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arm單片機范文第1篇

在功能較復雜的控制系統中，通常以P C為主機，單片機為從機，由單片機完成數據的采集和對裝置的控制，而由主機完成數據處理和對單片機的控制。隨著嵌入式技術的發展，各種各樣的新型嵌入式系統設備應用越來越廣泛，A R M技術是嵌入式系統方面的主流技術,其廣泛應用在信息家電、交通管理、家庭智能管理系統、POS網絡及電子商務、工業控制等領域。L inux是一個功能強大、穩定的操作系統，因源代碼開放而被廣泛地移植運行在各種處理器上，是嵌入式系統中最為常用的操作系統之一。移植了L inux操作系統的A R M處理器具有強大的數據處理能力、控制界面友好、系統精簡、實時性高，成本低、設計簡單等優點。因此，可以選擇使用A R M處理器作為控制系統的上位機，構成由A R M和單片機組成的控制系統。

溫度是工業控制中主要的被控參數之一，在日常生活中也經常要用到溫度的檢測及控制。本文通過MS P430F149單片機完成溫度數據的采集，由于單片機側重于控制，數據處理能力較弱，對采集的數據進行運算處理比較繁瑣，因此，將采集的數據傳送到移植了L inux操作系統的S3C2440A處理器進行處理。上下位機間使用串口進行通信，在L inux系統下操作串口，可以降低串口操作的難度，提高開發效率，從而使開發者集中精力開發大規模的應用程序。

系統總體設計

溫度采集系統采用上位機和下位機的方式實現，上位機使用mini2440開發板，該開發板采用三星公司設計的低功耗、高集成度的、基于A R M920T核的16/ 32位R I S C微處理器S3C2440A為控制核心。下位機使用M S P430開發板，主控芯片為MSP430F149。單片機通過從A R M引出5V電源供電。溫度采集系統框圖如圖1所示。

arm單片機范文第2篇

首先是功耗問題：要部署更多傳感器，如家庭、辦公場所、野外應用，供電是就相當麻煩，如何把傳感器功耗做得更低，讓電池系統可以在傳感器系統的整個使用周期中保持正常電力供應，對單片機技術提出了很高要求。

第二個挑戰：如何能夠實時的獲取更多數據，現在單片機主要是以Flash技術為主，而Flash擦寫次數的量級大概幾萬或幾十萬量級，如果要實時采集這個數據，把這個數據記錄下來放到Flash里面，等到一定周期再傳輸出去的話，Flash的壽命不能滿足需求。

“我們做了一個計算，如果做連續的采樣，采樣頻率比較高，Flash要一秒采樣20個數據，然后數據不停更新，在這個條件下現在Flash的使用壽命大概在10分鐘以內，”德州儀器MSP430中國區業務拓展經理刁勇說道，“基于FRAM的MSP430是解決這兩大挑戰最佳答案。”

近日，德州儀器宣布推出業界首款超低功耗鐵電隨機存取存儲器(FRAM)16位微控制器。新型MSP430FR57xx FRAM系列與基于閃存和EEPROM的微控制器相比，可確保100倍以上的數據寫入速度和250倍的功耗降幅。此外，這種片上FRAM還可在所有的電源模式中提供數據保存功能、支持超過100Zf億次的寫入次數、并為開發人員提供了一個全新的靈活度(允許其通過軟件變更來完成數據內存與程序內存的分區)。

MSP430FR57xx FRAM微控制器的主要特性及優勢

?當從FRAM中執行代碼時，可將目前業界最佳功耗水平降低50％之多――T作流耗為100u A／MHz(主動模式)和3μA(實時時鐘模式)

