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目录一、设计要求 (1)二、设计的作用和目的 (1)三、设计所用设备及软件.................................................... 错误!未定义书签。
3.1 ARM简介 (2)3.2 AD9850芯片简介 (3)3.3 µClinux 操作系统简介 (4)四、系统设计方案 (5)4.1 系统总体设计 (5)4.2 系统工作原理 (5)五、系统硬件设计 (6)5.1 系统核心组成介绍 (6)5.2 数据采集部分设计 (6)5.3 信号发生器部分设计 (7)六、系统软件设计 (8)6.1 系统层 (8)6.2 应用层 (9)6.2.1 任务设计 (9)6.2.2 信号发生器任务 (10)七、系统调试与总结 (11)八、心得体会 (12)九、参考文献 (12)ARM 嵌入式处理器在智能仪器中的应用随着微型计算机技术的发展，嵌入式系统作为微型计算机应用的一个重要领域已深入到社会的方方面面。
16位和32位嵌入式微处理器逐渐成为嵌入式系统设计的主流。
传统的程序是基于单任务机制的,各个模块构成一个整体,当作为一个任务在实际应用中运行时,这种程序的安全性差、效率低。
而嵌入式操作系统的实时性、可移植、内核小型化、可裁剪四大特点却使软件开发更容易、效率更高。
所以广泛应用于智能仪器中。
一、设计要求设计一种基于ARM 嵌入式处理器系统的智能仪器的硬件和软件设计方案, 并结合uc/o s2II或者Linux嵌入式实时操作系统, 给出一套完整的任务调度和管理的方法, 最后用实例说明。
二、设计的作用和目的信号发生器、频谱分析仪、数字示波器等电子仪器是科研人员进行科学研究及试验的重要工具。
考虑到科研人员在室外、尤其是野外，测量分析条件的不便，设计了一台低功耗、多用途的便携式智能仪器，它具有产生正弦和方波信号、最大4通道信号采集、对采集的数据进行图形显示和频谱分析，以及可通过USB 接口与PC机进行通讯的功能。
基于ARM7嵌入式微控制器的智能仪表的设计韩寿丽，董联锋，张宾中国农业大学工学院，北京 (100083)E-mail：hilary1432@摘要：本文介绍了一种基于ARM7嵌入式微控制器的多功能智能仪表的研制，给出了该仪表的软硬件设计方案。
简要介绍了仪表的硬件组成，详细阐述uC/OS-II嵌入式系统在ARM7微控制器上的移植及多任务的设计，使该仪表可以同时对多路模拟或数字信号进行采集、处理和显示。
最后以PWM输出为例，给出了PWM任务的设计方法。
关键词：嵌入式，uC/OS-II，数据采集，PWM中图分类号：TH1.引言测量仪器仪表是进行科学实验的重要工具，随着计算机技术及微电子技术的飞速发展，仪器仪表的智能化程度得到了不断的提高，其智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步深刻地影响仪器仪表的设计；DSP芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用等等。
ARM7微控制器因为其体积小、性能高、功耗低等优点，它们非常适合于那些将小型化作为主要要求的应用，例如访问控制和电子收款机（POS）。
由于具有大的缓冲区规模和强大的处理能力，它们非常适合于通信网关和协议转换器、软件调制解调器、声音识别以及低端的图像处理。
而多个32位定时器、PWM输出、A/D转换和GPIO使它们特别适用于工业控制和医疗系统[1]。
高校机械设计制造及自动化专业开设了机械原理和机械设计两门课，为加深学生对机械传动相关内容的理解和认识，提高动手能力，进行机械传动相关实验是必要的教学手段，然而本校的实验设备部分存在陈旧、老化等不同程度的损坏，一定程度上影响了实验精度，所以，根据教学的需要，本文研制了一种基于嵌入式ARM7微控制器的智能仪表，该仪表可对直流电机或步进电机进行调速，同时可对JSC系列转矩转速传感器、输出电压范围0-3.3V传感器，欧姆龙绝对编码器和相对编码器进行数据采集和处理，并可实现键盘扫描、LCD输出显示等功能。
0 引言仪器仪表是用来计算各种计算机参数及位置成份的设备。
简单讲，仪器仪表也自带有自动报警及数据处理等一些功能，仪器仪表是信息来源的源头，目前作为信息及制造业的关键技术下已然成为了改造生产力的必经之路。
仪器仪表的覆盖率比较大，包含有农业、工业、科技及国防等人们生活的各方面，其作用之大，地位也比较特殊，对于国民的经济发展迅速之下，有巨大的拉动作用。
而且融入了嵌入式技术的仪器仪表功能就会更强大，精确度也会提高。
更能满足于仪器仪表的可视化及网络化的要求。
1 嵌入式技术的关键技术点嵌入式技术系统是含有特殊性质的计算机专业系统，有一定的适应性及特定性，嵌入式技术的可靠性、目的性及专用性也相当高，嵌入式技术主要包括三方面，硬件设备、嵌入式操作系统及软件。
嵌入式技术应用广泛，其的出现为传统的仪器仪表高进带来了便捷条件，简单讲就是桌面计算机及服务器外的所有计算机设备都属于嵌入式系统，根据国际定义来讲，嵌入式系统是控制设备、监视仪器及车间运行的装置。
