ATMEL公司生產的串行Flash AT45系列存儲器的容量已達到了16Mb,常用于數據存儲系統.文中以AT45D041為例,詳細介紹了該系列Flash存儲器的命令集以及串行SPI接口的應用方法,并給
上傳時間: 2013-05-28
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在現代電網中,隨著超高壓、大容量、遠距離輸電線路的不斷增多,對電力系統的安全穩定運行提出了更高、更嚴格的要求。距離保護作為線路保護的基本組成部分,其工作特性對電力系統的安全穩定運行有著直接和重要的影響。為了適應現代超高壓電網穩定運行的要求,微機保護裝置在硬件和軟件上都提出了越來越高的要求。 高速數字信號處理芯片(DSP)技術的發展,為開發一種速度快、處理能力強的微機保護系統奠定了基礎。在這樣的背景下,我們采用DSP芯片和ARM處理器,設計了一個并列式雙處理器微機保護系統。該系統采用一個DSP芯片負責控制數據采集、采樣數據處理,實現保護功能。ARM微處理器承擔人機接口管理,通過串行通信方式實現與DSP端口之間的數據通信,豐富的通訊接口,使得與上位機的通訊、下載程序定值靈活方便。新的微機保護裝置不斷推出,投入運行的微機保護裝置不允許用來進行試驗、培訓,該裝置還可作為試驗教學系統,供學生學習認識微機保護裝置的內部結構,并可自行設計保護算法、編制程序,通過上位機下載到實驗裝置,完成相應保護功能的測試。 本文實現了微機保護方案的整體軟硬件設計,內容包括DSP2812微處理器芯片,ARM7微處理器LPC2220芯片,開關量輸入/輸出電路、數據采集電路、通訊和網絡接口電路、人機界面的顯示板電路,文中對各部分電路的功能、特點以及器件的選擇、引腳連接進行了詳細介紹。系統采用模塊化設計,采用雙CPU并行處理模式,針對基于LPC2220微處理器的監控管理系統,完成了最小系統設計,詳細完成了啟動電路的設計。 本文初步設計了人機操作界面,給出了軟件設計的流程圖,將實時操作系統μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件設計相結合,共同構成一個可以重復利用的軟硬件數字系統平臺,除了可以最大限度地提高開發的效率、減少資源的浪費外,還可以通過長期對于該平臺的研究,逐步優化平臺軟硬件資源,提高其性能,并滿足日益復雜的應用需求。
上傳時間: 2013-04-24
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目前,基于USB2.0接口的移動存儲設備已經被廣泛使用,尤其是采用USB-FLASH技術的U盤產品的容量由幾年前的16M增加到現在的4G以上。我們知道,U盤通常是作為計算機的外部存儲設備,能否脫離計算機直接向U盤讀寫文件呢?答案是肯定的。
上傳時間: 2013-07-06
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隨著水聲技術研究的不斷深入,各類水聲設備也得到迅速發展,在海洋探測、水下通信、軍事國防等方面廣為應用。與此同時,水聲數據采集系統也受到越來越多的關注。由于信道復雜、信號衰減大以及環境惡劣等因素的影響,設計一個可靠性高、功耗低、實時性強且符合水聲工程要求的數據采集系統成為一項重要任務。 本課題研究內容來源于某型水下測量系統。論文在分析了水聲信號特點的基礎上,闡述了用于水聲信號數據采集系統的設計原則。針對水聲數據采集的應用需求,采用嵌入式ARM9處理器和嵌入式實時操作系統VxWorks設計并研制了一套基于ARM_VxWorks的高可靠水聲數據采集系統。 本設計以S3C2410嵌入式處理器,高精度ADC和以太網控制器CS8900以及大容量數據存儲器為系統的關鍵部件,對VxWorks操作系統進行了移植,設計了配用的板級支持包,并開發了相應的驅動程序。 在上述基礎之上,針對水聲數據采集系統的特點和要求,開發了以網絡通信為數據傳輸手段的數據采集系統,并實現串行通信和大容量數據本地存儲功能。 對系統的測試結果表明,采用ARM_VxWorks結構的數據采集系統能夠有效地完成水聲數據采集任務。
標簽: ARMVxWorks 水聲數據 采集 系統研究
上傳時間: 2013-06-10
