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arm单片机范文1
关键词：国产发射机 arm7单片机 控制系统 通信任务 软件设计
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（a）-0030-03
DF500A型国产500 kW短波发射机是由北京北广科技股份有限公司研制生产的，整机由射频系统、调制器系统、电源系统、控制系统、冷却系统组成。控制系统主要由四部分构成：上位机人机交互自动控制系统，逻辑控制系统，调谐控制系统，灯丝控制系统。自动控制系统作为发射机的标准配置，采用了CPCD+ARM+工业控制计算机等技术开台同步自主开发，其中由ARM单片机作为核心处理器的自动控制系统是现今比较流行，使用最广泛也是最先进的嵌入式系统，嵌入式系统具有运算处理能力强，与PC通信方便、成本低，针对应用优化设计、用户使用方便等方面的优势。DF500A型500 kW发射机按照行业自动化技术规范的要求开发出来的自动控制系统完全实现了发射机自动开关机，自动调谐，故障诊断，网络管理，远程监控等诸多功能。
1 基于ARM7单片机的发射机自动控制系统总体结构设计及功能说明
1.1 发射机自动控制系统总体结构设计介绍
DF500A型国产500 kW短波发射机的核心控制系统主要由ARM7单片机系列的芯片LPC2388为核心处理器组成的。LPC2388芯片是Philis公司生产的基于实时仿真的32位ARM7TDMI-S微处理器，适用于为了各种需要而进行通讯的应用。它包含了4个UART、1个SPI、2个同步串行端口（SSP）、3个I2C接口、2路CAN通道、1个I2S接口、10/100Ethernet MAC、USB2.0等接口并支持OTG等功能。LPC2388具有高达512 K的Flash存储器和96K的SRAM。Flash在ARM的局部总线上，能够进行高性能的CPU访问：有两个AHB系统，可以同步进行Ethernet DMA、USB DMA和片内Flash执行程序；先进的中断向量控制器，可以支持多大32个中断，还具有通用定时器、RTC、看门狗等功能模块。LPC2388的工作电压一般3.0～3.6 V，有空闲、睡眠、掉电和深度掉电等四个低功耗模式；内部有4 MHz的RC振荡器，还选择作为系统时钟，片内PLL可使系统时钟最高工作在72 MHz；封装在LQFP144。以上这些特点使它非常适合工业控制等领域。
DF500A型国产500 kW短波发射机的自动控制系统硬件架构主要包括通信控制板（ARM1）、调谐控制板（ARM2）、逻辑控制器、上位机组成，整机的自动控制系统架构如图1所示。
ARM1通信控制板主要功能是负责与上位机、ARM2、CPLD进行通信，协调控制发射机开关机、调谐以及状态信息、报警信息的及时上传。ARM2调谐控制板主要是负责调谐，接收ARM1发送的调谐命令，上传通过A/D转换获取的状态信息，以及通过D/A接口控制发射机进行调谐；同时，ARM2可通过显示器及键盘实现手动微调马达。
1.2 发射机自动控制系统控制板功能说明
1.2.1母板
母板负责链接ADC模/数转换板、DAC数/模转换板、通信控制板ARM1、调谐控制板ARM2和通信接口板，进行各个电路板之间信号的链接和转换。
1.2.2ADC模/数转换板
ADC电路板行主要由两个多路选择开关（ADG40）和一个AD转换芯片（AD7233）及其电路组成，并且整个控制系统的电源（+24V）从该板输入。功能是把十三路马达位置数据和各种表值数据的模拟数据转换成数字量送给调谐板ARM2。
1.2.3DAC数/模转换板
DAC电路板主要由两个DA转换芯片（AD7839）及其电路组成。功能是把调谐控制板AMR2传送过来的13路马达控制信号由数字量转换成模拟量去控制13路电机，并且激励器的控制从该板输出。
1.2.4通信接口板
通信接口板功能是负责控制板和设备的接口，光耦隔离进行电平转换，驱动设备。X2是逻辑控制的接口，X6是波段控制的接口。
1.2.5通信控制板ARM1
通信控制板ARM1主要由ARM7芯片LPC2388和iPort模块组成，主要负责与上位机通信、调谐控制板ARM2通信和一些逻辑控制功能。通信控制板ARM1实现的逻辑功能有关机、黑灯丝、红灯丝、高压合、高压断、复位、快速灯丝、封锁音周、封锁PSM指令。
1.2.6调谐控制板ARM2
调谐控制板ARM2主要由ARM7芯片LPC2388和液晶显示模块组成，主要是负责调谐控制、与逻辑控制器通信、与通信控制板ARM1通信、液晶显示、指示灯和一些逻辑控制功能。调谐控制板ARM2实现的逻辑功能有高功率、低功率、升功率、降功率和启动调谐。
