線網(wǎng)絡，綜合傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術，能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網(wǎng)絡系統(tǒng)被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災等領域，具有十分巨大的發(fā)展?jié)摿Γ鹆藢W術界和工業(yè)界的高度重視。 目前，手持終端的應用范圍主要是在商業(yè)領域，開發(fā)一款適合在工業(yè)現(xiàn)場等無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統(tǒng)的角度，采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統(tǒng)，闡述手持終端硬件平臺的設計和軟件的移植方案；接著研究了系統(tǒng)引導程序的原理、設備驅動開發(fā)的關鍵點、根文件系統(tǒng)的制作方法。在此基礎上，分析和移植引導程序U-Boot 1.1.4的實現(xiàn)、無線收發(fā)芯片CC2420的驅動開發(fā)和幀緩沖驅動的開發(fā)，并針對目標平臺的特點完成了文件系統(tǒng)的構建；然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發(fā)的基礎，最后對本文研究工作進行總結。
標簽： ARM 架構 無線 數(shù)據(jù)采集與處理
上傳時間： 2013-06-26
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目前，嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電等眾多領域得到了廣泛的應用。但同時大量的嵌入式應用也對嵌入式設備的性能和功能提出了更高的要求。隨著國內(nèi)嵌入式應用領域的發(fā)展，ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢獲得了廣泛的重視和應用。嵌入式Linux是在標準Linux基礎上，經(jīng)過適當?shù)睾喕?裁剪)，然后加入一些特定的功能，形成的一個精巧的、高效的、滿足特定應用需求地專用(定制)操作系統(tǒng)，它具有用戶可裁剪、可配置的特點。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中，嵌入式Linux憑借其內(nèi)核結構優(yōu)良、功能強大、高性能、穩(wěn)定性好以及源代碼開放等方面的優(yōu)勢，成為了嵌入式系統(tǒng)領域應用中的技術熱點。本論文設計了以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的系統(tǒng)，并在這個平臺上實現(xiàn)了應用軟件，構建了一個嵌入式的數(shù)據(jù)采集和發(fā)布系統(tǒng)，可以對設備數(shù)據(jù)進行串口采集，并利用因特網(wǎng)進行發(fā)布和控制操作。 為了實現(xiàn)這些功能，本文選用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作為系統(tǒng)的核心，以源代碼開放的經(jīng)過裁剪配置的嵌入式Linux為軟件平臺，設計了應用軟件的設備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關模塊，實現(xiàn)了網(wǎng)頁服務器GoAhead移植，并完成了GoAhead服務器支持的自己的ASP頁面以及后臺函數(shù)的編寫，并在此基礎上研究了系統(tǒng)為保證可靠性而采取的一些措施。在整個系統(tǒng)的設計過程中充分發(fā)揮了嵌入式Linux的可移植性好、源代碼公開、開發(fā)成本低的優(yōu)點，解決了軟件移植和設計編寫、提高系統(tǒng)可靠性等的一系列關鍵性問題。 本嵌入式系統(tǒng)采集平臺的用途是實時采集被監(jiān)控設備的當前運行狀況信息，使用戶能夠遠程通過網(wǎng)頁瀏覽器及時掌握被監(jiān)控設備的運行狀況，在必要時刻根據(jù)需要能夠對設備進行相關控制操作和設置相關運行參數(shù)，以便能夠控制被監(jiān)控設備的運行方式。本論文設計的嵌入式數(shù)據(jù)采集、發(fā)布系統(tǒng)可以在類似遠程數(shù)據(jù)控制的系統(tǒng)中得到廣泛應用。
上傳時間： 2013-05-27
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