基于Cortex-M3的串口与CAN转换模块的设计与实现

针对采用控制器局域网络(CAN:Controller Area Network)总线的自动操舵系统和采用串口通讯的航海导航设备之间通讯的不匹配问题,设计了一种基于Cortex-M3嵌入式平台的通信转换模块,实现了串口与CAN总线数据的双向转换功能。同时对传统CAN收发器CTM1050存在的信号稳定性不足、波特率精准度低等问题,提出并实现了一种硬件电路的替代方案,提高了数据通讯的时效性和稳定性。基于CAN2.0B扩展帧,设计了自动操舵系统内部CAN总线协议。该协议可根据报文信息优先级分配标识帧,保证了总线数据的有序传输。实验结果表明,该通讯模块功能使用正常且通讯效果良好,具有一定通用性,可在多种需要转换的设备系统上推广使用。

基于Cortex-M3的组合罗经显控软件的设计与实现

为解决传统光纤陀螺罗经系统价格昂贵的问题,利用低成本的光纤陀螺罗经和双天线卫星定位定向系统组成组合罗经的主罗经单元成为重要措施。组合罗经显控单元的主控芯片采用基于Cortex-M3的LPC1768,为了减少大量代码的编写、缩短软件开发周期,屏幕选用迪文串口屏,通过串口接收主罗经发来的报文,将船舶航向以罗盘图片的方式在屏幕上实时显示出来。同时,为了方便不同的用户使用,设计了3种显示模式:罗经模式、航向模式以及导航模式。经实船测试,该显控软件的设计可行且能够满足航行要求。

基于ARM Cortex-M3内核的嵌入式运动控制箱的设计与实现

通过研究现有运动控制方案,发现常见的运动控制解决方案都要用到运动控制卡,成本较高,体积较大,不适合控制精度要求不太高、成本要求较高的运动控制场景。从ARM Cortex-M3为内核的32位微控制器、光电隔离接口电路、PWM信号调制、供电电源、软件设计5个方面进行设计,调试并实现一套具有更高性价比的嵌入式运动控制箱。该嵌入式微控制器经光电隔离接口电路读取外部数字化输入信号,经过嵌入式微控制器CPU处理,输出数字化信号和调制PWM信号,经光电隔离接口电路隔离转换,以控制伺服电机和外部其他设备。该运动控制箱成本低、功能强大、体积小,适用于对成本要求较高、对运动精度和难度要求不太高的场合。实际应用表明,该运动控制箱可实现4通道PWM输出、20通道的数字输入和16通道的数字输出,性能良好,性价比高,效果良好。

国产SW26010-Pro处理器上3级BLAS函数众核并行优化

BLAS(basic linear algebra subprograms)是最基本、最重要的底层数学库之一.在一个标准的BLAS库中,BLAS 3级函数涵盖的矩阵-矩阵运算尤为重要,在许多大规模科学与工程计算应用中被广泛调用.另外,BLAS 3级属于计算密集型函数,对充分发挥处理器的计算性能有至关重要的作用.针对国产SW26010-Pro处理器研究BLAS 3级函数的众核并行优化技术.具体而言,根据SW26010-Pro的存储层次结构,设计多级分块算法,挖掘矩阵运算的并行性.在此基础上,基于远程内存访问(remote memory access,RMA)机制设计数据共享策略,提高从核间的数据传输效率.进一步地,采用三缓冲、参数调优等方法对算法进行全面优化,隐藏直接内存访问(direct memory access,DMA)访存开销和RMA通信开销.此外,利用SW26010-Pro的两条硬件流水线和若干向量化计算/访存指令,还对BLAS 3级函数的矩阵-矩阵乘法、矩阵方程组求解、矩阵转置操作等若干运算进行手工汇编优化,提高了函数的浮点计算效率.实验结果显示,所提出的并行优化技术在SW26010-Pro处理器上为BLAS 3级函数带来了明显的性能提升,单核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的92%,多核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的88%.

基于Cortex-M3的汉盲翻译SoC设计

汉盲翻译是一种将中文文本自动翻译为对应的盲文数据的过程.在嵌入式环境下,汉盲翻译的速度较慢,难以达到复杂环境下的实时性需求.为此设计出专用的汉盲翻译IP核,通过实现逆向最大匹配分词算法、汉盲转换,最终得到准确的盲文数据.为了验证设计的合理性,以Cortex-M3为微处理器构建SoC,搭载串口、LCD驱动和汉盲翻译IP核,并使用FPGA实验平台进行功能验证和性能测试.测试结果表明,该SoC可准确进行汉盲翻译,翻译速度达5 079.37 B/s.

