arm单片机

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arm单片机范文第1篇

在功能较复杂的控制系统中，通常以P C为主机，单片机为从机，由单片机完成数据的采集和对装置的控制，而由主机完成数据处理和对单片机的控制。随着嵌入式技术的发展，各种各样的新型嵌入式系统设备应用越来越广泛，A R M技术是嵌入式系统方面的主流技术,其广泛应用在信息家电、交通管理、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、工业控制等领域。L inux是一个功能强大、稳定的操作系统，因源代码开放而被广泛地移植运行在各种处理器上，是嵌入式系统中最为常用的操作系统之一。移植了L inux操作系统的A R M处理器具有强大的数据处理能力、控制界面友好、系统精简、实时性高，成本低、设计简单等优点。因此，可以选择使用A R M处理器作为控制系统的上位机，构成由A R M和单片机组成的控制系统。

温度是工业控制中主要的被控参数之一，在日常生活中也经常要用到温度的检测及控制。本文通过MS P430F149单片机完成温度数据的采集，由于单片机侧重于控制，数据处理能力较弱，对采集的数据进行运算处理比较繁琐，因此，将采集的数据传送到移植了L inux操作系统的S3C2440A处理器进行处理。上下位机间使用串口进行通信，在L inux系统下操作串口，可以降低串口操作的难度，提高开发效率，从而使开发者集中精力开发大规模的应用程序。

系统总体设计

温度采集系统采用上位机和下位机的方式实现，上位机使用mini2440开发板，该开发板采用三星公司设计的低功耗、高集成度的、基于A R M920T核的16/ 32位R I S C微处理器S3C2440A为控制核心。下位机使用M S P430开发板，主控芯片为MSP430F149。单片机通过从A R M引出5V电源供电。温度采集系统框图如图1所示。

arm单片机范文第2篇

首先是功耗问题：要部署更多传感器，如家庭、办公场所、野外应用，供电是就相当麻烦，如何把传感器功耗做得更低，让电池系统可以在传感器系统的整个使用周期中保持正常电力供应，对单片机技术提出了很高要求。

第二个挑战：如何能够实时的获取更多数据，现在单片机主要是以Flash技术为主，而Flash擦写次数的量级大概几万或几十万量级，如果要实时采集这个数据，把这个数据记录下来放到Flash里面，等到一定周期再传输出去的话，Flash的寿命不能满足需求。

“我们做了一个计算，如果做连续的采样，采样频率比较高，Flash要一秒采样20个数据，然后数据不停更新，在这个条件下现在Flash的使用寿命大概在10分钟以内，”德州仪器MSP430中国区业务拓展经理刁勇说道，“基于FRAM的MSP430是解决这两大挑战最佳答案。”

近日，德州仪器宣布推出业界首款超低功耗铁电随机存取存储器(FRAM)16位微控制器。新型MSP430FR57xx FRAM系列与基于闪存和EEPROM的微控制器相比，可确保100倍以上的数据写入速度和250倍的功耗降幅。此外，这种片上FRAM还可在所有的电源模式中提供数据保存功能、支持超过100Zf亿次的写入次数、并为开发人员提供了一个全新的灵活度(允许其通过软件变更来完成数据内存与程序内存的分区)。

MSP430FR57xx FRAM微控制器的主要特性及优势

・当从FRAM中执行代码时，可将目前业界最佳功耗水平降低50％之多――T作流耗为100u A／MHz(主动模式)和3μA(实时时钟模式)

・超过100Zf亿次的可写入次数能支持连续数据录入，从而无需采用昂贵的外部EEPROM及依赖电池供电的SRAM

・密度高达16kB的集成型FRAM以及模拟和连接外设选项，包括10位ADC、32位硬件乘法器、多达5个16位定时器和乘法增强型SPI／12C／UART总线

・所有MSP平台上的代码兼容性以及低成本、易用型工具、综合全面的文档资料、用户指南和代码示例可方便开发人员立即启动开发工作

・可实现无电池的智能型RF连接解决方案

・FR57xx MCU基于TI先进的低功耗、130nm嵌入式FRAMI艺

“德州仪器TI和FRAM技术的供应商Ramtron有十年的合作历史，这个过程当中德州仪器发现了FRAM有众多优点，对超低功耗传感存储器网络应用具有非常大的价值。早在三四年前，德州仪器就已经规划如何把FRAM集成到单片机内部。今天到了非常好的时机，FRAM的技术日趋成熟，我们也看到，随着一些新的，特别是物联网应用发展，也需要这样的单片机。”