?超過100Zf億次的可寫入次數能支持連續數據錄入，從而無需采用昂貴的外部EEPROM及依賴電池供電的SRAM

?密度高達16kB的集成型FRAM以及模擬和連接外設選項，包括10位ADC、32位硬件乘法器、多達5個16位定時器和乘法增強型SPI／12C／UART總線

?所有MSP平臺上的代碼兼容性以及低成本、易用型工具、綜合全面的文檔資料、用戶指南和代碼示例可方便開發人員立即啟動開發工作

?可實現無電池的智能型RF連接解決方案

?FR57xx MCU基于TI先進的低功耗、130nm嵌入式FRAMI藝

“德州儀器TI和FRAM技術的供應商Ramtron有十年的合作歷史，這個過程當中德州儀器發現了FRAM有眾多優點，對超低功耗傳感存儲器網絡應用具有非常大的價值。早在三四年前，德州儀器就已經規劃如何把FRAM集成到單片機內部。今天到了非常好的時機，FRAM的技術日趨成熟，我們也看到，隨著一些新的，特別是物聯網應用發展，也需要這樣的單片機。”

arm單片機范文第3篇

【關鍵詞】單片機技術 網絡覆蓋 控制技術

雖然我國無線網絡技術的應用越來越普及，但是距離無線自由化還有很遠的距離。我國很多地區都沒有實現“熱點”的全方位覆蓋。隨著大規模的4G網絡的建成，各個通訊公司相繼推出了大量的4G業務。這標志著我國通訊行業正式地進入了數據化高速發展的新時代。但是移動數據業務無論是在時間上，還是在地域上，或者是在基站上，都是十分不均衡的。而且我國初步建成的4G網絡覆蓋技術無法滿足經濟發達的市區、學校、寫字樓或者是其他大型公共場所對數據熱點的使用需求。為了緩解這一情況，各大通訊公司引進WLAN技術與4G+WLAN混合組裝網絡，并積極對單片機的網絡覆蓋控制技術進行研究，斫餼4G網絡容量較低的問題。單片機的網絡覆蓋控制技術對提升用戶質量和改善用戶體驗，起著不可低估的作用。

1 單片機技術的概述

簡單說來，單片機就是一種集成電路芯片。它采用先進的科學技術將具有強大數據處理能力的CPU和ROM、RAM集成在一塊固定的芯片上，就制成了一個計算機硬件設備。在單片機程序的帶動下，計算機或者是其他電子設備可以準確、高效的對操作進行計算，并且很好的完善指定任務。因此，單片機具備了計算機的大部分功能。

2 單片機技術的特點

2.1 普通單片機

普通單片機的硬件結構比較簡單，通常情況下字長為8位到16位之間，一般來說，存儲的空間也很小。集成芯片在外部的設計方面，比較復雜。但是由于硬件方面的局限性，導致了軟件的功能較小，以至于影響了數據的才會速度。對于較復雜的實時計算，往往采用單循環的模式，并沒有對應的操作系統。

2.2 ARM系列單片機

ARM系列單片機，也被稱為高端單片機。與普通單片機相比，這種單片機的硬件集成度很高，集成的芯片內外部設備也很多。一般情況下，ARM系列單片機集成了USB、CAN以及串口等多種控制設備。ARM系列單片機通訊的速度十分方便快捷。它的字長可以高達32位，不僅速度快，而且性能也十分高。它的主頻率在100M左右。新升級的ARM9甚至可以高達600M，可以對更加負責的數據進行實時性計算。ARM系列單片機存儲空間較大，并且支持系統性操作，在操作系統下可以實現對多任務的執行，并且它的并發能力也很強、實時性也比較高。

3 網絡覆蓋問題的分類及策略

網絡覆蓋技術也是現代科技當中的一項關鍵技術。目前，研究人員根據對網絡覆蓋技術的不同應用，對網絡覆蓋技術提出了不同的控制算法。其中，最常用的有點覆蓋、柵欄覆蓋以及區域覆蓋。這里筆者以點覆蓋對網絡覆蓋問題進行解釋。Cardei是一項合理的考慮了離散目標點的能量高覆蓋的專業性技術。在對軍事的應用過程中，常常將一部分節點部署在目標點的附近。如果把這些節點看作是若干個互不相交的節點，而且每個節點能夠在目標控制的范圍之內，那么在其他節點處于睡眠狀態的情況下，就可以有效的延長網絡的生存狀態。