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心臟疾病一直是威脅人類生命健康的主要疾病之一。研究無創的心電信號檢測設備來檢測與評價心臟功能的狀況,并研究心臟疾病的成因是生物醫學電子學的重要研究課題之一。動態心電記錄儀(Holter)是用于記錄24小時長時間心電圖的一種設備。研制高性能的動態心電記錄、監護系統對于心血管疾病的診斷和治療具有十分重要的意義。 Holter技術發展至今已有幾十年歷史,但目前的Holter仍存在許多不足之處:(1)許多Holter采用8位、16位單片機作為控制系統,運算能力有限,無法加入自動診斷功能:(2)數據存儲采用固定焊接在板上的存儲芯片,容量小,數據取出回放不方便;(3)大部分Holter還不能實現心電信號的實時遠程傳輸,心電數據的分析以及分析報告的獲取往往要滯后好幾天時間,不利于心臟疾病的及早診斷及治療。 針對這些不足,本文設計了一個基于ARM(一種32位嵌入式處理器)的動態心電記錄儀。該記錄儀具有運算功能強、能夠實現心電信號實時遠程網絡傳輸的特點。為確保信息不會因網絡傳輸故障而丟失,本系統同時還采用了便于攜帶的SD(Secure Digital Memory)閃存卡作為存儲媒介,具有大容量數據存儲的功能。本文設計的系統主要完成的任務有心電信號的采集、心電信號的放大濾波、心電信號的顯示和心電信號的存儲與傳輸。整個系統由一片ARM嵌入式微處理器控制,本系統中采用的嵌入式微處理器是三星的S3C44BOX。放大和濾波電路主要是對電極導聯傳來的心電信號進行放大和濾除干擾信號,以獲取合適的信號大小并保證采集的心電信號的正確性。心電信號的顯示是把心電信號實時地顯示在Holter的液晶屏上,能使患者直觀地觀察到自己的心電信號情況。心電信號的存儲采用了容量大、成本及功耗低并且體積小方便攜帶的SD卡來存儲心電數據。心電數據的傳輸是通過以太網實現的,以太網可以實現快速、高正確率的傳輸。傳輸的數據由醫院內的服務器接收,并且在服務器端對心電信號進行相應的顯示和處理。為實現上述功能編寫的系統軟件包括Holter的Bootloader的設計、uCLINUX操作系統的移植、A/D轉換程序、液晶屏的控制及菜單程序、SD卡FAT文件格式的數據存儲和服務器端數據接收、波形顯示程序。本系統經過一定的實驗證明符合設計要求,具有體積小、成本低、使用方便的特點。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著生產自動化要求的不斷提高,控制技術和微型計算機技術的不斷發展,智能記錄儀已日益廣泛地應用在工業過程領域,并占據了越來越高的地位。近年來,新的應用也對智能記錄儀的設計提出了更高的要求。 嵌入式系統因其體積小、性能好、功耗低、可靠性高等優點,其已經在各種記錄儀表的開發與設計等領域中得到廣泛的應用。為了改善工業現場傳統獲取數據費時、費力且數據不夠及時準確的缺點,本課題基于嵌入式的技術,構建了一個由32位的嵌入式微處理器S3C24lO和實時操作系統IAnux組成的平臺,并對其進行了開發研究,設計并實現了針對工業過程數據處理的一種新型的記錄系統。 本文研究了無紙記錄儀通用開發方法,設計了系統結構、功能和性能設計指標。該系統以三星公司生產的S3C2410(ARM)微控制器為核心,配置大容量Flash存貯器、實時時鐘等,通過8個信號輸入通道,可配接熱電偶、熱電阻以及標準的電壓/電流信號,經16位采樣送ARM處理后,按設定要求完成信號監測、數據記錄和柱狀圖、曲線顯示、異常數據報警等無紙記錄儀的功能,以及通過RS232通信接口與其它系統進行數據通信;在系統軟件設計方面,采用結構化、模塊化方法,結合硬件配置設計了數據采集、檢測信號處理、數據存取、鍵盤操作功能模塊以及柱狀圖、曲線等圖形顯示功能函數,從而使具有了模塊化擴展功能。試驗表明了該系統對數據進行了準確、可靠的的采集與處理,較好地滿足了工業現場的需求。 本課題是數據記錄系統在工業現場數據采集、處理領域中的一次成功嘗試。在實際應用中,該系統凸顯出強大的功能、良好的靈活性。實踐證明本系統是一種優秀的解決方案,能夠高效的實現各種測控任務。
上傳時間: 2013-04-24
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在電力現代化建設中,提高發電機發電效率是其中重要的一環,氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發電設備,作為冷卻劑,它可以有效地提高其發電效率,但它又是一種易燃易爆氣體,所以使氫氣參數處于正常范圍,保證發電機高效、安全正常工作就變得至關重要,因此對氫氣參數進行實時監測有著重要的意義。 