Cortex-M3单片机在工业仪表中的应用

介绍ARM公司的Cortex-M3单片机及其应用方法。在电磁流量计仪表的开发中,应用了Cortex-M3单片机,总结了相对于C8051F02x单片机的优势。

μC/OS-Ⅱ和CORTEX-M3单片机在电磁流量计中的应用

为了提高电磁流量计的流量检测和数据处理的实时性,设计了基于实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ和以新型CORTEX-M3内核单片机为控制器的电磁流量计。通过实时多任务的软件程序设计,实现了数据采集、处理、人机交互等复杂功能,并提高了仪表系统的实时性、稳定性与可靠性。

基于CORTEX-M3单片机的医疗器械控制系统设计与研究

Cortex-M3单片机是一款32位内核V7M构架、低功耗、低成本、高性能的一款处理器。它在医疗器械控制系统中常常被用作首选的处理器。本课题将结合膝关节运动训练器项目,以骨科康复理论为基础,基于Cortex-M3单片机研究适用于膝关节运动训练器产品的控制系统。本文先分析目前市面大部分膝关节运动训练器控制系统方案的优缺点,然后将着重介绍本次设计方案,比如按键信号采集编码和滤波、角度模拟量的采集、编码和滤波、电机运动PID算法控制及其驱动原理、各种参数的保存与读取、系统时间的精确计算。并详细介绍提高系统可靠性、成本的降低、以及增加系统的通用性等过程。

基于单片机开发板和3D打印的一种多参数呼吸训练装置的研究开发

目的通过野火骄阳32单片机开发板和3D建模及打印技术进行软硬件开发,实现一种多参数呼吸训练装置的专利样机转化。方法利用野火骄阳32单片机开发板开发应用程序,通过单片机开发板实现流量信号和压力信号的输入,舵机阀、涡轮风机、电磁阀的控制输出与上位机的数据通信等功能;样机非标零部件通过3D建模及打印技术完成制造,并将单片机开发板、标准零部件和非标零部件进行组合以完成样机开发。结果野火骄阳32单片机开发实现了传感器数据采集、运动部件的控制输出、上位机软件的数据上传和接收;3D建模及打印技术实现了非标零部件及机器外壳的制作,以低成本成功制作出样机;样机通过质控仪检测,流量值误差范围为±15%,气道压力值误差范围为±[2%FS(满量程)+4%×实际读数],样机参数精度满足JJF1234-2018《呼吸机校准规范》要求。结论野火骄阳32单片机开发板和3D建模及打印技术的应用,以低成本实现了样机制作,能够为专利的商业转化提供重要参考,为医工专利转化提供了一种新的思路。

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Cortex-M3的单片机课程建设

根据单片机自身发展和应用的趋势,分析了目前高校单片机课程开设的现状,指出了在现有课程体系下人才培养的局限性。讨论了基于Cortex-M3内核的单片机课程改革,并提出了课程的建设方案。

STM32单片机控制的智能垃圾分类终端

目前我国生活类垃圾污染非常严重。随着国家对环保的要求越来越严格,垃圾分类投放必将成为强制性的规定。现在绝大多数垃圾分类仅仅依靠垃圾投放者根据标识进行自主判断,若个人没有相应的分类知识,则无法准确地进行垃圾分类。本项目旨在设计一种智能垃圾分类机,在投放垃圾时进行辅助分类,并且可以通过显示屏了解投放垃圾所属的具体类别,以方便将垃圾投放至对应类别垃圾箱内,利于垃圾分类的实施。系统基于STM32单片机、CMUCAM3图像识别模块与SI1102红外检测模块实现对垃圾的识别与分类,驱动舵机转动实现分类。当人手或物体接近投料口(感应窗)约25~35 cm时,垃圾桶盖会自动开启,待垃圾投入3~4 s后桶盖又会自动关闭,期间人和物不须接触垃圾桶。本设计旨在建立一个完整、高效的信息系统和应用程序,利用信息系统实现垃圾的智能回收、分类、再利用,省去人们对垃圾种类的判断和分类过程。该系统的建立有利于改善垃圾分类问题,提高垃圾的回收和分类的效率。在可行性和推广性上,具有门槛较低、终端设备高度整合、经济效益好的特点;随着项目推广的生产成本边际递减,设备单价也将大幅下降。

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。

基于单片机的车内酒精自检系统设计

对导致交通事故的原因进行了研究,酒驾已成为交通事故高发的主要原因之一。酒精浓度的检测是评定酒驾的重要环节,为提醒驾驶员避免酒驾,设计了一个基于单片机的车内酒精自检系统,通过MQ-3酒精传感器对车内的酒精浓度进行实时监测,将采集的模拟信号经过A/D转换传送到STC89C52RC单片机,处理后的数据通过LCD显示屏进行显示。若检测的气体中酒精浓度超过预定的阈值,系统会发出声光报警,警报可以引起注意。与此同时,继电器控制的电路也会使汽车进行制动,使汽车无法启动。该系统体积小、携带方便,并具有一定的预防酒驾的功能,保证交通安全。

基于STC12C5A16AD单片机的酒精测试仪

酒精测试仪以STC12C5A16AD单片机作为核心,以MQ-3乙醇气体传感器作为酒精检测模块。当MQ-3酒精传感器对空气的酒精的浓度检测把酒精浓度的信号传输给STC12C5A16AD单片机,STC12C5A16AD单片机对MQ-3乙醇气体传感器送来的信号进行处理,与设定的醉酒阈值进行比较,并由LCD液晶屏显示读数。如果酒精的浓度超过了所设计的醉酒阈值,那么红灯就亮,蜂鸣器就会进行报警。

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%。

用Cortex-M0 ARM代替8051系列单片机的嵌入式教学

Intel公司的8051系列单片机进入国内市场较早,至今许多学校单片机教学都是采用8051系列。文章通过对比Cortex-M0 ARM和8051系列单片机的性能及使用方法,提出在嵌入式应用中,用先进的Cortex-M0 LPC1100系列ARM代替8051单片机的方法,介绍在具体教学改革中进行的有益探索。