当今社会普遍接受了新一代的嵌入式系统定义为中心应用，计算机技术作为基础，严格要求计算机系统的实用系统的功能、可靠性、成本及功能等。
2 嵌入式技术在仪器仪表应用中的现状融入了嵌入式技术的新型仪器仪表功能会更加强大及精度更高，处理能力也得到提升，能够满足到用户对仪器仪表的网络化及可视化的需求，运用到嵌入式软硬件的技术使得每台仪器仪表都能随时准确的去分析及处理当前的数据信息，恰到好处的从低到中到高度的不同层次上对测量的过程进行处理，得以提高目前的测量系统的性能和效率，扩大了传统测量系统的功能，譬如英语神经网络、进化计算、混沌控制等技术，是的仪器仪表实现了高效、告诉、多功能和高机动灵活等一些性能。
仪器仪表对系统硬件的要求也越来越高，要求硬件的平台具有可靠性及较好的稳定性，同时功能也要多样化。
如今国际上的仪器仪表的发展趋势如下。
2.1 多功能化拥有多功能化特点的仪器仪表，其可对不同信号的参数进行测量，并且能对不同通道下的参数进行测量及参数进行设置，这种多功能的仪器仪表就可完成所有的功能，并且由于此仪器能同时获取多种参数，故障诊断也得到了保证。
第28卷 第3期核电子学与探测技术V ol.28 N o.32008年 5月Nuclear Electr onics &Detection T echnolo gyM a y. 2008基于ARM9的智能 能谱仪器硬件平台的设计洪天祺,方 方(成都理工大学应用核技术与自动化工程学院,四川成都610059)摘要:在分析当前流行的嵌入式硬件平台的基础上,结合三星S3C2410A 处理器的高性能、低功耗,设计了智能 能谱仪器的硬件平台,并着重分析了硬件平台的存储器、L CD 、键盘控制器的电路设计,为智能 能谱仪器硬件平台提供了新的解决方案。
关键词:A RM 9,S3C2410A , 能谱仪中图分类号: T L81 文献标识码: A 文章编号: 0258 0934(2008)03 0650 04收稿日期:2006 07 08基金项目:四川省高新技术成果转化重点实施项目。
作者简介:洪天祺(1980.6-),男,汉族,四川省人,硕士研究生,研究方向:辐射防护传统的智能 能谱仪器硬件平台多选用单片机作为系统的控制核心,嵌入式 能谱仪器软件系统功能简洁,系统的软硬件集成化不高、开发周期长、限制了仪器的智能化发展。
ARM 9微处理器与之相比在满足便携式设备体积小、低功耗、低成本的需求下,还具有以下特点:采用5级整数流水线,指令执行效率高;提供1.1M IPS/M H z 的哈佛结构;支持32位ARM 指令集和16位Thumb 指令集;支持32位的高速AM BA 总线接口;全性能的MM U (M em eor y M anag em ent U nit 内存管理单元),支持Linux 、Window s CE 和Palm OS 等嵌入式操作系统。
将ARM9微处理器引入 能谱仪器的研制,更好地满足了智能 能谱仪器的便携性和智能化的需求。
因此本系统采用三星电子公司的S3C2410A 嵌入式处理器作为系统的控制核心。
基于ARM9的嵌入式数控铣床控制系统的设计的开题报告一、选题背景数控机床是现代制造业中不可或缺的设备，随着工业自动化的不断发展，其在生产加工中的应用越来越广泛。
数控机床的控制系统是数控机床的核心，控制系统的性能直接影响到机床加工精度和效率。
目前市场上的数控机床控制系统大多数采用PC或者嵌入式处理器作为控制芯片，PC处理器具有较高的性能和灵活性，但价格较高，嵌入式处理器虽然性能相对较低，但价格较为实惠，更适合中小型数控机床的应用。
本课题将基于ARM9嵌入式处理器设计一款中小型数控铣床控制系统，以实现数控铣床的切削、运动控制和轨迹解析功能。
同时，设计采用Linux操作系统和Qt图形界面，提高了系统的稳定性和友好度。
二、研究内容1. 硬件平台的选型和设计。
选用ARM9的嵌入式处理器，根据数控铣床的数据采集和控制要求进行硬件平台的设计，包括CPU、存储、输入输出等。
2. 系统底层的驱动开发。
根据硬件平台的需求，开发适配的设备驱动程序，完成系统底层的数据采集和控制功能。
3. 运动控制算法的设计。
设计数控铣床运动控制算法，实现对加工过程中的切削参数和运动参数的控制。
4. 轨迹解析和解码算法的实现。
将输入的轨迹数据进行解析和解码，生成标准的G代码指令，使用运动控制算法控制数控铣床进行加工。
5. 界面设计。
采用Qt图形界面设计，实现数控铣床的操作控制和状态显示。
三、论文结构1. 第一章：选题背景和研究内容，介绍数控机床控制系统的重要性和发展趋势，阐述本课题的开题研究内容和研究方法。
2. 第二章：数控铣床的数学模型，介绍数控铣床加工的基本原理和数学模型，为后续算法的设计和开发提供理论基础。
3. 第三章：硬件平台设计与开发，介绍ARM9芯片的选型和硬件系统设计，完成原理图设计和PCB布线，进行硬件系统的搭建和驱动开发。
4. 第四章：系统底层驱动的实现，根据硬件平台需求，开发适配的设备驱动程序，包括外部IO、串口、USB等。
