介紹基于Matlab 環境的微機與單片機串行數據通信方法。該方法利
上傳時間: 2013-07-16
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UM71系列(包括ZPW-2000A)無絕緣軌道電路已成為我國鐵路的主流制式,軌道電路的正常工作對行車安全意義重大。軌道信號失真或者受到噪聲污染有可能導致鐵路信號設備錯誤動作進而發生行車事故。通過對鐵路信號做出監測以及判斷,可以幫助信號設備維護人員對故障設備進行及時修復從而避免事故發生。 本文設計了一種基于ARM/DSP雙核結構的鐵路信號測試儀,用以幫助設備維護人員及時檢修故障設備。其中,DSP芯片選用TI公司的32位浮點處理器TMS320VC33作為信號分析與處理的核心,實現信號的解調、頻譜分析和細化處理等功能。本測試儀作為一種實時的信號檢測設備,充分利用了浮點DSP芯片高效靈活以及系統可裁減的特性,因而更適合于現場環境的應用。本測試儀主要針對目前使用較為廣泛的UM71、ZPW-2000A系統以及站內25Hz相敏軌道電路,實現對移頻信號的數字解調、區間載波頻率檢測、信號幅度檢測、站內軌道信號的相位角及其幅度檢測等功能。 本文著重分析了頻譜細化技術中的ZFFT算法在實時信號分析中的應用,采用ZFFT算法可以在保證運算效率的同時提高頻譜的分辨率。在此基礎上,本文就這種算法提出了若干改進措施并且通過MATLAB對該算法及其改進措施進行了軟件仿真。同時本文完成了基于這種算法的DSP軟件設計:為了提高系統實時性,DSP算法均采用匯編語言實現。理論分析和實驗表明調制頻率的分辨率可以達到0.03Hz,滿足實際應用要求。此外,本文設計了測試儀的硬件結構,主要是VC33的外圍器件及其與雙口RAMCY7C028的接口電路,以及基于這個接口電路的通信規程。
上傳時間: 2013-06-29
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國內電力市場的開放給電力公司帶來了新的挑戰。各家電力公司都在尋求提高公司效率,增加客戶、改善服務的方案。在此競爭的舞臺上,采用先進技術的自動抄表和負荷管理系統就成為一個強有力的工具。它可以加強企業內部管理,加強對電網負載能力的控制。集軟硬件于一體的一整套電力負荷控制系統就成為滿足當前市場需求、順應國家電力改革的解決方案。 論文是基于ARM和GPRS電力負荷管理系統的研究與設計,主要工作是研制應用于電力負荷管理系統的GPRS終端,包括終端的軟硬件系統的設計和調試。自主開發了PPP協議,成功地將PPP協議應用于GPRS終端,所以此終端具有很強的后續擴展性和移植性。 論文首先介紹了電力負荷管理系統的研究背景、目的及意義,結合國內外發展情況,指出了現有系統的不足,伴隨GPRS、CDMA等新一代無線通信技術的發展對其進行改進。 其次對GPRS無線通信技術進行研究,了解GPRS終端數據傳輸協議——TCP/IP、PPP協議的基本原理。并對電力負荷系統的整體架構和通信方式進行了研究分析。 再次是對GPRS終端硬件的設計,主要包括ARM微處理器硬件系統的設計、串行擴展電路以及GPRS模塊的電路的設計。 最后本文著重對PPP協議做重點研究和設計。按照自身狀態機機制,從PPP的協議結構、運行機制、協商分析過程來展開,對PPP協議的實現進行詳細設計說明。同樣也對GPRS終端撥號上網程序進行了設計與實現。 經測試,GPRS終端能夠順利地進行撥號,并發送數據。證明了GPRS終端運行穩定可靠,達到了預期的效果和設計要求,有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理,對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。
上傳時間: 2013-04-24
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本文著重于圖像壓縮傳輸技術的研究和硬件平臺的的制作。首先對視頻壓縮技術的背景及主要壓縮標準及其目前圖像處理ASIC芯片市場作一個簡單的回顧和分析,然后對目前比較流行的圖像壓縮和傳輸硬件平臺方案作一些分析和比較,選擇了一種DSP+ARM架構的圖像處理及傳輸模式,設計擬采用JPEG靜態圖像壓縮標準對單幅畫面實現壓縮,并通過DSP的HPI口把壓縮后的圖片傳輸至ARM處理器,通過ARM去實現圖像的存儲傳輸。 在硬件平臺的具體實現上,以TI的TMS320VC5402實現單幅靜態圖像的壓縮,ALTER公司的EPMT064S實現VC5402擴展存儲器的邏輯控制,通過VC5402的HPI接口實現與具有ARM920T內核的S3C2410通信。在硬件平臺的制作上,選擇了國際流行的0rCAD+PowerPCB作為其原理圖和PCB板的制作工具。在軟件開發平臺上,選擇了以LINUX作為系統操作平臺。成本低、系統靈活、能基本滿足靜態圖像壓縮傳輸嵌入式開發平臺。 實驗初步結果表明該系統架構設計可行,為以后圖像壓縮傳輸技術的進一步研究打下了良好的基礎。
上傳時間: 2013-07-14