基于ARM Cortex-M3便携式智能超声波液位计

为了准确测量环境恶劣工业生产中的液位以保证生产效率,通过研究超声波测距工作原理,采用新型高性能、低功耗和低成本的ARM-Cortex M3内核微控制器,结合超声波技术、红外传输与DSl820温度补偿修正设计了一款便携式智能超声波液位计。其采用的先进微处理器以及无线传输的方式,简化了硬件电路,优化了软件编程。研究表明:该液位计设计提高了液位测量精度、实时性、灵活性与快速性。

基于Cortex-M3的矿用便携高速红外数据采集器设计

设计了一种适合矿下工作人员维护煤矿生产在线监测设备和采集数据的便携式高速红外数据采集器。基于Cortex-M3内核的STM32F系列芯片,搭载TFDU4100红外收发模块,使用SD卡存储大容量数据,并可通过USB接口将数据传至上位机。分别对红外传输速度、误码率、存储速度进行测试。测试结果表明:该采集器传输速度快、准确率高且存储速度快,具有较强的实用性。

μC/OS-Ⅱ在Cortex-M3内核上的移植及优化

描述了源代码公开的实时操作系统μC/OS-Ⅱ在以Cortex-M3内核的ARM处理器STM32-F103ZET6上的移植过程。介绍了ARM的Cortex-M3内核的基本概念,及移植过程,并对移植过程中的任务堆栈做出优化,最后通过建立简单任务,来验证移植的正确性以及系统在STM32F103ZET6上运行的可行性和稳定性。

基于ARM Cortex-M3的便携式智能瓦检仪的设计

为了测量煤矿井下瓦斯浓度以提高煤矿安全系数,利用新型的ARM Cortex-M3内核高性能、低功耗和低成本的特点,结合红外技术研究设计出一款便携式小型瓦斯检测仪;ARM Cortex-M3内核简化了硬件电路的设计和开发环境,优化了软件编程;红外技术的应用使得该仪表可供煤矿井下工作人员随身携带,使用方便;该仪表能够实现瓦斯含量实时检测和报警,具有测量精度高、实时性好、速度快、操作简单和性价比高等优点,使得矿井环境更加安全可靠;文章详细介绍了瓦检仪系统的组成、工作原理以及软硬件设计。

基于ARM Cortex-M3内核微控制器的智能型重锤式料位检测系统

工业生产中,料位直接影响生产进度和安全状况;研究开发出实用的基于ARM Cortex-M3内核微控制器的智能型重锤式料位检测系统,采用新的设计模式,运用系统故障自动复位、重锤触料信号快速采集等先进技术,使该系统不仅具有传感测量、补偿计算、显示的基本功能,还具有更加强大的信息处理、分析比较、故障自诊断、自测试等智能化功能;该系统硬件电路简单,软件功能完善,抗干扰能力强,通过实际测试,系统运行良好,工作可靠。

基于Cortex-M3的快速发光二极管光电参数测量系统

针对发光二极管(LED)分选设备对光电参数测量系统的需求,研制了一种基于Cortex-M3(以下简称M3)的快速LED光电参数(包括光参数和电参数两部分)测量系统。该系统分为光参数检测模块(自制光谱仪)、电参数测量模块及显示模块等3部分。光参数检测模块采用M3作为主处理器,对测量获得的光谱数据进行计算,进而得出实测的LED光参数,并将光参数传递给同样以M3为主处理器的电参数测量模块。利用该系统架构,有效提高了LED参数测量的速度和性能。最后,在脱离LED分选机械控制的前提下,利用研制的LED光电参数测量系统进行了LED的实际快速测量。结果显示:电参数测量周期小于31ms,光参数测量周期可小至10ms,色坐标一致性误差小于0.002 5%。

基于Cortex-M3的高速安全U盘设计

针对病人数据保密和安全性需求,提出一种基于ARM Cortex-M3的高速安全U盘设计与实现方法。重点阐述U盘固件设计中存储管理部分的写操作优化、磨损均衡管理策略、坏块管理算法、NAND Flash ECC校验方法,以及U盘安全性软件设计与实现等。实验结果表明,该高速安全U盘能在实现USB2.0高速传输的同时,较好地确保U盘使用的安全性。

