基于微控制器的智能搬运机器人的科技逻辑

智能搬运机器人已成为现代社会的重要搬运工具,本文探究了智能搬运机器人的科技逻辑。论述了微控制器在智能搬运机器人中应用的必要性,阐述了基于微控制器的智能搬运机器人软件程序设计,以期为广大科研人员提供参考。

一种面向微控制器上环境声音分类的DNN压缩方法

环境声音分类(Environmental Sound Classification,ESC)是非语音音频分类任务最重要的课题之一。近年来,深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)方法在ESC方面取得了许多进展。然而,DNN是计算和存储密集型的,无法直接部署到基于微控制器(Microcontroller Unit,MCU)的物联网设备上。针对这一问题,本文提出一种用于资源高度受限设备的DNN压缩方法。由于DNN模型参数规模较大无法直接部署,因此提出使用剪枝方法进行大幅压缩,并针对该操作带来的精度损失问题,设计一种基于模型中间层特征信息的知识蒸馏方法。基于STM32F746ZG设备在公开的数据集(UrbanSound8K、ESC-50)上进行测试,实验结果表明,本文方法能够获得高达97%的压缩率,同时保持良好的推理精度和速度。

基于TC377微控制器的整车控制器电源设计

介绍了基于TC377微控制器的整车控制器电源设计,采用TLE7368-3E多通道电源芯片,分别对输入电路设计和输出电路进行设计,并对电源设计进行验证和优化,最终实现对TC377供电,及控制器的静电保护、反接保护和防浪涌保护,输出电压稳定、干净、抗扰性强、驱动能力大,对主控芯片损伤小。整个电源设计只需一个电源芯片,集成度高、成本低,适应于作业恶劣的环境。

基于ARMv4指令集的RISC微控制器设计

嵌入式系统在很多领域有着广泛的应用。嵌入式系统的核心是微控制器,其性能会直接影响整个系统。现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)器件间具有低延迟、高可靠性以及实时性,使其在实现高速控制方案等应用场景十分适用。微控制器与FPGA结合,使得嵌入式系统更加灵活。为了在FPGA系统实现微控制器的功能,基于ARMv4指令集设计微处理器内核,并基于一些其他开源知识产权(Intellectual Property,IP)核设计了一款满足基本需求的微控制器。整个微控制器包括微处理器内核,串行外设接口(Serial Periphera Interface,SPI)控制器、通用串口、定时器、通用输入输出(Input Output,IO)接口、外部中断以及中断控制器。该微控制器作为一个软核应用于FPGA系统,并在FPGA测试板上完成原型验证。结果表明,整个设计实现了完整的微控制器功能,能够满足FPGA对微控制器软核的需求。

采用新兴隧穿器件的低功耗微控制器设计与实现

基于隧穿场效应晶体管(TFET)器件的低功耗微控制器设计将器件、电路和系统结合,利用具有超低亚阈值摆幅特性的器件使得电路在非工作情况下达到极低泄露功耗,避免了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件亚阈值摆幅理论极限带来的功耗瓶颈,解决了目前对电池供电设备中微控制器的低功耗需求问题。TFET器件与传统MOSFET器件在工作机理上差异较大,主要体现在关断后具有更低的泄露电流,可以在更低的电压下工作,适用于长休眠电池供电低功耗需求下的物联网应用场景设计。该文调研了近年来TFET器件在低功耗电路设计方面的研究,介绍了传统微控制器的结构以及功耗来源,同时阐述了TFET器件的工作原理、特性以及设计挑战,在数字电路、模拟电路以及系统设计各领域考察了TFET器件的研究发展进程,并对各设计方案进行了优劣势分析,结合文献调研分析了TFET器件在低功耗微控制器设计领域的未来展望。

面向八通道肌电信号处理的微控制器设计

该文提出了一种基于嵌入式ARM系统的面向肌电信号处理的微控制器设计方案。利用肌电信号采集和处理模块对人体表面肌电进行采集、滤波和放大处理,通过A/D转换器将处理后的数据传输到嵌入式ARM系统中,实现肌肉运动状态的实时监测。为了实现高速采集模拟信号并将其转换为数字信号,该文在硬件设计中采用了内置8通道的12位A/D转换器和转存A/D数据的DMA控制器于一体的nRF52840芯片解决方案。实验结果表明,设计的肌电微控制器具有高精度、高稳定性和快速响应的特点,能够满足基于表面肌电信号的手势识别或假手控制等研究的要求。