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隨著經濟與科技的發展,人們對住宅小區提出了智能化的要求:一方面住戶要求能夠遠程監視家庭環境和控制家電設備;另一方面,小區管理人員要求實現對小區事務的統一管理。計算機、通信和ARM嵌入式技術為小區的智能化提供了有力的技術支持。 本文來源于實驗室與日本NTT公司合作的智能家居項目,提出一種基于ARM-Linux平臺的小區智能監控系統的實現方案。系統包括小區網關、家庭中繼器和家庭傳感器/開關設備三部分。家庭中繼器通過RS485總線連接家庭內部各種傳感器和開關設備組成家庭內部通信網,中繼器可以在家庭內部網中集中采集傳感器數據和控制家電開關設備。小區網關通過Ethernet連接各家庭中繼器組成小區局域網,它可以統一管理所有家庭中繼器和家庭設備。用戶可以通過Internet訪問小區網關的Web服務器來查看家庭內部傳感器信息或發送操作指令來遠程控制家電開關設備,小區管理人員也可以通過小區網關的服務器發布小區管理信息。從而,實現家庭監控和小區管理的智能化。 本文主要工作包括:家庭中繼器的硬件設計、系統軟件移植和應用軟件設計;小區網關的軟件設計;家庭內通信網與小區局域網的組網以及在通信網絡中采用的通信協議的設計。通過對實驗室原型系統的實驗與測試,證明小區智能監控系統能夠良好運行。
上傳時間: 2013-07-27
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GPS(全球定位系統)是一種全方位的實時定位技術。隨著GPS技術的發展,基于PC機的導航定位系統由于其價格及功耗較高已不能滿足社會發展的需要,脫離PC端的嵌入式導航定位技術迅速發展起來。如今以ARM處理器作為主CPU的嵌入式硬件平臺,幾乎已經成為信息產業的硬件標準。一方面,它具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高等特點;另一方面,它為高速、穩定地運行嵌入式操作系統提供了硬件基礎。因此由基于ARM處理器的硬件平臺和嵌入式操作系統構成的嵌入式系統已經被廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各種領域。本文就對基于ARM的GPS定位系統的開發進行了研究與實現。 本文主要對以下三個方面的技術進行了研究:一是對GPS技術進行了介紹,介紹了GPS技術的發展、原理、特點、系統組成和定位方式;二是搭建基于ARM的硬件平臺;三是對Windows CE操作系統的開發進行了詳細的描述。 硬件平臺設計以三星公司的ARM920T核的S3C2440A為微處理器,根據系統要求完成S3C2440A外圍器件的設計,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB和串口通信的電路設計。而GPS模塊使用了GPS25LVS12通道的GPS接收機,并對GPS與ARM的通信接口和數據格式進行了描述。硬件系統設計采用了冗余設計,為以后系統的升級提供了空間。 在嵌入式操作系統上,我們選擇的是Windows CE操作系統。詳細介紹了平臺移植過程中Boot Loader開發,OAL層修改,以串口、鍵盤和LCD驅動為例介紹了驅動程序的開發,并詳細介紹了內核的定制過程。在應用程序開發中,介紹了從PB中導出SDK的過程以及EVC應用程序的調試。
上傳時間: 2013-07-09
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隨著人們對于數字視頻和數字圖像的需求越來越大,數字電視廣播和手機電視迅速發展起來,但是人們對于數字圖像質量的要求也越來越高。對于觀眾來講,畫面的質量幾乎是最為重要的,然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響,不可避免地會產生誤碼,導致圖像質量的下降,甚至無法正常收看。因此,為了保障圖像質量就需要采用糾錯編碼(又稱信道編碼)的方式來實現通信。在數字視頻廣播系統(DVB)中,無論是衛星傳輸,電纜傳輸還是地面傳輸都采用了信道編碼。 本文首先深入研究DVB標準中的信道編碼部分的關鍵技術;然后依照DVB-T標準技術要求,設計并硬件實現了數字視頻傳輸的信道編解碼系統。在該系統中,編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI),這種接口的應用讓系統具有很強的通用性;與信道端接口采用了G.703接口,具有G.703接口功能和特性的數據通信設備可以直接與數字通信設備連接,這使得應用時對于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法,卷積交織/解交織原理,卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎上,本文給出了解碼部分的設計方案,并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實現。在RS解碼過程中引入了流水線機制,從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區循環法,利用對RAM讀寫地址的控制實現解卷積交織,這種方法控制電路簡單,實現速度比較快,代價小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼,在幾乎不影響譯碼準確度的基礎上大大提高了解碼效率。
上傳時間: 2013-07-16
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隨著我國電力工業的迅猛發展,電網上非線性負載的日益增多,導致線路電壓、電流經常出現非正弦狀態,從而造成電網諧波“污染”。電網諧波惡化了電能質量指標,降低了電網的可靠性,增加了電網的損失。所以,電器設備在出廠前需要對其進行檢測,看其是否會影響電網的電能質量。那么可靠的電力參數測量設備的研制就變得非常重要。通過充分調研并翻閱大量資料,針對課題要求,提出了以ARM作為處理器,結合外圍電路,借由μC/OS-Ⅱ操作系統對硬件進行控制,來完成電參數采集及其處理的思路。 本論文完成了裝置的硬件電路設計和軟件開發。硬件方面采用Philips公司的LPC2132作為處理器,結合外圍電路,建立起基本的采樣、通信和人機接口硬件平臺。軟件方面,首先分析了電參數測量的算法,并進行了必要的仿真。在完成μC/OS-Ⅱ在LPC2132上移植的基礎上,進行多任務設計,完成數據采集、電量參數計算、USB串口通信和人機接口等功能。