arm单片机范文第3篇

【关键词】单片机技术 网络覆盖 控制技术

虽然我国无线网络技术的应用越来越普及，但是距离无线自由化还有很远的距离。我国很多地区都没有实现“热点”的全方位覆盖。随着大规模的4G网络的建成，各个通讯公司相继推出了大量的4G业务。这标志着我国通讯行业正式地进入了数据化高速发展的新时代。但是移动数据业务无论是在时间上，还是在地域上，或者是在基站上，都是十分不均衡的。而且我国初步建成的4G网络覆盖技术无法满足经济发达的市区、学校、写字楼或者是其他大型公共场所对数据热点的使用需求。为了缓解这一情况，各大通讯公司引进WLAN技术与4G+WLAN混合组装网络，并积极对单片机的网络覆盖控制技术进行研究，斫饩4G网络容量较低的问题。单片机的网络覆盖控制技术对提升用户质量和改善用户体验，起着不可低估的作用。

1 单片机技术的概述

简单说来，单片机就是一种集成电路芯片。它采用先进的科学技术将具有强大数据处理能力的CPU和ROM、RAM集成在一块固定的芯片上，就制成了一个计算机硬件设备。在单片机程序的带动下，计算机或者是其他电子设备可以准确、高效的对操作进行计算，并且很好的完善指定任务。因此，单片机具备了计算机的大部分功能。

2 单片机技术的特点

2.1 普通单片机

普通单片机的硬件结构比较简单，通常情况下字长为8位到16位之间，一般来说，存储的空间也很小。集成芯片在外部的设计方面，比较复杂。但是由于硬件方面的局限性，导致了软件的功能较小，以至于影响了数据的才会速度。对于较复杂的实时计算，往往采用单循环的模式，并没有对应的操作系统。

2.2 ARM系列单片机

ARM系列单片机，也被称为高端单片机。与普通单片机相比，这种单片机的硬件集成度很高，集成的芯片内外部设备也很多。一般情况下，ARM系列单片机集成了USB、CAN以及串口等多种控制设备。ARM系列单片机通讯的速度十分方便快捷。它的字长可以高达32位，不仅速度快，而且性能也十分高。它的主频率在100M左右。新升级的ARM9甚至可以高达600M，可以对更加负责的数据进行实时性计算。ARM系列单片机存储空间较大，并且支持系统性操作，在操作系统下可以实现对多任务的执行，并且它的并发能力也很强、实时性也比较高。

3 网络覆盖问题的分类及策略

网络覆盖技术也是现代科技当中的一项关键技术。目前，研究人员根据对网络覆盖技术的不同应用，对网络覆盖技术提出了不同的控制算法。其中，最常用的有点覆盖、栅栏覆盖以及区域覆盖。这里笔者以点覆盖对网络覆盖问题进行解释。Cardei是一项合理的考虑了离散目标点的能量高覆盖的专业性技术。在对军事的应用过程中，常常将一部分节点部署在目标点的附近。如果把这些节点看作是若干个互不相交的节点，而且每个节点能够在目标控制的范围之内，那么在其他节点处于睡眠状态的情况下，就可以有效的延长网络的生存状态。

我国无线网络的覆盖采用分层结构，其中以2G网络对室内及室外的覆盖最为全面，主要提供语音业务。3G网络的覆盖也较广，它的主营业务是中高速数据业务。WLAN网络的吞吐量最大，它是以提供高速业务为主的网络覆盖模式。对于公共场所室内的网络覆盖策略应该以4G和WLAN两者相结合，对于建筑国模较大的商场企业，应该以3G或者4G网络为主，而对于家庭网络覆盖则要朝着WALN方向发展。同时，随着时代的发展，积极对单片机的网络覆盖控制技术进行研究，应经成为了我国网络技术发展的必然趋势。

4 单片机技术在网络覆盖领域的应用

单片机在网络控制技术的应用过程中变得越来越广泛，也给人们的生活带来了很多的便利。通常情况下，单片机与计算计之间，都设计进行数据传送的通信端口。大家比较熟悉的是USB接口。为了使各种通信设备之间的交互应用变得更加容易，大部分应用设备都使用了单片机技术，来实现对智能的控制。这里包括了我们比较熟悉的手机、电话、无线对讲机以及移动通信等。还有专门应用于办公领域的，比较典型的有自动呼叫系统等。随着单片机的网络覆盖控制技术的提升，单片机技术将朝着CMOS化、低电压化、微型单片化、乃至多种类并存的方向发展。其中，单片机的低电压化，是我国科学技术的一项革命。单片机采用了WAIT和STOP技术，来完成对单片机操作的流程。这使得单片机可以承受的电压范围变得越来越宽，在使用上也变得更加广泛。