基于KF32A微控制器的汽车仪表双分区BootLoader设计

基于统一诊断服务(UDS)协议的BootLoader在升级前需要读取软硬件版本号。当升级异常中断,仪表黑屏后,可能无法获取到准确的软硬件版本号,升级无法重新进行。为了解决上述问题,提出了软件回滚的三种方式,分析各自的优缺点,以A/B区轮流互为备份的启动方式设计了一款组合仪表的引导程序BOOT。当升级异常中断后,应用程序能够自动回滚到上一个稳定的版本,可以继续工作。利用CANoe软件设计BootLoader上位机,分别按照正常升级、升级异常中断、异常中断后再升级三个步骤进行验证。实验结果表明,当升级中断后,仪表能够回滚到之前的软件版本继续工作,且可以按照原步骤再升级,达到了预期效果。

基于微控制器的立式分发机卷烟盘点系统设计

针对昭通市烟草公司目前使用的立式分发机拨打异型烟卷烟存在不具备自动盘点功能、人工盘点耗时较长的问题,设计一套立式机异型烟自动盘点系统。系统主要由微控制器、测距传感器、485接口、LCD显示以及扩展接口等组成,微控制器接收测距传感器测量距离,通过计算得出剩余卷烟数量并通过LCD显示,利用485接口可以进行数据的传输。经过实际上机测试,卷烟盘点系统能准确地采集通道内剩余卷烟的数量。

用于轨道车辆微控制器的组网固件更新组件的设计

轨道车辆微控制器产品在开发、生产、交付、维护等环节,会遇到各种需要通过IAP对微控制器进行固件更新的应用场景,可以说IAP贯穿一款产品的整个生命周期。介绍嵌入式操作系统MicroLite的组网固件更新组件,该组件支持以太网、CAN总线通信接口对多个微控制器嵌入式设备实现组网升级,已在轨道车辆批量装车运行,效果良好。

Tiva C系列微控制器PWM外设教学实验设计

为了提高学生对TI公司Tiva C系列微控制器PWM外设的理解和应用能力,以占空比调节控制为重点目标,在介绍PWM产生机制及相关库函数后,使用参数控制、按键控制、外部因素控制实现占空比调节,通过示波器、LED、电机等观察不同占空比条件下的波形输出及实际效应。通过实验设计与演示,使学生掌握了该系列微控制器PWM产生过程、调制方法及其实际场景应用,提高学生对嵌入式系统课程知识的学习兴趣,取得了良好的教学效果。

基于STM32微控制器的表面缺陷视觉检测方法

表面缺陷检测是产品质检的重要工序之一,现有深度学习视觉检测大多基于云端服务器,存在模型大、算力需求高、成本高等不足。以STM32微控制器为核心,提出了一种基于轻量化网络的表面缺陷视觉检测方法,采用轻量级SSD作为缺陷检测模型,利用MobileNetV1替换原有的骨干网络VGG-16以减小网络规模;采用INT8量化的训练后量化方法对模型进行计算加速,生成的TFlite模型仅有578 KB,运行占用RAM仅为288.29 KB,并在STM32微控制器中实现了模型的移植和部署。实验测试结果表明,该方法能实现锂电池表面划痕和凹坑两种缺陷的边缘侧准确检测。

基于树莓派微控制器的光电门测速方案及其应用

从实验所得v-t图像可直观地发现匀变速直线运动的速度变化规律,在自由落体运动实验中测得其相对误差2%,在实验误差允许范围内.测速方案可复制、可改造,也可适度修改程序代码和更换部分配件将其改造成探究简谐运动v-t、x-t规律的装置,还可将其改造成探究动量守恒定律的实验装置.