嵌入式系统在自动化仪表中的应用发布时间：2021-09-03T11:49:35.203Z 来源：《教学与研究》2021年8月中作者：苏钊[导读] 自动化仪表是当前计算机技术面向微型化、定制化、简便化方向发展的产物。
广西机电职业技术学院苏钊广西南宁 530007摘要：自动化仪表是当前计算机技术面向微型化、定制化、简便化方向发展的产物。
自动化仪表内部包含着微型的处理单元，能够实现对相关数据信息的有效储存、计算和判断，同时还能够结合对应的指令操作来对其进行相应的管控，并且自动化仪表盘的使用全面促进了各行各业的快速发展。
本文简要对当前嵌入式系统在自动化仪表盘中的使用进行相应的探究。
关键词：嵌入式系统；自动化仪表；应用引言：随着当前基础科学技术的进步，在微电子领域以及网络化技术领域得到了快速的发展，新时期仪表仪器正迈向智能化、网络化、微型化方向进一步发展。
结合对应的嵌入式系统，确保对应的自动化仪表仪盘具备相应的可操纵性，并且代替传统仪表仪器中电子线路，使得仪表仪盘智能化程度更高，促进相关仪表行业快速发展。
一、工业自动化仪表的介绍在当代工业中，结合自动化仪表是实现对生产制造调节的重要方式。
具体来说，结合相关自动化仪表的使用，在当前工业生产管理的过程中，可以确保落实针对生产制造工作实时的检测，对现有的控制程序以及控制流程进行优化和管理，确保各项生产参数均处于正常合理的数值，最终实现对产品的质量以及生产成本的有效管控。
同时结合相应的自动化仪表仪器的使用，可以全面带动当前传统的制造业进行升级和换代，提高企业自身的竞争力。
总体来说，我国现阶段自动化仪表仪器在长时间的发展过程中也更加趋于成熟稳定，并且在我国各行各业中也得到了广泛的使用，无论是机械、冶金、石化等相关重工业领域，还是通信、材料、工艺技术、计算机技术等前沿性的领域均得到了良好的使用。
总体来说，自动化仪表仪器行业推动了我国基础通信、工业、金融等各领域的发展，实现各行业之间相互发展的促进作用。
基于ARM和DSP的嵌入式智能仪器系统设计1 引言随着智能仪器及控制系统对实时性信号处理的要求不断提高和大规模技术的快速进展。
越来越迫切的要求有一种高性能的设计计划与之相适应，将技术和技术结合起来应用于系统中，将会充分发挥两者优势以达到智能控制系统中对数据的实时性、高效性的通信要求。
该嵌入式系统要求实时响应，具有严格的时序性。
其工作环境可能十分恶劣，如高温、低温、湿润等，所以系统还要求十分高的稳定性。
2 嵌入式系统的总体设计2.1 核心器件的主要功能ARM和DSP分离选用 Logic公司的EP7312、TI公司的TMS320VC5402。
充分利用ARM丰盛的片上资源和DSP强大的信号处理功能，实现高效性、实时性的信号处理及网络通信功能。
EP7312是专为高性能、超低功耗产品而设计的微处理器，采纳ARM7TDMI 处理器内核，具有8kB高速缓冲存储器，支持存储器管理单元，片内集成了液晶控制器，键盘扫描器，数字音频接口，彻低的JTAG等功能，广泛地应用于嵌入式领域。
TMS320C54xDSP提供了McBSPs（多通道缓冲串口）；6通道的DMA控制器；可以与外部处理器挺直通信的8位增加HPI（主机接口）。
挑选这样的SOC（片上系统）作为该系统的核心器件，使得其稳定牢靠并具有广泛的扩展功能。
2.2 系统总体设计及工作原理系统总体设计框图1所示。
本系统主要是实现信号的实时性处理及传输，满足工业现场及各种测量仪器的高牢靠性要求。
ARM有丰盛的片上资源，适合嵌入式系统的开发，在该嵌入式系统中，ARM主要负责操作系统的运行、任务管理和协调以及DSP的控制任务，完成数据的远程通信。
扩展了外部扩展了多种外设，如通用串口、显示屏，以太网接口。
通过衔接以太网控制器实现网络化功能。
在ARM中移植了操作系统和实现了系统外部硬件接口的驱动程序。
由DSP执行计算密集第1页共6页。
硕士学位论文基于ARM的嵌入式系统设计第一章摘要嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在各个领域得到了广泛的应用，如军事国防、消费电子、通信设备、工业控制等。
嵌入式处理器内嵌实时操作系统(RTOS)，具有实时性、低成本、小型化、专用化和高可靠性，克服了传统的基于单片机控制系统功能不足和基于PC的系统非实时性的缺点。
随着嵌入式系统软硬件技术的飞速发展，其应用领域必将更为广阔，嵌入式系统的研究将会有非常广泛的前景。
本课题的目的就是研究适用于学校教学的嵌入式系统平台，这对于提高对嵌入式系统的理解具有重要意义。
本课题以嵌入式系统设计原理和实际应用为核心，从理论上和技术方法上开展了一系列研究。
主要工作有: 1、全面系统地概述了嵌入式系统的发展过程和分类，及其在各个领域内的应用，以及嵌入式系统的发展方向;2、基于嵌入式系统设计原理的嵌入式开发平台的设计的总体方案，从硬件和软件两个方面讲述了嵌入式系统的设计思想和方法，及其可行性的论证;3、嵌入式系统硬件平台的设计与调试，着重叙述了硬件平台的整体设计方案，包括各个设计模块的选型与接口电路的设计;4、嵌入式系统所采用的操作系统的移植与调试，详细讲叙了µC/OS-II实时操作系统在基于LPC2136的嵌入式控制器硬件平台上的移植过程及注意事项;5、对µC/OS-II内核实时性能进行了深入的分析，通过实际测试得出了在特定条件下µC/OS-II的实时响应参数。