1.2.7逻辑控制器
逻辑控制器主要采用两片EPM7512EAQI208作为核心处理器（一片负责所有的逻辑控制，一片负责与上位机通信），输入接口电路、输出接口电路、状态指示灯电路作为外部接口电路。它主要完成如下三方面的功能：一、实时采样。控制器系统实时采样一百多路发射机风路、水路、灯丝、高压、马达等各个节点的状态量，并通过RS232串行通信方式上传至上位机。二、故障处理。控制器系统通过采样到的状态量分析发射机的运行状况，并采取相应保护措施。三、控制命令处理。操作人员可以通过上位机控制或手动按键控制实现整个发射机的过程控制
2 ARM7单片机的发射机自动控制系统软件设计思想
2.1 通信控制板ARM1的软件设计介绍
单片机ARM1主要负责与上位机通信，它的通信任务包括：接收上位机发送的控制命令；上传ARM2及CPLD的状态信息；上传命令执行过程中的日志信息。单片机ARM1与上位机的通信采用UART3串行接口模块实现。
通信控制板ARM1设计思想如下。
（1）LED指示工作状态，1Hz频率闪烁。
（2）为每个通讯设计一个单独任务，用于上发和下传指令。
（3）关机、开机、调谐三个独立的任务用于实现控制逻辑。
（4）扫描运行图任务，根据本地运行图自动触发运行时间，给调谐任务发送信号量。
（5）上传状态信息任务，该任务每隔2 s向PC端发送最新的CPLD状态信息和ARM2读取的状态信息。
arm单片机范文2
摘要：首先对采用sram工艺的fpga的保密性和加密方法进行原理分析，然后提出一种实用的采用单片机产生长伪随机码实现加密的方法，并详细介绍具体的电路和程序。
iftin为q0、q2、q21、q23四个状态异或运算的结果。
图4
系统加电时，单片机将aset置为低电平，经过一个非门，变成高电平使移位寄存器处于置位状态。在配置完成后，单片机将aset信号置为高电平，经非门使移位寄存器正常工作。
arm单片机范文3
摘 要：本文提出了基于ARM的智能鱼缸控制系统的体系结构，并对服务器端与控制端的设计与实现以及其中的关键技术（包括Qt、Boa、Webcam、CGI）做了详细的阐述。
关 键 词：ARM；Boa；Qt；Webcam；jQuery
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A
1 引言
本系统集视频采集、Qt、单片机、Boa服务器以及网页制作等技术于一体，终端用户可以通过网页与ARM服务器端通信并控制鱼缸。本文设计的鱼缸控制系统同传统鱼缸相比有如下优点：（1）远程操控；（2）视频采集；（3）娱乐性强。本文主要介绍系统体系结构，服务器端与控制端软件部分的设计与实现以及所需关键技术。
2 体系结构图
本控制系统主要由ARM服务器端和控制端构成。ARM服务器端由Web服务器，Qt端界面和Sqlite数据库构成，通过将Boa服务器移植到ARM中为CGI构成的网页提供服务。Qt端主要以Sqlite数据共享的方式为浏览器对鱼缸的间接控制提供支持，同时Qt本身也具有控制的功能。控制端由AT89C52单片机构成，单片机作为执行器对鱼缸进行一系列动作。体系结构图如图1所示。
3 软件设计
3.1 Qt端设计
ARM开机后自动运行网络服务器Boa，并开启Qt端程序。PC或者手机通过路由器连接到服务器，此时便可以通过网页操作对数据库数据进行更改，Qt端读取数据后向单片机发出控制指令，单片机对鱼缸执行操作。Qt端定时器动作监控流程图如图2所示。
3.2 娱乐功能设计
娱乐功能是本系统一大特色，主要包括逗鱼与喂食。逗鱼、喂食功能都由步进电机模块实现。步进电机模块采用ULN2003作为驱动芯片。驱动信号从单片机的P1^2—P1^5（逗鱼功能模块）或者P2^2—P2^5（喂食功能模块）连接到UNL2003芯片的4个反向器输入端，并且其输出端连接到步进电机。步进电机驱动图如图3所示。
3.3 Web服务器端设计
Web服务器端由CGI和Ajax构成。系统通过Web端带给用户一个简洁、美观的网页界面。页面采用jQuery动画效果搭建，表单提交采用Ajax技术，使动作更加顺畅，用户体验度更高。具体功能如图4所示。
6 结论
本文设计的智能鱼缸控制系统应用范围广，成本低廉，交互性良好，易于拓展，娱乐性强，能够给广大的养鱼爱好者带来全新的感受。通过长时间的测试与运行，已证实本系统运行稳定性良好。
参考文献
[1] 布兰切特[加]，萨默菲尔德[英]，著.闫锋欣，等，译.C++ GUI Qt 4编程[M].北京：电子工业出版社，2008：8-249.
arm单片机范文4