本論文研究和開發了基于ARM和CPLD的氫氣參數監測系統,首先簡要的分析了氫冷發電機系統對氫氣參數進行監測的必要性以及當前電力系統氫氣參數監控系統的發展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業務SMS、工控總線Modbus通信協議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現發電機系統多氫氣參數的現場實時監測系統的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統的核心。采用高精度的16位AD轉換芯片,并使用兩種濾波算法的結合對信號進行數字濾波,滿足系統對氫氣參數采集精度的要求。同時系統結合CPLD技術,用于解決系統內微控器I/O口不足以及SD卡驅動的問題,本論文采用一片CPLD擴展I/O口,每一個擴展的I/O口都分配固定的地址,ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數碼卡,是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備,具有低成本,大容量的特點,系統的歷史數據存儲使用了SD卡作為存儲介質,系統并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡,而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅動SD卡,在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協議,外部總線接口,SRAM的讀寫時序等,這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度,增強微處理器程序的移植性,又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數據傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業務遠傳現場數據,設計了GSM模塊的軟件硬件,實現了報警等數據的無線傳輸,系統的有線傳輸采用了基于Modbus通信協議的RS485總線通信方式,采用這兩種通信方式使系統的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間: 2013-05-26
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機械手是自動裝配生產線上必不可少的設備,它可以模擬人手臂的部分動作,按預定的程序、軌跡和要求,實現抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質量和在惡劣環境下作業等方面,起到了積極的作用。嵌入式系統是近年來發展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統,它的特點是高度自動化,響應速度快等,非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統的功能要求,研究設計了一種基于ARM和DSP的機械手數控系統的方案。嵌入式ARM處理器,具有運行速度快、功耗低、程序設計靈活、外圍硬件資源豐富等優點,但其很難在處理大數據量、復雜算法時保證系統的靈活性和實時性。DSP作為數字信號處理的核心器件,能夠實時快速的完成控制算法運算,由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右,不適合高速輸入輸出;FPGA芯片高速輸入輸出數據,時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現各種接口的邏輯時序,豐富的接口使得該系統能夠方便的進行移植,擴展了該系統的應用領域,從而提升了其性價比,通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結合,發揮各自的優勢,使系統具有程序設計靈活、以太網通信、大容量存儲、高速數據輸出、可移植等特點,既滿足高速機械手自動控制的要求,同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明,基于ARM和DSP構建嵌入式數控系統的應用方案全可行、合理,同傳統的人機交互系統設計相比,能大量地減輕研發任務,提高發速度,能夠在短時間內得到控制性能優秀的數控系統。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著國有銀行向商業銀行的轉變,銀行的設備采購標準會越來越高,與此同時,銀行柜臺業務量的增加,使得老一代的銀行專用打印機無論在速度上還是在使用的方便性上都顯得力不從心,為了占領市場,公司有必要開發新型的、使用更加方便的打印機。 