我國無線網絡的覆蓋采用分層結構，其中以2G網絡對室內及室外的覆蓋最為全面，主要提供語音業務。3G網絡的覆蓋也較廣，它的主營業務是中高速數據業務。WLAN網絡的吞吐量最大，它是以提供高速業務為主的網絡覆蓋模式。對于公共場所室內的網絡覆蓋策略應該以4G和WLAN兩者相結合，對于建筑國模較大的商場企業，應該以3G或者4G網絡為主，而對于家庭網絡覆蓋則要朝著WALN方向發展。同時，隨著時代的發展，積極對單片機的網絡覆蓋控制技術進行研究，應經成為了我國網絡技術發展的必然趨勢。

4 單片機技術在網絡覆蓋領域的應用

單片機在網絡控制技術的應用過程中變得越來越廣泛，也給人們的生活帶來了很多的便利。通常情況下，單片機與計算計之間，都設計進行數據傳送的通信端口。大家比較熟悉的是USB接口。為了使各種通信設備之間的交互應用變得更加容易，大部分應用設備都使用了單片機技術，來實現對智能的控制。這里包括了我們比較熟悉的手機、電話、無線對講機以及移動通信等。還有專門應用于辦公領域的，比較典型的有自動呼叫系統等。隨著單片機的網絡覆蓋控制技術的提升，單片機技術將朝著CMOS化、低電壓化、微型單片化、乃至多種類并存的方向發展。其中，單片機的低電壓化，是我國科學技術的一項革命。單片機采用了WAIT和STOP技術，來完成對單片機操作的流程。這使得單片機可以承受的電壓范圍變得越來越寬，在使用上也變得更加廣泛。

近些年來，我國無線網絡技術取得了飛速的發展，802.11g/b等標準的推出和使用，標志著我國更快、更大的網絡技術已經成為了新一代網絡發展的趨勢。因此，對單片機的網絡覆蓋控制技術的研究就顯得越來越重要。雖然目前我國對單片機的網絡覆蓋控制技術的研究取得了一定的成果，但是單片機的網絡覆蓋控制技術還有很長的一段路要走，需要我們每一個科技工作者的共同努力。

參考文獻

[1]程全，樊宇，趙宇.基于單片機的溫光自動控制系統設計[J].周口師范學院學報，2010（05）：15-19.

[2]代芬，王衛星，鄧小玲，姜晟，孫道宗，陸健強.單片機綜合實驗開發板設計[J].實驗室研究與探索，2010（08）：18-25.

[3]王鴻磊，張雪松，王鴻磊，張雪松.基于信息傳播算法的云存儲系統架構研究[J].河北軟件職業技術學院學報，2014（04）：17-22.

作者簡介

李合軍（1970-），男，湖南環境生物職業技術學院生態宜居學院。研究方向為計算機網絡。

arm單片機范文第4篇

關鍵詞： 脈沖幅度分析器； CPLD； ARM； 實時測量

中圖分類號： TN79+2?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）15?0157?03

Circuit design of multi?channel pulse amplitude analyzer based on LPC1764

YAO Can

（School of Automation Engineering， UESTC， Chengdu 610000， China）

Abstract： In order to solve the real?time problems of nuclear radiation detection， a circuit system of multichannel pulse amplitude analyzer is designed， which is composed of ARM Cortex?M3 kernel based processor LPC1764， CPLD and high?speed A/D conversion chip. CPLD is used in the system to process the high?speed A/D data to achieve pulse screening and peak searching. LPC1764 is adopted to realize differential count and statistics， and upload the results to the computer by USB. The actual test results show that the measured data can meet the design requirements and high?speed real?time measurement demand.