关键词：独立学院嵌入式课程设置课程改革优化
中图分类号：G423.04
引言
以我校（武汉长江工商学院）为例，电子信息工程专业主要培养能在信息通信、电子技术、智能控制、计算机与网络等领域和行政部门从事各类电子设备和信息系统的科学研究、产品设计、工艺制造、应用开发和技术管理的应用型工程技术人才，因此，我们以培养应用型人才为目标制定了培养方案。
课程设置现状
在我们的培养方案中，除了专业基础课程（C语言程序设计、电路分析、电工基础、数字电路、模拟电路）外，有两条主线：嵌入式方向与信号处理方向。其它方向如微电子、射频、无线电等方向，考虑到我们学生的基础以及培养方案总课时的要求，最终选择了嵌入式与信号处理两个方向，当然，随着社会的不断发展，以后的培养方案可能会考虑微电子等较新的方向。
之所以选择嵌入式硬件方向为我们的一条主线是因为嵌入式系统是当前很热门而且很有发展前景并且对于学生而言也是比较好就业的应用领域之一。嵌入式系统在智能化家居、家电，汽车电子、医疗、交通等各个方面都有应用，我们的生活已经离不开嵌入式系统。嵌入式系统是软硬结合的技术，我们以硬件设计为主设置了我们的课程如下：
表1：嵌入式方向的课程设置
围绕ARM嵌入式技术这门课，还有微机原理、单片机、EDA、DSP等课程及相关实验。
学习了微机原理和单片机这两门课后再学习嵌入式，学生更容易入门，因为嵌入式本身是从单片机发展而来，并且在微机原理与单片机这两门课程中，我们以汇编指令为主，主要是考虑到做嵌入式系统除了了解ARM处理器工作原理和接口技术还要了解ARM的汇编指令系统。
考虑到嵌入式开发的发展方向与相关领域，我们还设置了EDA技术与DSP技术两门课。数字图像压缩技术是嵌入式的应用领域之一，主要是掌握MPEG编解码算法和技术和DSP技术，另外，为追求更高速的信号处理速度，现在一些速度要求较高场合，有不少公司是将一些DSP算法用硬件来实现，这就涉及到HDL数字电路设计技术及其FPGA/IP核实现技术。这也是我们将EDA技术与DSP技术这两门课作为这个方向的专业课程的原因。
课程改革思路
首先是微机原理与单片机这两门课，目前我们开设《微机原理与接口技术》理论课54课时，实验课18课时，《单片机原理及其应用》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。微机原理课程主要是帮助学生理解一款微型计算机的工作原理、结构、汇编语言编程及其接口电路，为以后的进一步学习不同的CPU以及计算机应用打下基础。目前我们的教学还是以8086/8088作为微机原理主讲芯片，其难度较大，与实验教学和学生在课外的实际应用（如参加电子设计系列竞赛、制作小作品、毕业论文、课程设计等）脱节，教学效果不理想。
随着半导体技术的进步，处理器从单核时代进步到了多核时代，并且将来处理核的数目将会越来越多。随着多核技术的发展，可能不久的将来大多数的软件开发都将以多核芯片为基础硬件平台，随之而来的是编程语言、数据结构、算法理论、软件工程等都将随着多核的出现而进行修订，对我们专业而言，要考虑的主要是计算机硬件方向的课程设置要进行调整以适应多核时代的到来。经过调研与研讨，我们决定将上述两门课整合优化为《单片机原理与接口技术》54课时及《多核架构与编程技术》54课时。前瞻性的将多核架构及编程技术引入到独立学院电子信息工程本科培养方案中，将培养方案中的专业基础知识进行综合与升华，帮助学生，顺应市场格局变化，接受新技术新理念，建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生综合应用能力与创新型思维，提高动手实践能力，开拓学生的专业学术视野。使我们的学生能顺应时代的变化，在硬件、软件方面能够更好地了解多核思想及编程技术，以适应高新技术的飞速发展的需要。
其次是EDA技术与数字电路的整合。目前我们开设《EDA技术》理论课34课时，实验课18课时，课程设计18课时，《数字电路》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。这两门课在实验和课程设计的内容上有一定的重复。我们可以将这两门课整合成一门课《数字电路与VHDL》，理论课72，实验课18，课程设计36课时，改变原有的教学模式和教学内容，建立新的实验体系，让学生感受2种不同的设计方法，摆脱传统的人工设计方法与思维模式，提高学生的创新意识与竞争能力，适应市场的需要。
