數控機床是現代制造系統的基礎和核心,而先進的數控技術是解決機床制造業持續發展的關鍵。隨著嵌入式系統、微計算機技術和集成電路的迅速發展,高性能的32位CUP開始普及。它執行速度快、功能強大,在中、低檔數控系統中已經完全可以替代PC機及8位單片機,獲得更大的價格和技術優勢。本文旨在打破傳統基于PC機及8位單片機的數控系統,研究并設計一種基于ARM的32位嵌入式機床數控系統。 本文設計了基于ARM內核的嵌入式機床數控系統,并給出了硬件設計方案、軟件程序設計思想及相應設計。硬件部分選用是日本NOVA電子有限公司研制的DSP運動控制專用芯片MCX314AL,作為數控裝置電機的驅動芯片,其性能優良、接口簡單、編程方便、工作可靠,給運動控制帶來極大方便。采用ARM微處理器STR710負責控制MCX314AL、外圍邏輯電路的管理及后臺任務的實現。系統軟件平臺采用源代碼公開的嵌入式實時操作系統uC/OS-Ⅱ,對數控系統軟件模塊的任務進行劃分,并根據其實時性要求賦予不同優先級,采用基于優先級的搶占式調度算法,設計了任務間的通信方式及中斷事件的響應,使該數控系統具有良好的實時性和穩定性,可以滿足高精度加工的要求,同時也具有良好的人機界面和網絡支持。
上傳時間: 2013-05-25
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隨著微電子技術和計算機技術的發展,工業生產過程的自動化和智能化程度越來越高。就玻璃工業生產而言,以前浮法玻璃生產線上所用的質量檢測都是通過利用人眼離線檢驗或專用儀器抽樣檢測,無法滿足實時檢測的要求,并且人眼檢測只能發現較大的玻璃缺陷,所以玻璃質量無法提高。目前國內幾家大型玻璃生產企業都開始采用進口檢測設備,可以對玻璃實現100%在線全檢,自動劃分玻璃等級,并獲得質量統計數據,指導玻璃生產,穩定玻璃質量水平。 但由于價格昂貴,加上國內浮法玻璃生產線現場條件復雜,需要很長時間的配套和適應,而且配件更換困難以及售后服務難以到位等問題,嚴重束縛了國內企業對此類設備的引進,無法提高國內企業在國際市場的競爭能力。 應對此一問題,本文主要研究了基于DSP+ARM的獨立雙核結構的嵌入式視頻缺陷在線檢測系統的可行性,提出了相應的開發目標和性能參數,并在此基礎上主要給出了基于TI公司TMS320C6202B DSP的視頻圖像處理以及缺陷識別的總體方案、硬件設計和相應的底層軟件模塊;同時論述了嵌入式工業控制以及網絡傳輸的實現方案——采用Samsung公司的基于ARM7內核的S3C4510B作為主控芯片,運行uClinux操作系統,設計出整個嵌入式系統的軟件層次模型和數據處理流程,其中編程底層的軟件模塊為上層的應用程序提供硬件操作和流程,從而實現缺陷識別結果的控制與傳輸。同時,本文還對玻璃缺陷的識別原理進行了深入的探討,總結出了圖象處理,圖象分割以及特征點提取等識別步驟。 本系統對于提高玻璃缺陷在線檢測的工藝水平、靈敏度、精度等級;提高產品質量、生產效率和自動化水平,降低投資及運行成本都將有著極其重要的現實意義。
上傳時間: 2013-07-02
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本文主要介紹了如何運用可編程邏輯器件(FPGA)實現電機的變頻調速控制系統。 目前,電機控制芯片主要有兩種選擇。一種是專用集成芯片(ASIC),一種是單片機(MCU)或數字信號處理器(DSP)。而FPGA的數字資源豐富、工作頻率高、可在系統編程等特點使得開發靈活、開發周期相對短,可以取代前二種通用的方式。本文利用80C196KC和FPGA控制感應電機,簡化了硬件和軟件設計,并充分利用了FPGA的快速性,利用FPGA,除本身可以用來控制電機以外:可以制成通用的“IP核”應用到MCU(或DSP),或是作為片內外設,這樣就節約了片內資源;另外,它還是ASIC設計的驗證的必經階段,這是本文選題和工作的意義。本文設計的FPGA調速控制系統以及2個IP核,下載到芯片,通過驗證。 本文第一章緒論介紹了可編程邏輯器件的發展、應用,以及EDA的發展歷程,還介紹了ASIC等。針對FPGA的快速發展,論述了它在變頻調速技術應用中的優勢。 第二章介紹了交流電動機變頻調速技術及其相關技術的發展和應用情況。著重介紹了電壓空間矢量調制方式,以及矢量控制技術、技術發展。 第三章詳細介紹了SVPWM調速系統整個系統的FPGA設計,給出了設計思路、具體方案、邏輯時序分析;最后給出了軟件仿真結果和實驗波形對照。文中還給出了SVPWM調速系統運用的FPGA設計結果,驅動電機,得到實驗波形。