Keywords： pulse amplitude analyzer； CPLD； ARM； real?time measurement

0 引 言

在核輻射測量中，核輻射探測器輸出的脈沖信號幅度和入射粒子的能量成正比關系，通過測脈沖信號的幅度就可以知道入射射線的能量。多道脈沖幅度分析器的基本原理是將脈沖幅度范圍平均分成[n]（多道脈沖幅度分析器的道數）個幅度間隔，通過將模擬脈沖信號轉化成與其幅度對應的數字量，對落在各個幅度間隔內的脈沖分別計數，經過一段時間的累積，就可得到核輻射探測器輸出的脈沖幅度的分布曲線。

目前多道脈沖幅度分析器實現方法多種多樣[1?5]，本文介紹一種基于直接采樣分析脈沖波形的多道技術的實現方法，該方法使用基于第二代 ARM Cortex?M3內核的LPC1764處理器[6?7]與CPLD相結合控制A/D采樣、脈沖幅度甄別和計數等工作，并通過USB 2.0接口將測量結果上傳到計算機進行顯示。該方法采用12位高精度高速A/D轉換芯片，采樣速率40 MHz，由于充分利用了CPLD的功能，該方法具有分析速度快、精度高、沒有分析死區等特點，而且使用的芯片少、體積小、可靠性高、性價比高。

1 多道脈沖幅度分析器的總體設計

多道脈沖幅度分析器的總體結構如圖1所示。

圖1 多道脈沖幅度分析器的總體結構

核探測器探測到輻射信號后輸出相應的脈沖信號，由于探測器輸出的脈沖信號并不是理想的指數信號，而是存在信號堆積、過零下沖、隨機噪聲等現象，需經模擬前端進行模擬處理，包括信號濾波、極?零相消、積分成形、剔除干擾、抑制噪聲、放大等。經模擬前端處理后的信號經A/D轉換電路轉換成波形數據交給CPLD完成脈沖的甄別和尋峰處理，再通知單片機獲取峰值數據，根據峰值進行分類計數。經過一段時間積累后將分類統計的結果通過USB接口上傳到計算機進行能譜顯示和分析處理。

多道脈沖幅度分析器的設計包括硬件設計和軟件設計，其中硬件設計包括模擬前端、A/D轉換電路、CPLD電路、單片機電路、USB接口電路和電源電路的設計；軟件包括CPLD程序、單片機程序和計算機的能譜分析軟件設計。

2 模擬前端及A/D轉換電路設計

模擬前端及A/D轉換電路如圖2所示，核探測器輸出的信號經過極零相消電路后送入低噪聲運放OPA843[8]進行放大，整形后送入A/D轉換芯片AD9224[9]，AD9224在40 MHz時鐘的控制下持續不斷地對信號進行采集，采集的數據直接送CPLD進行處理。其原理如圖2所示。

A/D轉換電路采用Analog Devices公司的AD9224。AD9224是一款12位高精度高速模數轉換器，由+5 V模擬電壓供電，+3 V或+5 V數字電壓供電；片內提供參考電壓和高性能的采樣保持放大器；采樣速率40 MHz，輸入信號可以采用單端輸入也可以采用差分輸入。本設計采用單端輸入直流耦合方式，輸入信號范圍為0～4 V。

3 CPLD電路和片內電路設計

由于A/D轉換的速率為40 MHz，如果由單片機直接對每秒40M次的采樣數據進行處理，要通過指令完成脈沖甄別、尋峰和分類計數對單片機的性能要求較高。本設計采用CPLD和單片機相結合的方式，由CPLD完成對脈沖數據的脈沖甄別和尋峰，由單片機讀取峰值數據進行分類計數。單片機只需滿足最大脈沖速率的分類計數要求即可，因此大大降低了對單片機性能的要求。

本設計采用ALTERA公司生產的CPLD芯片MAX EPM3064[10]。EPM3064是ALTERA MAX3000A系列中的常用芯片，功耗低，具有64個宏單元和1 250個邏輯門，傳輸延時僅為4.5 ns。本設計共使用EPM3064 39個輸入輸出引腳，其中包括12位A/D轉換數據和40 MHz轉換時鐘輸入，12位脈沖甄別門限數據輸入，12位脈沖峰值數據輸出和1位峰值數據有效狀態輸出及1位有效狀態清除輸入。EPM3064的片內電路如圖3所示。