最后是ARM嵌入式技术，目前我们以ARM7进行理论教学，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成开发环境进行实验，理论课36学时，实验课18学时，只能满足低端教学任务。在最初制定教学计划，大部分ARM系统都是基于ARM7处理器，但是随着更多应用在嵌入式系统中的实现，嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向发展，现在基于ARM9处理器的产品越来越多，我们的教学要与时俱进，教学内容也要进行升级为以ARM9进行教学。从ARM体系结构的教学内容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教学上没有任何区别。并且学生们面对的编程模型和架构基础也保持一致。
总结
本校电子信息工程专业实行3+1培养模式，所有课程安排在大一到大三完成，大四学生全部参加实习，现有培养方案中，专业基础课排在第三、四学期，专业课基本压缩在第五、六学期，比如上面提到的微机原理安排在第五学期，单片机、EDA技术、ARM嵌入式技术安排在第六学期。通常在第六学期，一部分学生忙于考研，一部分学生忙于找工作，精力没有全部用于学习专业知识上，但是，经过上面的整合后，我们可以将单片机以及ARM嵌入式技术提前一个学期，再将EDA技术提前两学期，让学生们在整个大学的学习过程中，尽早的接触到专业课程，提高学生们的学习兴趣，这不仅可以让一部分想参加电子设计系列竞赛的同学可以尽早的进行系统学习，也可以让准备考研和找工作的同学投入更多精力学习专业知识。
参考文献
arm单片机范文5
关键词:数据采集;微加速度计;FPGA;ARM;TLC0820
中图分类号:TP274.2文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2010)02-025-03
Design of Data Acquisition System for Micro_accelerometer Based on ARM and FPGA
QIN Kui1,2,ZHANG Weiping1,2,CHEN Wenyuan1,2
(1.National Key Laboratory of Nano/Micro Fabrication Technology,Institute of Micro and Nano Science and Technology,
Shanghai Jiaotong University,Shanghai,200240,China;2.Key Laboratory for Thin Film and Microfabrication of Ministry of Education,
Institute of Micro and Nano Science and Technology,Shanghai Jiaotong University,Shanghai,200240,China)
Abstract:Based on micro_accelerometer,the commonly used MEMS inertial device,a design of data acquisition system with ARM and FPGA is introduced.The analog output signal of the micro_accelerometer converted by A/D chip is processed and cached by FPGA.Then ARM receives FPGA′s output data,also displays and storages them.How to realize the transmission control and data buffer of the data acquisition system with FPGA,as well as the interface design of A/D conversion chip and ARM with FPGA are given in detail.The collection,transmission,display and storage of the acceleration data are realized.The method can be configured flexibly and used versatility,so it can be easily transplanted to relevant device′s data acquisition system.