老一代打印機在打印存折時,柜臺工作人員要把存折放準位置,要不然打印會偏離預定位置,在打印信函時,有的冷僻字無法打印出來,軟件無法下載升級。為了加快柜臺處理速度,減小柜臺工作人員的工作量,需要開發能自動糾偏定位,字符完善的打印機。 本文在分析需求的基礎上,比較當前流行的處理器,選用Atmel公司的ARM芯片AT91M42800A作為處理核心,使用Xilin公司的20萬門的FPGA XC2S200做硬件邏輯控制,通過光電傳感器和相關的控制電路來實現自動糾偏定位。在嵌入式操作系統上選用Nucleus Plus,約95%的Nucleus Plus代碼用C語言編寫,因此它能很方便移植,同時它還提供全部源代碼,這樣便于開發。另外,它還只要一次性付費,這使得它有很好的成本優勢。 文中詳細說明了本系統的硬件、固件的實現。在硬件上闡述了一些單元電路,包括存儲器電路,接口電路,傳感器電路等的設計思路和實現方法。通過光電傳感電路,步進電機控制和軟件結合,形成閉環控制,從而實現了快速自動糾偏定位;通過大屏幕的LCD顯示實現了操作界面的簡單化;采用大容量的存儲器以及大字庫解決了冷僻字無法打印的問題;固件部分詳細闡述了系統上電啟動過程,包括Bootstrap模塊和loader模塊,Bootstrap模塊主要功能是重定位存儲器,初始化基本硬件以及Loader模塊的自動在線下載升級。Loader模塊的主要功能是下載FPGA的配置代碼,初始化鍵盤和顯示器,然后調用Nucleus Plus初始化代碼,從而建立和調用任務。 本文通過總結測試結果,與老一代打印機相比,新打印機在智能化上實現了自動糾偏定位,使得打印機操作人員不需要準確放置存折,就能正確打印,提高了工作效率;在打印速度上比原系統提高30%,還可方便地實現軟件升級。 當然,新的打印機在存折偏移很大時,要耗費長時間才能把存折推到正確位置。這要在糾偏算法上做進一步的改進。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為了當前信息行業最熱門的焦點之一。ARM以其高性能低功耗的特點成為目前主流的32位嵌入式處理器而在數碼產品中廣泛使用,隨著數碼相機的普及,數碼相框產品得到推廣,數碼相框通過一個液晶的屏幕顯示數碼照片而非紙質照片,數碼相框比普通相框更靈活多變,也給現在日益使用的數碼相片一個新的展示空間。在嵌入式操作系統方面,uC/OS—Ⅱ憑借其小內核、多任務、豐富的系統服務、容易使用以及源碼公開等特點被嵌入式系統開發者廣泛用在各種嵌入式設備開發中。uC/FS嵌入式文件系統由于穩定性,可移植性以及與uC/OS—Ⅱ內核的相兼容被廣泛用在基于uC/OS—Ⅱ的嵌入式系統開發中。NAND Flash存儲器由于其大容量數據存儲、高速存取速度、易于擦除和重寫、功耗小等特點被廣泛應用于便攜式電子設備的數據存儲、嵌入式系統的程序存儲載體中。 本論文的硬件工作平臺是艾科公司研發的數碼相框芯片方案ARK1600,該平臺集成了嵌入式系統設計所需的相關硬件模塊。本論文的主要設計目標是在該平臺上實現NAND Flash存儲設備驅動的系統級方案,即在ARK1600平臺上通過構建uC/OS—Ⅱ操作系統以及uC/FS文件系統來實現NAND Flash設備驅動掛接。本論文是在Windows環境下通過ARM ADS實現代碼的編譯,通過Multi—ICE進行前期調試以及USB—Debug進行后期的系統整合調試。 本論文的主要研究工作具體涉及以下三個的方面:首先研究了ARM相關構架以及uC/OS—Ⅱ操作系統的特點,并在此基礎上移植uC/OS—Ⅱ操作系統到ARK1600平臺,分析ARK1600硬件體系結構的基礎上詳細分析了BootLoader的相關概念,并重點闡述了NAND BootLoader程序設計與實現過程;其次在文件系統方面,本論文成功移植uC/FS嵌入式文件系統到ARK1600平臺,在移植的過程中采用了動態文件緩沖區算法提高了該文件系統的數據傳輸效率;最后重點討論了NAND Flash驅動在ARK1600的實現,主要分析了NAND Flash的數據存儲結構,并從物理層,邏輯層和文件系統接口層三個方面具體分析了NAND Flash驅動程序的實現,并在NAND Flash邏輯層驅動實現時通過采用壞塊處理表算法實現了NAND的磨損均衡問題。
上傳時間: 2013-07-31
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