上傳時間: 2013-06-08
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電腦繡花機是當代最先進的繡花機械,隨著人們對刺繡品質量的追求以及刺繡品需求量的增加,高性能的電腦繡花機越來越受到市場的推崇,用戶對CAN(現場總線)、遠程控制、海量USB存儲、彩色LCD顯示等技術在新型電腦繡花機中的應用有了新的需求。然而,國內電腦繡花機監控系統平臺由于存在技術上的困難或成本上的障礙而使這些功能難以實現。隨著電腦的不斷發展和電子產品成本的不斷降低,采用先進架構和體系的處理器,加上相應的實時操作系統進行任務管理,就能大大提高電腦繡花機監控系統的性能。本文設計了一種電腦繡花機監控系統,在詳細分析電腦繡花機工作原理和功能需求的基礎上,采用ARM處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統構建了監控系統平臺,實現了實時操作系統任務管理、網絡通信、USB設備讀寫、花樣圖案預覽等功能,具體工作如下: (1)在介紹電腦繡花機的工作原理以及分析電腦繡花機監控系統性能需求的基礎上,構建了基于ARM7核的嵌入式處理器與μC/OS-Ⅱ實時操作系統的監控系統平臺,并給出了系統的整體設計方案。 (2)根據電腦繡花機監控系統的整體設計方案,設計實現了系統的硬件電路,處理器采用ST公司生產的具有ARM7核的STR710FZ2T6,利用STR710FZ2T6的外部存儲器接口的三個BANK,分別設計實現了以太網通信接口、USB設備讀寫接口以及彩色LCD實現接口等。 (3)在系統的接口電路設計方面,采用以太網控制芯片CS8900A使其通過ISA總線與系統處理器相連,構建了以太網通信接口,負責遠程傳輸數據(花樣文件)控制信息等;利用LJSB主從控制器SL811HS,在處理器STR710FZ2rr6的控制下設計實現了對海量USB設備讀寫的USB接口,負責讀寫在U盤上的花樣文件以及其它的數據信息;利用5.6英寸的彩色液晶屏及其控制板QD-13設計實現了監控系統的LCD顯示接口,系統處理器通過控制QD-13向LCD寫入要顯示的圖案以及文字數據;組建了一個基于CAN通信的安全檢測模塊,主要包括電源檢測以及斷線檢測等。監控系統的CAN節點利用系統處理器自帶的CAN模塊結合TI的CAN收發器sn65hvd230實現,電源檢測節點、斷線檢測節點以及運動控制系統交互的CAN節點的控制器采用Microchip公司的帶有CAN模塊的18系列單片機PIC18F4680,CAN收發器采用該公司的MCP2551芯片。 (4)設計實現了基于μC/OS-Ⅱ操作系統的軟件,包括兩個部分,一是功能接口的驅動程序,另一個是操作系統中的應用程序軟件。驅動程序負責控制相應功能接口的運行,操作系統中的應用程序軟件實現具體的功能應用,例如TCP/IP協議棧以及USB協議的實現等。 (5)整合了系統各個功能模塊,并做出監控系統的PCB板,利用ADS開發環境進行系統的整體調試,給出了系統的運行效果,實驗表明監控系統工作穩定,性能良好。 最后,文章分析了電腦繡花機的監控系統需要改進的地方,并對電腦繡花機監控系統未來發展趨勢作出了展望。
上傳時間: 2013-05-25
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近年來,隨著控制系統規模的擴大和總線技術的發展,對數據采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前,很多設備需要實現從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時,隨著以太網技術的發展和普及,這些設備的串行數據需要通過網絡進行傳輸,因而有必要尋求一種解決方案,以實現技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協議的以太網通信進行研究和分析,在此基礎上,設計一個嵌入式系統一基于APM處理器的多路串行通信與以太網通信系統,來實現F8-DCS系統中多路串口數據采集和以太網之間的數據傳輸。主要作了如下工作:首先,分析了當前串行通信的應用現狀和以太網技術的發展動態,通過比較傳統的多路串口通信系統的優缺點,設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術,并結合F8-DCS系統數據量大和實時性高的特點,對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后,根據課題的實際需求,對系統進行總體設計和功能模塊劃分,并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網通信接口以及二者之間的數據傳輸接口的電路設計。在軟件設計上,對系統的啟動代碼、串行通信協議、串口驅動以及多串口與網口間雙向數據傳輸等進行了詳細的論述。最后,將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統I/O通訊網絡的測試與分析,達到了設計要求。
上傳時間: 2013-07-31
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