Keywords:data acquisition;micro_accelerometer;FPGA;ARM;TLC0820
0 引 言
加速度计是一种应用十分广泛的惯性传感器,它可以用来测量运动系统的加速度。目前的加速度计大多采用微机电技术(MEMS)进行设计和制造的微型加速度计,由于采用了微机电技术,其设计尺寸大大缩小,一个MEMS加速度计只有指甲盖的一小部分,MEMS加速度计具有体积小、重量轻、能耗低等优点。
随着微加速度计的应用越来越广泛,对于微加速度计的数据信号采集[1,2]和存储变得极为重要。传统的数据采集方法多数是用单片机完成的,其编程简单、控制灵活,但缺点是控制周期长、速度慢,特别是对高速转换的数据来说,单片机的慢速度极大地限制了数据传输速度。而FPGA(现场可编程门阵列)具有单片机无法比拟的优势。FPGA时钟频率高,内部延时小,全部控制逻辑由硬件完成,速度快、效率高,适于大数据量的高速传输控制。在高速数据采集方面,FPGA有单片机无法比拟的优势,然而单片机的接口丰富,数据处理能力强,便于完成数据的显示和存储等操作。
综合单片机与FPGA的优点,这里介绍一种基于ARM和FPGA的微加速度计数据采集存储系统,结合MXR6150G/M加速度计传感器和TLC0820A/D转换芯片,提供了一种配置灵活、通用性强的数据采集方案。
1 系统整体设计方案
图1是数据采集系统的总体结构框图,该系统主要由双轴加速度计、A/D转换器、FPGA和ARM处理器四大部分组成。双轴加速度计输出两路模拟信号,分别代表x轴与y轴的加速度值,通过A/D转换芯片把输入的两路模拟信号转换为8位的数字信号,FPGA接收来自A/D转换芯片的数字信号,并对数字信号进行处理,处理后的数据经过FPGA中的FIFO存储器缓存[3]后由ARM处理器采取中断方式接收采集,采集到的数据可以通过串口通信在PC机上实时显示,也可以通过IDE接口存储到大容量硬盘[4,5]。
图1 系统总体结构框图
2 系统硬件设计与实现
2.1 MXR6150G/M加速度计传感器
MXR6150G/M是无锡美新半导体公司生产的双轴加速度计传感器,它采用标准的亚微米CMOS工艺制造,可以测量从-5g~+5g(g为重力加速度)范围内的加速度信号,该加速度计是利用两路模拟电压反映加速度值的大小,当加速度计静止,加速度值为0时输出电压为1.50 V,电压输出灵敏度为150 mV/g。图2为此加速度计的外观顶视图,表1为加速度计的引脚描述,其中引脚7和引脚6分别输出x轴和y轴的加速度分量。实际加速度的值需要将x轴与y轴加速度的值进行合成得到,这可利用FPGA的并行计算处理来完成。
图2 加速度计顶视图
表1 加速度计的引脚描述
PinNameDescriptionI/O
1PDPower Down ControlI
2TPConnect to groundI
3COMCommonI
4NCDo Not ConnectNC
5NCDo Not ConnectNC
6YoutY Channel OputputO
7XoutX Channel OutputO
9VDD2.7~3.6 VI
2.2 8位A/D转换芯片TLC0820
TLC0820是德州仪器公司(TI)推出的,采用先进LinCMOS工艺制造的A/D转换器,它由两个4位的闪速(FLASH)转换器,一个4位的数/模转换器,一个计算误差放大器,控制逻辑电路和结果锁存电路组成。它采用8位并行输出,并且不需要外部时钟和振荡元件,广泛应用于高速数据采集系统、工业控制和工厂自动化系统,其封装引脚如图3所示。引脚功能描述如下:ANLG IN为模拟输入;CS为片选,低有效;D0～D3,D4～D7为三态数据输出;INT为中断输出端,表示转换结束;MODE为方式选择输入;OFLW为溢出标志;RD为读输人端;REF-为参考电压下限值;REF+为参考电压上限值;VCC为电源电压;WR/RDY为写输入/读状态输出。