其中，lpm_compare0將脈沖信號數據與脈沖甄別門限數據進行比較以形成脈沖，并在脈沖的下降沿使READY輸出為高。lpm_compare1和lpm_latch0一起在脈沖有效時間內產生控制信號將峰值數據寫入lpm_latch1。單片機在讀取峰值數據后通過nCLR置READY輸出為低。

4 單片機及USB接口電路設計

由于本設計對單片機的性能要求不是太高，但由于采用12位A/D采樣，脈沖幅度分析最高支持4 096道，需對4 096種幅度分類計數。假設每種幅度采取32位計數，共需16 KB SRAM保存計數值。為了減少采集的脈沖多道數據上傳計算機的時間，本設計采用USB傳輸方式。

為了減小單片機及電路的復雜性，本設計采用NXP公司的LPC1764單片機。LPC1764是基于第二代 Cortex?M3內核的ARM微控制器，速度高達120 MHz，片內具有128 KB FLASH存儲器和32 KB SRAM，具有豐富的片上外設。由于LPC1764的內部集成有完全兼容USB 2.0全速規范的USB Device，因此單片機及USB接口電路非常簡潔。其電路如圖4所示。

5 結 語

本文設計了通過對脈沖信號直接高速A/D采集，由LPC1764微控制器與CPLD相結合對采集到的脈沖信號數據進行多道脈沖幅度分類處理的多道脈沖幅度分析器電路，該電路全部調試通過，并連接到NaI（TI）探測器對137Cs的能譜進行了測量，測量結果達到設計指標的要求。

參考文獻

[1] 李兵兵.基于ARM?Linux的多道脈沖幅度分析器數字系統設計[D].成都：成都理工大學，2009.

[2] 王磊，庹先國，成毅，等.基于DSP的數字多道脈沖幅度分析設計[J].核電子學與探測技術，2009，29（4）：880?882.

[3] 孫宇，衣宏昌，梁漫春.基于FPGA和DSP的數字多道設計與實現[J].核電子學與探測技術，2010，30（1）：17?22.

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[5] 吳寧，李正生，張民.采用嵌入式技術的多道脈沖幅度分析器的研制[J].科學技術與工程，2012，12（29）：77?81.

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[7] 周立功.深入淺出Cortex M3-LPC1700[M].廣州：廣州致遠電子有限公司，2009.

[8] Texas Instruments. OPA843 data sheet [R]. USA： Texas Instruments， 2006.

arm單片機范文第5篇

關鍵詞：OpenWrt操作系統；移動機器人；視頻監控

0 引言

隨著計算機技術的普及和人工智能技術的發展，移動機器人的研究工作取得了很大的成果，本文設計的移動機器人的視頻監控是基于OpenWrt操作系統，不僅可以實現多種不同的功能，如：圖像采集、目標定位、無限通信以及險情探測等，同時還可以成為各種智能控制系統的良好載體，因此開展本次研究對現代化技術的實踐和發展有著重要的現實意義。

1 系統方案

移動機器人主要由硬件系統和軟件系統構成，硬件系統中包含了電源、機器人底盤、接口電路、ARM處理器以及單片機等，ARM是上層系統結構的核心，51單片機是下層系統結構的核心。移動機器人的軟件系統主要包括這樣幾項：Linux應用程序、嵌入式Linux操作系統、單片機應用程序以及外接設備驅動程序等，本次研究的移動機器人視頻監控中沒有選擇較為常用的嵌入式Linux版本，而是選擇了OpenWrt操作系統，該系統為Linux發行版之一的一種系統OpenWrt操作系統給移動機器人提供出了一個完全可寫的文件系統以及一個軟件包管理，這種方法簡單方便，不但大幅度降低了對于嵌入式Linux進行系統開發的要求，同時也在很大程度上將系統軟件開發效率大大提升。

