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。

STAT1诱导的LINC00987调节miR-223-3p/FZD4促进人胶质母细胞瘤相关巨噬细胞向M2型极化

目的本研究旨在探讨STAT1激活的LINC00987对人胶质母细胞瘤(GBM)相关巨噬细胞向M2型极化的影响。方法通过GEO数据库分析筛选出GBM中表达失调的lncRNAs。RT-qPCR检测LINC00987、miR-223-3p、卷曲蛋白4基因(FZD4)的表达。将人单核细胞白血病细胞系THP-1分别诱导成M0、M1、M2型巨噬细胞,并将GBM细胞与THP-1细胞共培养,流式细胞测量术检测CD14^(+)/CD206^(+)巨噬细胞的占比,ELISA检测M2型巨噬细胞相关因子(VEGF、TGF-β1)的表达。结果相对于癌旁组织和人正常神经胶质细胞系HEB,GBM组织和细胞中的LINC00987、FZD4表达上调而miR-223-3p表达下调(P<0.05)。在GBM细胞中,STAT1能够激活LINC00987并影响miR-223-3p/FZD4轴。过表达LINC00987能够促进GBM相关巨噬细胞向M2型极化(P<0.05)。敲减LINC00987则能够抑制GBM相关巨噬细胞向M2型极化,但该作用能被miR-223-3p抑制剂部分挽救(P<0.05)。敲减FZD4能够抑制GBM相关巨噬细胞向M2型极化,但该作用能被过表达LINC00987部分挽救(P<0.05)。结论STAT1激活的LINC00987调节miR-223-3p/FZD4轴诱导GBM相关巨噬细胞向M2型极化。

根治手术治疗pT_(2-3)N_(0-1)M_(0)期胸段食管鳞癌的临床预后分析

目的探讨pT_(2-3)N_(0-1)M_(0)期胸段食管鳞癌患者根治术后的预后生存状况及影响因素。方法选取2017年1月—2019年11月于新疆医科大学第一附属医院行根治手术治疗的138例pT2-3N0-1M0期胸段食管鳞癌患者,回顾性整理分析所有患者临床及随访资料。患者在手术治疗后1年内需3~6个月复查1次,之后6~12个月复查1次,3年后复查改为每年1次。全组患者术后随访至2022年12月。统计患者治疗后局部复发、淋巴结转移、生存等预后情况,使用Logistic回归分析影响pT2-3N0-1M0期胸段食管鳞癌患者预后的因素。结果138例患者中129例患者完成随访,随访率为93.48%;术后3年内预后不良患者78例,预后良好患者51例,预后不良率为60.47%。不同预后患者的年龄、性别构成、肿瘤位置、术后是否辅助化疗及组织学分化程度比较,差异均无统计学意义(P>0.05);预后不良组pT_(3)期、p N_(1)期、合并脉管瘤栓、肿瘤直径>3 cm患者所占比例高于预后良好组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,pT_(3)期、p N_(1)期、合并脉管瘤栓以及肿瘤直径>3 cm是影响食管鳞癌患者预后不良的危险因素(P<0.05)。结论pT2-3N0-1M0期食管鳞癌患者预后情况与pT和pN分期、合并脉管瘤栓情况、肿瘤直径密切相关。pT_(3)期、pN_(1)期、合并脉管瘤栓以及肿瘤直径>3 cm是影响食管鳞癌患者预后不良的危险因素。临床上对于存在上述危险因素的患者需予以重视,并早期进行干预,以降低预后不良的发生风险。

基于NF-κB/NLRP3通路的芍药苷对缺氧诱导视网膜Müller细胞的影响

目的观察芍药苷对缺氧诱导视网膜Müller细胞的保护作用,探讨其作用机制。方法将rMC-1细胞分为对照组、模型组和芍药苷高、低浓度组,以1200、600μmol/L芍药苷干预缺氧条件下的rMC-1细胞,CCK8检测细胞活力,ELISA检测上清液血管内皮生长因子(VEGF)、白细胞介素(IL)-1β含量,Western blot检测细胞核因子(NF)-κB p65、NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、半胱氨酸蛋白酶-1前体(pro-Caspase-1)蛋白表达,RT-PCR检测IL-1β、VEGF、NF-κB、NLRP3、ASC、Caspase-1基因表达。结果与对照组比较,模型组rMC-1细胞活力显著降低,上清液VEGF、IL-1β含量显著增加,细胞NF-κB p65、NLRP3、ASC、pro-Caspase-1蛋白表达显著升高,IL-1β、VEGF、NF-κB、NLRP3、ASC、Caspase-1基因表达显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01,P<0.001);与模型组比较,芍药苷高、低浓度组rMC-1细胞活力显著升高,上清液VEGF、IL-1β含量显著减少,芍药苷高浓度组细胞NF-κB p65、NLRP3、ASC、pro-Caspase-1蛋白表达显著降低,IL-1β、VEGF、NF-κB、NLRP3、ASC、Caspase-1基因表达显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01,P<0.001)。结论芍药苷可促进视网膜Müller细胞rMC-1增殖,抑制缺氧诱导的VEGF和IL-1β分泌,其机制可能与抑制NF-κB/NLRP3通路有关。

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S型加减速控制

通过对典型S型加减速控制方法的研究与总结,对时间分段加减速方法做了优化与改进,论证了当约束参数发生变化时S型加减速曲线的实际规划方法。提出了通过指针函数和动态数组进行程序设计的方法,并通过Matlab仿真结果表明该方法能保证S型加减速曲线的柔性,并能准确达到所设定的位移,最后在Cortex-M3开发板上实现了对步进电机的加减速的柔性控制。

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CORTEX-M3 ARM的变频调速节能控制器设计

采用CORTEX-M3 ARM控制芯片,设计了一个具有高可靠、性价比高、操作方便的变频节能控制器。综合阐述了整体系统设计、核心CPU选型,并重点设计了具有可靠保护的压力信号采集模块、强抗干扰能力的变频器控制信号输出模块和人机接口模块。现场试验结果表明控制器工作可靠,能很好地实现水泵出口流量及压力的全自动控制。

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。

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的汽车行驶记录仪设计

以Cortex-M3系列中新型SAM3U4E微处理器为核心,设计了一种基于μC/OS—II操作系统的新型汽车行驶记录仪;文中给出了新型智能汽车行驶记录仪具备的功能,比传统汽车行驶记录仪增加了GPS、GPRS和音频信号处理功能;从软硬件两个方面对汽车行驶记录仪进行了设计,硬件上给出了各个功能模块的简单介绍,软件上在μC/OS—II操作系统下,对记录仪各个任务的划分、多任务的调度及任务间的通信进行了设计;实验表明该记录仪完全符合国家标准。

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。

μCOSⅡ在基于Cortex-M3核的ARM处理器上的移植

介绍了源代码公开的实时操作系统μCOSⅡ在ARM处理器STM32F103VBT6上的移植过程。首先简要介绍了ARM核Cortex-M3的一些基本概念,然后结合其基本概念用C语言和汇编语言修改了移植过程中需要修改的所有源代码文件且给出了其详细解释。最后给出了一个基于μCOSII嵌入式操作系统的简单应用,讨论了基于嵌入式操作系统的应用程序开发方法与传统应用程序开发方法的区别,说明前者方法的优越性并验证了移植的成功。

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。