論證了FPGA在調速系統應用中的可行性和意義。 第四章介紹了作者針對課題相關的一些內容所設計出的IP核,給出的實驗結果等。 論文最后,對本課題所做的工作進行了簡單的總結。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著計算機和通信技術的飛速發展,特別是網絡的迅速普及和3C(計算機、通信、消費電子)合一的加速,微型化和專業化成為發展的新趨勢,嵌入式產品已經成為了信息產業的主流,嵌入式系統技術也成為目前電子產品設計領域最為熱門的技術之一,目前已經廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各個領域。本文在研究視頻采集發展現狀和趨勢的基礎上,設計了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統。此套硬件系統可應用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數字電視機、圖像處理、可視電話和遠程戶外圖像采集等領域。 該圖像采集系統在硬件系統上以ARM芯片S3C44BOX為核心,利用CMOS圖像傳感器采集圖像;以FIFO幀存儲器暫存圖像數據,解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題;并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優點,用CPID器件控制整個圖像采集的時序邏輯。在軟件平臺移植了嵌入式操作系統’uClinux,并在此基礎上開發了底層的驅動程序和應用程序。體積小巧,具備圖像采集、顯示和遠程傳輸功能和良好的可擴展性。 全文共分為五個章節,第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術的發展現狀,介紹了論文的研究目標和研究內容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統的總體設計方案,詳細介紹了硬件開發平臺嵌入式系統和軟件開發平臺嵌入式操作系統各自的定義和特點。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統硬件設計方面的內容,包括各個模塊的具體實現方案、系統硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設計等。第四章研究了基于uClinux平臺的幾個主要模塊的軟件設計,主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實現、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實現、以太網控制器的初始化和圖像數據傳輸程序的實現。第五章是對全文的一個總結,概括了作者所做的工作,提出所存在的不足并對后續的研究工作做了進一步的展望。
上傳時間: 2013-04-24
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本文從AES的算法原理和基于ARM核嵌入式系統的開發著手,研究了AES算法的設計原則、數學知識、整體結構、算法描述以及AES存住的優點利局限性。 針對ARM核的體系結構及特點,對AES算法進行了優化設計,提出了從AES算法本身和其結構兩個方面進行優化的方法,在算法本身優化方面是把加密模塊中的字節替換運算、列混合運算和解密模塊中的逆列混合運算中原來的復雜的運算分別轉換為簡單的循環移位、乘和異或運算。在算法結構優化方面是在輸入輸山接口上采用了4個32位的寄存器對128bits數據進行了并行輸入并行輸出的優化設計;在密鑰擴展上的優化設計是采用內部擴展,即在進行每一輪的運算過程的同時算出下一輪的密鑰,并把下一輪的密鑰暫存在SRAM里,使得密鑰擴展與加/解密運算并行執行;加密和解密優化設計是將輪函數查表操作中的四個操作表查詢工作合并成一個操作表查詢工作,同時為了使加密代碼在解密代碼中可重用,節省硬件資源,在解密過程中采用了與加密相一致的過程順序。 根據上述的優化設計,基于ARM核嵌入式系統的ADS開發環境,提出了AES實現的軟硬件方案、AES加密模塊和解密模塊的實現方案以及測試方案,總結了基于ARM下的高效編程技巧及混合接口規則,在集成開發環境下對算法進行了實現,分別得出了初始密鑰為128bits、192bits和256bits下的加密與解密的結果,并得劍了正確驗證。在性能測試的過程中應用編譯器的優化選項和其它優化技巧優化了算法,使算法具有較高的加密速度。