6、在后继的工作中，我们还要在实时嵌入式操作系统的基础上完成对操作系统的扩展以及对各个模块的驱动。
总之，本文完成了嵌入式系统的硬件平台构架、实时嵌入式操作系统的移植，为今后嵌入式系统的后继开发提供了一个嵌入式平台。
关键词:嵌入式系统ARM RTOS µC/OS-II第二章AbstractWith the development of IT network technology, embedded system shows a new direction of technology development. Embedded system has been applied in military, electronics, communication, industrial control and so on, with respect to its small size, high performance, low cost, high reliability and oriented object program.Embedded controller with RTOS gets over the traditional microcontroller and the disadvantage of the un-real time specialty base on pc, instead it is real-time, low cost ,miniaturized ,customized ,and high dependability. It also has a broad foreground , along with the fast development of hardware of embedded system .This intention of this topic is designing the embedded system, which is important for enhancing the understanding of embedded system. The research is highlighted in both design theory and applications of embedded system, which extended its developments. This paper is organized into six parts:1. This article essentially introduced the development of embedded system, its classification, applications in numerous areas, and its development orientation.2. The second chapter covers the general design of the embedded system, based on the elements of embedded system design. then it shows the devise ideology and methods in either hardware or software, and the demonstration of its accessibility.3. The third chapter gives out the hardware of the embedded system, including design, test and implementation of each module, as well as their interface circuitry.4. The forth chapter introduces the process and attentions of RTOS µC/OS-II, when explanted to the LPC2136 embedded controller hardware platform.5. It covers a in-dept analyzing in the real-time performance in μC/OS-II core, as well as the real time respond parameter in the very condition.6. In the future, we will expand the operation system based on RTOS, and derivations of each module.In a word, the article provides keen insight into the platform architecture of hardware and explants of the RTOS, in addition to affording an embedded platform for the subsequence developments.Key word: embedded system ARM RTOS µC/OS-II目录第一章绪论......................................................................... 错误!未定义书签。