近些年来，我国无线网络技术取得了飞速的发展，802.11g/b等标准的推出和使用，标志着我国更快、更大的网络技术已经成为了新一代网络发展的趋势。因此，对单片机的网络覆盖控制技术的研究就显得越来越重要。虽然目前我国对单片机的网络覆盖控制技术的研究取得了一定的成果，但是单片机的网络覆盖控制技术还有很长的一段路要走，需要我们每一个科技工作者的共同努力。

参考文献

[1]程全，樊宇，赵宇.基于单片机的温光自动控制系统设计[J].周口师范学院学报，2010（05）：15-19.

[2]代芬，王卫星，邓小玲，姜晟，孙道宗，陆健强.单片机综合实验开发板设计[J].实验室研究与探索，2010（08）：18-25.

[3]王鸿磊，张雪松，王鸿磊，张雪松.基于信息传播算法的云存储系统架构研究[J].河北软件职业技术学院学报，2014（04）：17-22.

作者简介

李合军（1970-），男，湖南环境生物职业技术学院生态宜居学院。研究方向为计算机网络。

arm单片机范文第4篇

关键词： 脉冲幅度分析器； CPLD； ARM； 实时测量

中图分类号： TN79+2?34 文献标识码： A 文章编号： 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

在核辐射测量中，核辐射探测器输出的脉冲信号幅度和入射粒子的能量成正比关系，通过测脉冲信号的幅度就可以知道入射射线的能量。多道脉冲幅度分析器的基本原理是将脉冲幅度范围平均分成[n]（多道脉冲幅度分析器的道数）个幅度间隔，通过将模拟脉冲信号转化成与其幅度对应的数字量，对落在各个幅度间隔内的脉冲分别计数，经过一段时间的累积，就可得到核辐射探测器输出的脉冲幅度的分布曲线。

目前多道脉冲幅度分析器实现方法多种多样[1?5]，本文介绍一种基于直接采样分析脉冲波形的多道技术的实现方法，该方法使用基于第二代 ARM Cortex?M3内核的LPC1764处理器[6?7]与CPLD相结合控制A/D采样、脉冲幅度甄别和计数等工作，并通过USB 2.0接口将测量结果上传到计算机进行显示。该方法采用12位高精度高速A/D转换芯片，采样速率40 MHz，由于充分利用了CPLD的功能，该方法具有分析速度快、精度高、没有分析死区等特点，而且使用的芯片少、体积小、可靠性高、性价比高。

1 多道脉冲幅度分析器的总体设计

多道脉冲幅度分析器的总体结构如图1所示。

图1 多道脉冲幅度分析器的总体结构

核探测器探测到辐射信号后输出相应的脉冲信号，由于探测器输出的脉冲信号并不是理想的指数信号，而是存在信号堆积、过零下冲、随机噪声等现象，需经模拟前端进行模拟处理，包括信号滤波、极?零相消、积分成形、剔除干扰、抑制噪声、放大等。经模拟前端处理后的信号经A/D转换电路转换成波形数据交给CPLD完成脉冲的甄别和寻峰处理，再通知单片机获取峰值数据，根据峰值进行分类计数。经过一段时间积累后将分类统计的结果通过USB接口上传到计算机进行能谱显示和分析处理。

多道脉冲幅度分析器的设计包括硬件设计和软件设计，其中硬件设计包括模拟前端、A/D转换电路、CPLD电路、单片机电路、USB接口电路和电源电路的设计；软件包括CPLD程序、单片机程序和计算机的能谱分析软件设计。

2 模拟前端及A/D转换电路设计

模拟前端及A/D转换电路如图2所示，核探测器输出的信号经过极零相消电路后送入低噪声运放OPA843[8]进行放大，整形后送入A/D转换芯片AD9224[9]，AD9224在40 MHz时钟的控制下持续不断地对信号进行采集，采集的数据直接送CPLD进行处理。其原理如图2所示。

A/D转换电路采用Analog Devices公司的AD9224。AD9224是一款12位高精度高速模数转换器，由+5 V模拟电压供电，+3 V或+5 V数字电压供电；片内提供参考电压和高性能的采样保持放大器；采样速率40 MHz，输入信号可以采用单端输入也可以采用差分输入。本设计采用单端输入直流耦合方式，输入信号范围为0～4 V。