嵌入式機器人工作流程具體如下：傳感器模塊完成對周圍環境信息數據的采集同時將這一些列上傳給嵌入式機器人的指揮中心，即控制系統；隨后，嵌入式機器人的單片機對一些列由傳感器上傳的數據全面分析，在海量上傳的數據中對有效數據進行高效率的提取。嵌入式機器人通過以上方式獲得關于自己和障礙物之間的相對位置數據，隨后依據當前位置信息相關數據下達關于控制的信號；在眾多控制信號當中，控制機器人的轉向的PWM信號是由單片機所產生的，用于實現嵌入式機器人自主行走功能。嵌入式機器人單片機中的上層ARM處理器和下層單片機通過串口實現彼此之間的通信，下層單片機的工作數據通過無線傳輸技術由ARM處理器傳給PC機，而且ARM可以將機器人搭載的攝像頭采取到現場的清晰圖片發送給遠端的PC機，以此來實現移動機器人對周圍環境的視頻監控功能[1]。

2 移動機器人視頻監控系統

視頻監控系統是通過在遠程段安裝攝像頭來完成對現場情況的實時監控，并根據收集和反饋的信息做出相應的控制，當有異常情況出現時，能夠迅速反應、積極應變，幫助操作者提供正確的決策幫助。視頻監控技術基于嵌入式技術有很多優點，如：體積小、穩定性高、無序現場值守、實時性好且結構簡單等，視頻監控系統共分為：視頻采集系統、云臺鏡頭控制系統、信號傳輸系統以及視頻處理系統。

2.1 系統硬件設計

移動機器人的硬件系統共主要有：電源、機器人底盤、接口電路、ARM處理器以及單片機，框架。

移動機器人的系統主要包含的模塊為：無線通信、圖像采集、超聲波測距、MINI2440、紅外感應、單片機和直流電機驅動[3]。

2.2 系統軟件設計

機器人智能化程度由軟件系統體現，軟件系統是機器人的核心，對機器人運動狀態進行全方位的控制。本研究中選擇OpenWrt操作系統。之所以選擇該項系統是因為OpenWrt操作系統對Linux系統內核的定制過程進行了一系列的簡化，同時OpenWrt操作系統允許開發者使用軟件包的概念來定制嵌入式設備，這在很大程度上對嵌入軟件的開發過程進行了簡化，程序在Kubuntu CodeBlock IDE集成開發環境中進行編寫，使用OpenWrtBI進行編譯。應用軟件控制機器人規避障礙、采集圖像和發送視頻的行為，而通信方面則通過主機端軟件架設服務器，并使用IEEE802.11g無線網卡建立無限網，這樣就可以實現移動終端接收上位機的控制命令，是機器人按照命令道制定的位置拍攝圖片和視頻，而PC機終端則通過無線網來接受圖片和視頻。

V4L2為OpenWrt系統中的音頻數據采集程序提供了API接口，只要機器人配備了音頻設備并正確加載了驅動，就可以利用這套接口完成數據的采集工作，現在該技術已經廣泛用于嵌入式多媒體、視頻會議和監控系統中，并為多種設備提供了多個接口，在移動機器人的視頻監控系統中主要使用的是其提供的視頻采集接口，機器人采用這套接口就可以完成圖像和視頻的采集于處理。v4l2-crop結構體中對視頻采集窗口參數進行了相關設置，即在攝像頭設備的取景范圍內設定一個視頻采集區域。v4l2結構體可以設置視頻的點陣格式和點陣大小，并描述視頻設備當前的行為和數據格式。攝像頭控制軟件是由OpenWrt以軟件包的形式提供，系統通過MINI2440驅動同時對攝像頭進行一系列控制，通過串口控制機器人底層的單片機，同時驅動無限網卡并連接，運行服務端，最后提供UI界面實現視頻監控。

3 結束語

本次研究選擇的OpenWrt操作系統，以實現移動機器人對環境的實施監控為目的，結合了視頻監控的發展方向，運用嵌入式技術，構建無限視頻監控系統。本系統在完全契合移動機器人在設計理念上的要求的同時對系統開發流程進行了大幅度簡化。

參考文獻：

[1]張敬霞.基于嵌入式Linux管道機器人視頻控制器的設計與實現[J].西安電子科技大學學報，2013（02）：42-45.

[2]邢旺.基于嵌入式的移動機器人無線監控系統研究[J].微計算機信息，2011（02）：31-34.