基于ARM Cortex-M3的动态心电图机设计

针对目前动态心电图机产品种类和功能单一的现状,研制了基于ARM(Advanced RISC Machines)Cor-tex-M3的新型动态心电图机。硬件主要由处理器最小系统、生物电放大模块、存储模块、LCD(Liquid Cgstal Display)和触摸屏模块、高速USB接口和电源模块构成。软件开发基于CooCox CoOS嵌入式实时操作系统,同时使用了文件系统和USB等中间件。移植uC/GUI实现人机接口设计。测试结果表明,该系统不但实现了心电信号采集、大容量数据存储和高速上传的功能,而且创新性地增加了图形用户界面和实时波形显示功能。

基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统设计

为了快速、全面地获取农作物生长过程中的参数变化(土壤墒情、雨量、地下水位),满足农业生产对信息的需求,提高粮食产量,设计开发了基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统。系统用多种智能传感器组成传感器网络,能够实时采集雨量、土壤含水率和地下水位数据,经软件解析、处理后,通过GPRS网络实现数据的无线传输。系统供电采用太阳能电池板和铅酸蓄电池两种方式,提高了设备野外工作的稳定性。硬件设计采用Cortex-m3内核的stm32f103作为MCU,相比于ARM系列,功耗降低了1/4,速度快了1/3。软件设计开发了数据采集、无线通信和在线访问等程序,通过浏览器,即使在远离监测点的异地,也能够实时查看设备状态和访问历史数据。经实践验证,系统能实现数据的稳定传输,适合农作物生长参数的实时监测。

基于Cortex-M3内核的STM32微控制器研究与电路设计

以Cortex-M3为内核的STM32系列嵌入式架构的微控制器,具有操作简便,处理能力强等优势,在电子技术开发中被广泛应用。通过研究首先对STM32微控制器的结构、功能、I/O端口和操作系统移植进行了阐述,在此基础上,对STM32的电路设计进行了详细介绍,并画出了各电路设计的原理图。

基于ARM Cortex-M3的智能数据采集终端的设计

设计并实现一个基于ARM Cortex-M3内核处理器的电力智能数据采集终端,并对该智能数据采集终端的软件和硬件部分进行详细的介绍。数据终端设计选用IAR EWARM作为系统的开发平台,既缩短了开发周期,又提高了系统的稳定性。测试结果表明该系统功耗小,性价比高,功能易于扩展,便于推广使用。

基于Cortex-M3的数字可调共振源的设计

介绍了一种基于Cortex-M3(STM32F103C8)芯片的高速度、低功耗、多功能数字可调共振源,以及系统的CPU部分、信号发生、滤波及放大部分及相应的软件设计。实测表明,与传统的模拟式共振源相比具有USB接口、分辨率高、稳定性好等优点,可用于完成共振实验,并具有广阔的应用前景。

基于Cortex-M3的MP3播放器设计

提出一种基于Cortex-M3处理器的MP3播放器的设计方法。硬件设计上,介绍了具体模块间的硬件连接情况;软件设计上,主要介绍2个核心模块的主要函数功能。该播放器采用STM32作为微控制器,采用VS1003作为解码芯片,采用SD卡存储MP3/WMA文件,PC机可通过USB接口操作开发板上SD卡的文件。该系统的软件使用RealView MDK开发。

基于Cortex-M3的引导程序分析与设计

基于Flash存储器的嵌入式系统中,软件架构一般分为两部分:引导加载程序、应用程序。通过引导加载程序(bootloader),实现建立应用程序运行环境、更新应用程序等功能。针对Cortex-M3内核的特点,设计引导程序的架构,对引导程序的工作原理和启动流程进行了详细的分析,并在意法半导体公司的STM32F107芯片上进行验证,满足工程实际需要,方便移植到其它基于Cortex-M3内核的处理器,同时针对应用程序的编写提出了几点注意事项,对工程应用具有一定的指导意义。

基于Cortex-M3的Ethernet-CAN总线转换器

设计了一种Ethernet-CAN总线转换器。该转换器采用Cortex-M3微处理器作为主处理器,可实现2种网络之间的数据交换,进而实现CAN总线接入因特网的目的。设计了硬件电路,移植了uIP小型TCP/IP协议栈,介绍了软件控制流程,在VC++环境下开发了相应的通信测试软件。测试结果表明:该转换器能有效地收发数据,同时具有连接简单、系统可靠及易于实现等优点。