3 CPLD电路和片内电路设计

由于A/D转换的速率为40 MHz，如果由单片机直接对每秒40M次的采样数据进行处理，要通过指令完成脉冲甄别、寻峰和分类计数对单片机的性能要求较高。本设计采用CPLD和单片机相结合的方式，由CPLD完成对脉冲数据的脉冲甄别和寻峰，由单片机读取峰值数据进行分类计数。单片机只需满足最大脉冲速率的分类计数要求即可，因此大大降低了对单片机性能的要求。

本设计采用ALTERA公司生产的CPLD芯片MAX EPM3064[10]。EPM3064是ALTERA MAX3000A系列中的常用芯片，功耗低，具有64个宏单元和1 250个逻辑门，传输延时仅为4.5 ns。本设计共使用EPM3064 39个输入输出引脚，其中包括12位A/D转换数据和40 MHz转换时钟输入，12位脉冲甄别门限数据输入，12位脉冲峰值数据输出和1位峰值数据有效状态输出及1位有效状态清除输入。EPM3064的片内电路如图3所示。

其中，lpm_compare0将脉冲信号数据与脉冲甄别门限数据进行比较以形成脉冲，并在脉冲的下降沿使READY输出为高。lpm_compare1和lpm_latch0一起在脉冲有效时间内产生控制信号将峰值数据写入lpm_latch1。单片机在读取峰值数据后通过nCLR置READY输出为低。

4 单片机及USB接口电路设计

由于本设计对单片机的性能要求不是太高，但由于采用12位A/D采样，脉冲幅度分析最高支持4 096道，需对4 096种幅度分类计数。假设每种幅度采取32位计数，共需16 KB SRAM保存计数值。为了减少采集的脉冲多道数据上传计算机的时间，本设计采用USB传输方式。

为了减小单片机及电路的复杂性，本设计采用NXP公司的LPC1764单片机。LPC1764是基于第二代 Cortex?M3内核的ARM微控制器，速度高达120 MHz，片内具有128 KB FLASH存储器和32 KB SRAM，具有丰富的片上外设。由于LPC1764的内部集成有完全兼容USB 2.0全速规范的USB Device，因此单片机及USB接口电路非常简洁。其电路如图4所示。

5 结 语

本文设计了通过对脉冲信号直接高速A/D采集，由LPC1764微控制器与CPLD相结合对采集到的脉冲信号数据进行多道脉冲幅度分类处理的多道脉冲幅度分析器电路，该电路全部调试通过，并连接到NaI（TI）探测器对137Cs的能谱进行了测量，测量结果达到设计指标的要求。

参考文献

[1] 李兵兵.基于ARM?Linux的多道脉冲幅度分析器数字系统设计[D].成都：成都理工大学，2009.

[2] 王磊，庹先国，成毅，等.基于DSP的数字多道脉冲幅度分析设计[J].核电子学与探测技术，2009，29（4）：880?882.

[3] 孙宇，衣宏昌，梁漫春.基于FPGA和DSP的数字多道设计与实现[J].核电子学与探测技术，2010，30（1）：17?22.

[4] 蔡顺燕.数字多道脉冲幅度分析器的硬件电路设计[J].核电子学与探测技术，2010，30（3）：354?356.

[5] 吴宁，李正生，张民.采用嵌入式技术的多道脉冲幅度分析器的研制[J].科学技术与工程，2012，12（29）：77?81.

[6] NXP. LPC17xx user manual UM10360 [R]. Eindhoven： NXP， 2010.

[7] 周立功.深入浅出Cortex M3-LPC1700[M].广州：广州致远电子有限公司，2009.

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

arm单片机范文第5篇

关键词：OpenWrt操作系统；移动机器人；视频监控

0 引言

随着计算机技术的普及和人工智能技术的发展，移动机器人的研究工作取得了很大的成果，本文设计的移动机器人的视频监控是基于OpenWrt操作系统，不仅可以实现多种不同的功能，如：图像采集、目标定位、无限通信以及险情探测等，同时还可以成为各种智能控制系统的良好载体，因此开展本次研究对现代化技术的实践和发展有着重要的现实意义。