图3 TLC0820封装引脚示意图
2.3 Altera_FPGA与ARM处理器
该系统的FPGA采用Altera FPGA公司的CycloneⅡ系列的EP2C35实现,EP2C35提供多达33 216个逻辑单元(LE),35个18×18位乘法器,483 840 b的内部RAM块,专用外部存储器接口电路,4个锁相环(PLL)和高速差分I/O等功能[6]。
该系统中采用的ARM处理器是Philips公司的LPC2210,是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的l6/32位 ARM7TDMI_S CPU的微控制器。LPC2210的144脚封装、极低的功耗、两个32位定时器、八路10位ADC,PWM输出以及多达九个外部中断使其特别适用于工业控制、医疗系统、访问控制和电子收款机等。通过配置,LPC2210最多可提供76个GPIO。由于内置了宽范围的串行通信接口,其也非常适合于通信网关、协议转换器以及其他各种类型的应用[7]。
3 采集系统整体实施方案
3.1 FPGA控制A/D芯片进行加速度计数据采集
该加速度计是利用两路模拟电压输出来反映加速度值的大小,当加速度值为0时输出电压为1.50 V,电压输出灵敏度为150 mV/g,A/D转换器模拟输入电压范围为VCC±0.1 V,低于VREF- +(1/2)LSB或高于VREF+ -(1/2)LSB的模拟输入电压分别转换为00000000或1111111,系统中所加电压分别为VCC=VREF+=5 V,VREF-=GND=0 V。TLC0820可通过MODE的设置工作在只读和读写两种方式。当MODE为低时,转换器为只读方式。在这种方式中,WR/RDY作为输出,且作为准备输出端;同时,当CS为低时,WR/RDY亦为低,表明器件忙,转换器在RD的下降沿开始转换,经过不到2.5 μs转换完成,此时INT下降,WR/RDY为高阻,数据输出也由高阻变为有效的数据端,当数据读出后,RD变高,INT返回高,数据输出端返回到高阻态。当MODE为高时,转换器为读/写方式,WR/RDY作为写输出端。当CS和WR/RDY为低时,转换器开始测量输入信号,大约600 ns后WR/RDY返回高,转换器完成转换,在读写方式中,WR/RDY在上升沿开始转换。该实验采用读写方式来控制A/D芯片来读取加速度计的值,所需的控制信号由FPGA输出,相关的逻辑控制采用Verilog硬件描述语言[8]进行编写,图4为Quartus Ⅱ中FPGA连接A/D芯片与ARM系统的顶层模块图。
图4 Quartus Ⅱ中FPGA连接A/D芯片与ARM系统的顶层模块图
由A/D转换输出转换后的8位数字信号,可以从Quartus Ⅱ内置的逻辑分析仪中读取,图5为通过Quartus Ⅱ软件内置逻辑分析仪查看读取数据值的截图。从图5中可以看出在读写方式中,在WR/RDY的上升沿开始启动转换,到INT的下降沿转换完成,转换时间可通过时间标尺计算出来,为24×40=960 ns,之后就可以通过RD的上升沿开始读取转换后的数据到数据总线中,如图5中的XDD以及YDD。因为单片机的处理速度一般都低于A/D转换芯片的速度,故将XDD与YDD的数据存储到FPGA中的FIFO中,FIFO便起到数据缓冲的作用[3], 以备接下来单片机对数据进行读取。
3.2 ARM系统接收FPGA数据
图6为FPGA与ARM相连接部分的传输接口框图。ARM系统主要控制数据采集的启动和采集结束后对数据的显示和存储,在数据采集的过程中,ARM处理器系统读取FPGA中的数据,实际上是读取FIFO中的数据。FIFO的容量可以通过软件进行设置,它有两个状态显示信号,分别为ALFUL和EMPTY,ALFUL是指FIFO接近满,当ALFUL从低电平变为高电平后,ARM单片机系统就可以发送RDFIFO信号来读取FIFO中的数据输出端口的数据,当FIFO中的EMPTY信号从低电平变为高电平,表明FIFO中已无数据可读,ARM单片机就开始等待ALFUL的跳变进行下一次的读取[7,9]。