基于ARM的嵌入式系统硬件设计随着科技的不断发展，嵌入式系统在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
而ARM作为一款流行的嵌入式处理器架构，被广泛应用于各种嵌入式设备中。
本文将介绍基于ARM的嵌入式系统硬件设计的相关技术和方法，并探讨如何实现高效的硬件设计。
ARM处理器架构是一种流行的32位嵌入式处理器架构，具有低功耗、高性能、低成本等优点。
ARM处理器分为ARMARMARM11等多个系列，每个系列又分为多个子型号。
ARM还提供了一系列开发工具和生态系统，以支持嵌入式系统开发。
基于ARM的嵌入式系统硬件设计需要从以下几个方面考虑：处理器选型：根据应用需求，选择合适的ARM处理器系列和型号。
例如，如果需要高性能的计算能力，可以选择ARM11系列处理器；如果需要低功耗，可以选择ARM7系列处理器。
存储器设计：嵌入式系统需要高效的存储器来存储程序和数据。
可以通过选择合适的存储器类型和容量来满足应用需求。
输入输出接口设计：根据应用需求，需要设计合适的输入输出接口。
例如，如果需要连接传感器和执行器，需要设计相应的接口电路。
电源设计：电源是嵌入式系统的核心组件之一。
需要根据应用需求，选择合适的电源类型和容量，并设计相应的电源电路。
基于ARM的嵌入式系统硬件设计的实现过程如下：确定应用需求：需要根据具体应用场景，明确硬件设计的需求和功能。
进行硬件选型：根据应用需求，选择合适的ARM处理器、存储器、输入输出接口等硬件组件。
设计硬件电路：根据硬件选型的结果，需要设计相应的硬件电路，包括电源电路、存储器电路、输入输出接口电路等。
制作硬件板卡：根据设计的硬件电路图，需要制作硬件板卡，将各个硬件组件集成在一起。
调试与优化：在硬件板卡制作完成后，需要进行硬件调试，检查硬件电路是否正常工作，并优化硬件性能和功耗。
通过基于ARM的嵌入式系统硬件设计，我们可以得到一个高效、可靠、低功耗的嵌入式系统。
在实际应用中，基于ARM的嵌入式系统可以运行各种操作系统和应用软件，实现各种复杂的功能，例如数据采集、处理、传输等。
基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统研究的开题报告一、研究背景随着工业自动化、机械制造和智能化的不断发展，数控系统的需求也不断增加。
而传统的数控系统存在一些问题，如可扩展性不足、性能受限、稳定性差等。
为了解决这些问题，嵌入式数控系统应运而生。
嵌入式数控系统是一种以嵌入式系统为核心的数控系统，具有小巧、高性能、低功耗、易扩展等特点。
而基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统更是在这一领域中具有广泛的应用前景。
二、研究内容本课题旨在通过研究基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统，探索其在数控领域中的应用以及相应的技术难点。
具体研究内容包括：1. 基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统的体系结构设计和实现，包括硬件设计和软件开发。
2. 基于该系统的工业应用研究，如机床控制、自动化生产线等。
3. 针对该系统的性能进行测试和优化研究，以确保其可靠性和稳定性。
三、研究意义本研究将对嵌入式数控技术以及基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统的开发与应用做出贡献，拓展了嵌入式数控系统技术的应用范围和研究深度，提升了数控系统的性能、功能和稳定性，对工业制造和自动化生产具有重要的意义。
四、研究方法本研究将采用文献调研、系统设计、硬件实现、软件开发、测试和优化等方法，综合应用嵌入式系统、ARM和FPGA等技术手段，实现基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统。
五、预期结果本研究将实现基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统，并对系统性能进行测试和优化。
同时，将开展针对该系统的工业应用研究，探索其在数控领域中的应用前景，取得一定的研究成果，为相关领域的发展作出贡献。