基于STM32微控制器的汽车仪表显示系统研究

以STM32F407微型控制器和控制器局域网络(CAN)总线通信技术为基础,致力于设计一款全液晶汽车仪表,以实现仪表与整车系统通过CAN总线网络节点的高效通信。采用CAN总线通信方式,元器件与控制元件(ECU)之间的信息传递更加可靠。根据新能源汽车仪表的功能需求,对整车系统应用层进行明确定义,进行了总体结构的硬件与软件设计。对该系统进行测试和分析,结果表明该设计不仅提供了更简单的接线方式,还实现了模块间的快速通信,同时具备全液晶显示的优势。

基于STM32微控制器的汽车方向盘转角检测系统设计

该文针对汽车方向盘转角检测系统,提出一套基于STM32微控制器的创新设计方案,包括系统总体设计,硬件电路设计、软件设计与实现,并通过实际的系统测试来证明设计方案的实用性和高效性,进而设计开发一个用于方向盘转角检测的试验平台,对所研制的系统软件进行调试和功能仿真。

贯通式“微控制器原理及应用”课程实验体系设计

“微控制器原理及应用”课程属于工程应用驱动的课程类型,实践性强,对电子电路、计算机系统结构原理、程序设计能力有较高要求,对于培养优秀的工程和设计类人才具有重要意义。以“新工科”建设与卓越工程师培养、学科交叉与融合为背景,对“微控制器原理及应用”课程的教学及实验内容进行优化整合,提出适合电子电气与计算机专业、一般性工科专业与设计类专业的一体化贯通式教学与实验体系构想,并进行了相应的方案细节设计及初步的教学实践,是对“微控制器原理及应用”教学有意义的探索。

基于微控制器的超声波定位设计

项目设计通过单片机来实现精准控制移动载体。载体设计以四轮小车为模板,选用Arduino作为控制处理器,外围电路连接超声波收发器、直流电机,利用声速、传递时间以及超声波接收器之间的距离,根据三边定位算法将目标位置反馈给单片机,用于控制各电机的转速,实现小车转弯、直行、调速,达到寻找目标并跟随的目的。

STM32微控制器固件库工程模板原理探析

固件库编程是学习STM32微控制器过程中的重要内容,固件库工程模板是进行固件库编程的基础,笔者对STM32微控制器固件库工程模板的原理进行探析,阐述STM32微控制器固件库工程模板的创建流程,分析工程模板中重要的工程文件,力求让开发者不仅知道如何创建工程模板,而且还清楚工程模板的创建原理,为其后续学习和开发打下坚实的基础。

基于微控制器的程序在线升级设计

针对传统机载系统各级控制器离线程序升级维护周期长、成本高的问题,提出一种基于微控制器的程序在线升级技术方案。首先,介绍了在线串行编程协议。然后,提出基于微控制器程序存储器空间分配机制、程序烧写原理及在线加载方案。最后,利用PC机发送待烧写的可执行程序至微控制器平台,完成了程序在线加载方案的验证。实验结果表明,方案能够实现控制器程序的在线加载,既支持用户编写的程序对程序存储空间进行擦写操作,也支持程序之间的相互跳转。

基于STM32L431RC微控制器实时操作系统驻留方法

实时操作系统在面向以微控制器的嵌入式系统的开发中越来越重要,为降低实时操作系统的编程难度和节省程序的编译时间,基于通用嵌入式计算机架构下实现实时操作系统的驻留,提出合理的程序框架设计和Flash、RAM空间的分配原则,利用应用程序编程接口的方式提供给用户进行应用程序的开发。实验结果表明,该方法有效地降低了编程难度,节省了编译时间,提高了程序的可移植性,具有可行性。

基于GD32微控制器的自适应计步系统设计

为了便于人们进行运动量管理和身体健康状况监测,基于GD32微控制器设计了一款自适应计步系统。系统主要由加速度数据采集模块、信号处理模块、显示模块以及无线传输模块组成,通过姿态传感器MPU6050检测行人三轴加速度数据并计算整体加速度,通过自适应计步算法识别行人状态,计算行人实际行走步数和距离,计步结果通过液晶显示器实时显示,同时通过蓝牙模块传输到智能终端进行存储以及进一步处理。实验表明,该计步系统结构简单,体积小,能够实现较高精度的计步功能。