上傳時間: 2013-04-24
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軟件無線電DDC(數字下變頻)系統作為前端ADC與后端通用DSP器件之間的橋梁,通過降低數據流的速率,把低速數據送給后端通用DSP器件進行處理,其性能的優劣將對整個軟件無線電系統的穩定性產生直接影響。采用專用DDC芯片完成數字下變頻,雖然具有抽取比大、性能穩定等優點,但價格昂貴,靈活性不強,不能充分體現軟件無線電的優勢。FPGA工藝發展迅速,處理能力大大增強,相對于ASIC、DSP來說具有吞吐量高、開發周期短、可實現在線重構等諸多優勢。正因為這些優點,使得FPGA在軟件無線電的研究和開發中起著越來越重要的作用。 本次設計的目標是在一塊FPGA芯片上實現單通道數字下變頻系統。現階段主要對軟件無線電數字下變頻器的FPGA實現方法進行了研究分析,重點完成了其主要模塊的設計和仿真以及初步的系統級驗證。 論文首先對軟件無線電數字下變頻的國內外現狀進行了分析,然后對FPGA實現數字下變頻設計的優勢作了闡述。在對軟件無線電理論基礎、數字信號處理的相關知識深入研究的基礎上重點研究軟件無線電數字下變頻技術。對數字下變頻的NCO、混頻、CIC、HB、FIR模塊的實現方法進行深入研究,在:MATLAB中設定整體系統方案、完成模塊劃分和接口定義,并對部分模塊建立數學模型并仿真、對模塊的性能進行優化。從數字下變頻的系統層次上考慮了各模塊彼此問的性能制約,從而選擇合理配置、優化系統結構以獲得模塊間的性能均衡和系統性能的最優化。最后通過使用編寫'Verilog程序和調用部分lP Core相結合的方法完成數字下變頻各個模塊的設計并完成仿真和調試。結果表明設計的思想和結構是正確的,在下一步工作中主要完成系統的板級調試。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要對數字下變頻器的FPGA實現方法進行了研究分析,重點完成了其主要模塊的設計驗證,最后進行了初步的系統級驗證。目標任務是利用FPGA實現一個單通道專用數字下變頻芯片,以目前得到廣泛應用的、代表單通道DDC器件領先水平的產品——美國Intersil公司的HSP50214B為設計目標,在整體結構和一些參數上參考了該芯片的設計。 本文在深入學習軟件無線電理論基礎、數字信號處理的相關等相關知識的基礎上,分析研究了基于FPGA的軟件無線電數字下變頻技術實現方法,設計實現的主要工作是設定整體系統方案、進行模塊劃分和接口定義;對各個設計中主要的相關算法進行分析比較,確定模塊的實現方式;運用FPGA的設計方法,完成數字下變頻器中NCO、CIC積分梳狀濾波抽取器和FIR濾波器等關鍵模塊分析設計、及其仿真等;最后在Altera公司的StratixII EP2S60的專用開發板上進行系統的初步調試與測試。由于系統的復雜性、時間和個人精力等因素,本文完成了模塊的邏輯設計及仿真驗證,系統總體的整合、仿真驗證還未徹底完成。但是已經得到驗證結果表明,此次的設計結構和思想是正確的,本人下一步需要做的工作就是完成系統整體的仿真和驗證,并將其功能加以完善。
上傳時間: 2013-04-24
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Xilinx EDK是一個囊括所有用于設計嵌入式編程系統的解決方案。這個預配置的套件包括了Platform Studio工具以及您用嵌入式IBM PowerPC? 硬件處理器核和/或Xilinx MicroBlaze?軟處理器核進行Xilinx平臺FPGA設計時所需的技術文檔和IP.
上傳時間: 2013-06-07
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這是一個pc與avr通過D12進行USB通訊的簡單實例,功能就是控制PORTC口。包括固件程序、驅動程序、應用程序和原理圖。資料源自unaided。
上傳時間: 2013-04-24
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C8051F340的USB開發,包括固件程序、單片機程序、上位機程序(VC6.0),調試通過,非常好用!
上傳時間: 2013-06-28
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