图5 通过Quartus Ⅱ软件内置逻辑分析仪查看读取的数据
3.3 加速度数据显示和存储[9]
由ARM系统采集到的数据可通过
串口线发送到上位机进行实时显示,也可以通过模拟IDE通信协议储存到IDE硬盘中。 LPC2210通过串口线与上位机进行通信主要是应用ARM芯片LPC2210中的通用异步接收/发送装置UART0,而使用LPC2210的通用可编程I/O口,可以模拟产生IDE硬盘的读写时序[10],实现对存储设备的读写操作。这样可以实现加速度数据的显示和存储。
图6 FPGA与ARM数据传输接口框图
4 结 语
这里介绍一种MEMS器件微加速度计的数据采集设计方案,结合当前应用广泛的处理芯片ARM和FPGA,给出了一种配置灵活、通用性强的数据采集方案。实验中可准确采集美新加速度计MXR6150G/M的加速度信号,采集到的信号既可以在上位机实时显示,又可以存储在IDE接口硬盘中,达到了数据显示和存储的目的。
参考文献
[1]苑广欣,郝永平,张启东.用于微惯性测量单元的FPGA数据采集系统[J].国外电子测量技术,2008,27(9):4_7.
[2]李绪友,梁辉,邹继斌.捷联式惯导系统中加速度计的数据采集[J].传感器技术,2005,24(6):20_22.
[3]景艳,黄士坦,张遂南.一种基于FPGA实现的高速缓存设计[J].微机发展,2005,15(9):141_144.
[4]廖义奎.ARM与FPGA综合设计及应用[M].北京:中国电力出版社,2008.
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[8]夏宇闻.Verilog数字系统设计教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.
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[10]潘建国,阙沛文,雷华明.基于FPGA的高速大容量数据采集系统设计[J].电子测量技术,2008,27(9):166_169.
作者简介 秦 奎 男,1985年出生,山东泰安人,硕士研究生。研究方向为FPGA数字系统设计。
张卫平 男,1971年出生,副教授。研究方向为微机电系统及集成技术。
arm单片机范文6
1相关课程的开设
目前，现代电子设计方法一般常指运用EDA的设计方法，使用硬件描述语言进行电路设计.虽然运用EDA的设计方法进行信号处理、通讯技术及数字电路的设计很方便，但对于小规模的流程控制，使用单片机设计就显得更为方便与经济了，同样，对数字信号处理，使用DSP则显得得心应手.因此，要形成一个完整的现代电子设计技能的培训，一般认为在高校中至少要培养单片机、EDA、DSP及ARM设计技术方面的能力.为了提高学生的市场就业能力，高职院校电子信息类专业中应该开设这些课程.单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统.尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统，甚至外存，同时集成诸如通讯接口、定时器、实时时钟等设备.现在最强大的单片机系统将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统都集成在了一块芯片上.目前单片机渗透到了人们生活的各个领域:导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机.更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了.因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师.
EDA是20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的.EDA以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作.EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度.DSP是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科，是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示.在过去的20多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用.
ARM公司1991年成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权.目前，采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器，即通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到人们生活的各个方面.目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此使ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力.除了以上单片机、EDA、DSP及ARM设计技术外，电子信息类专业涉及的电子类课程还有很多，比如PLC课程、高频课程等.为了适应市场需要，增强就业能力，学生应该掌握现代电子设计技能的课程[4].
2培养方式的探讨
2.1课程开设模式
以往高职院校中现代电子设计技能课程往往只开设单片机课程，至于其他方面的电子设计课程只开设一至两门，而且学时往往不够[5].为了解决这些问题，各高职院校针对不同的专业性质采取了灵活多变的培养模式.模式一，各门课程独立开设，先开设单片机课程，然后是EDA课程，接下来是DSP课程、ARM课程.比如苏州市职业大学的通讯专业就采用了这种模式. 模式二，结合课程的特点组合开设，把EDA与DSP组合作为一门课程，或者把单片机与EDA进行组合开设，如安徽电气工程职业技术学院自动化信息工程系把单片机与EDA课程合成一门课程进行开设，称为“EDA与单片机应用技术”.模式三，以开课与讲座形式或选修课程组合的方式进行培养.单独开设一门或两门课程，其余的以讲座或选修课形式开设.一般自动化、机电类专业常采用这种方式.目前，各高职院校都或多或少地开设了现代电子设计技能的课程，很多学校采用结合电子设计竞赛、课程设计及毕业设计的综合方法对学生进行电子设计技能的培养.如苏州市职业大学成立电子协会，系部提供教室与训练测试仪器，结合开设的课程每年举行校内电子设计竞赛，选出一些能力强、对电子设计感兴趣的学生，再进行加强培训，然后参加市、省、国家的电子竞赛，经过若干年的实践，取得了良好的效果，在2009年的全国电子竞赛中，学校派出了10个代表队参赛，有7个代表队获奖;2010年的江苏省电子竞赛中，学校参赛的8个队中有7个队获奖.
2.2实训教学模式
高职实践教学是为了熟练掌握某种技术或技能而在真实或仿真的环境中进行反复训练的活动.主要包括对学生进行单项能力和综合技术应用能力的训练，也包括职业岗位实践训练，其目的是使学生熟练掌握职业技能，并培养学生的职业素质[1，6].实训是高职实践教学中的一个重要项目，占有很大的比重，是实践教学的主要形式，包括基本技能训练、项目设计、毕业设计等环节.而实验教学在整个高职阶段的实践教学中所占的学时又是最多的.对于技能性很高的现代电子技能课程的实训，实际动手设计电路能力的培养很重要，要提高实验教学的质量应该调动学生的积极性，同时还要使学生有压力，而目前大多数高职院校的实验是没有单独考核成绩的，这种状况下学生做实验时就没有压力，随意性很大.为了更有效地开展实验教学，对实验教学进行改革就显得尤为重要.本文针对现代电子设计技能培养的课程的特点设计了一种开放式的实验教学系统，其流程如图1所示，但一些需要合作及强电压的实验，则不宜采用该方案.在实际使用时可以适当增加设计性的实验与综合性的实验，学生可以自主设计实验，经过教师考核后可以作为课程实验的适当替代，鼓励学生的积极性，教师也可以从这些实验中选出实际动手能力强的学生，作为参加各类竞赛的储备人才.