1 系统方案

移动机器人主要由硬件系统和软件系统构成，硬件系统中包含了电源、机器人底盘、接口电路、ARM处理器以及单片机等，ARM是上层系统结构的核心，51单片机是下层系统结构的核心。移动机器人的软件系统主要包括这样几项：Linux应用程序、嵌入式Linux操作系统、单片机应用程序以及外接设备驱动程序等，本次研究的移动机器人视频监控中没有选择较为常用的嵌入式Linux版本，而是选择了OpenWrt操作系统，该系统为Linux发行版之一的一种系统OpenWrt操作系统给移动机器人提供出了一个完全可写的文件系统以及一个软件包管理，这种方法简单方便，不但大幅度降低了对于嵌入式Linux进行系统开发的要求，同时也在很大程度上将系统软件开发效率大大提升。

嵌入式机器人工作流程具体如下：传感器模块完成对周围环境信息数据的采集同时将这一些列上传给嵌入式机器人的指挥中心，即控制系统；随后，嵌入式机器人的单片机对一些列由传感器上传的数据全面分析，在海量上传的数据中对有效数据进行高效率的提取。嵌入式机器人通过以上方式获得关于自己和障碍物之间的相对位置数据，随后依据当前位置信息相关数据下达关于控制的信号；在众多控制信号当中，控制机器人的转向的PWM信号是由单片机所产生的，用于实现嵌入式机器人自主行走功能。嵌入式机器人单片机中的上层ARM处理器和下层单片机通过串口实现彼此之间的通信，下层单片机的工作数据通过无线传输技术由ARM处理器传给PC机，而且ARM可以将机器人搭载的摄像头采取到现场的清晰图片发送给远端的PC机，以此来实现移动机器人对周围环境的视频监控功能[1]。

2 移动机器人视频监控系统

视频监控系统是通过在远程段安装摄像头来完成对现场情况的实时监控，并根据收集和反馈的信息做出相应的控制，当有异常情况出现时，能够迅速反应、积极应变，帮助操作者提供正确的决策帮助。视频监控技术基于嵌入式技术有很多优点，如：体积小、稳定性高、无序现场值守、实时性好且结构简单等，视频监控系统共分为：视频采集系统、云台镜头控制系统、信号传输系统以及视频处理系统。

2.1 系统硬件设计

移动机器人的硬件系统共主要有：电源、机器人底盘、接口电路、ARM处理器以及单片机，框架。

移动机器人的系统主要包含的模块为：无线通信、图像采集、超声波测距、MINI2440、红外感应、单片机和直流电机驱动[3]。

2.2 系统软件设计

机器人智能化程度由软件系统体现，软件系统是机器人的核心，对机器人运动状态进行全方位的控制。本研究中选择OpenWrt操作系统。之所以选择该项系统是因为OpenWrt操作系统对Linux系统内核的定制过程进行了一系列的简化，同时OpenWrt操作系统允许开发者使用软件包的概念来定制嵌入式设备，这在很大程度上对嵌入软件的开发过程进行了简化，程序在Kubuntu CodeBlock IDE集成开发环境中进行编写，使用OpenWrtBI进行编译。应用软件控制机器人规避障碍、采集图像和发送视频的行为，而通信方面则通过主机端软件架设服务器，并使用IEEE802.11g无线网卡建立无限网，这样就可以实现移动终端接收上位机的控制命令，是机器人按照命令道制定的位置拍摄图片和视频，而PC机终端则通过无线网来接受图片和视频。

V4L2为OpenWrt系统中的音频数据采集程序提供了API接口，只要机器人配备了音频设备并正确加载了驱动，就可以利用这套接口完成数据的采集工作，现在该技术已经广泛用于嵌入式多媒体、视频会议和监控系统中，并为多种设备提供了多个接口，在移动机器人的视频监控系统中主要使用的是其提供的视频采集接口，机器人采用这套接口就可以完成图像和视频的采集于处理。v4l2-crop结构体中对视频采集窗口参数进行了相关设置，即在摄像头设备的取景范围内设定一个视频采集区域。v4l2结构体可以设置视频的点阵格式和点阵大小，并描述视频设备当前的行为和数据格式。摄像头控制软件是由OpenWrt以软件包的形式提供，系统通过MINI2440驱动同时对摄像头进行一系列控制，通过串口控制机器人底层的单片机，同时驱动无限网卡并连接，运行服务端，最后提供UI界面实现视频监控。

3 结束语

本次研究选择的OpenWrt操作系统，以实现移动机器人对环境的实施监控为目的，结合了视频监控的发展方向，运用嵌入式技术，构建无限视频监控系统。本系统在完全契合移动机器人在设计理念上的要求的同时对系统开发流程进行了大幅度简化。

参考文献：

[1]张敬霞.基于嵌入式Linux管道机器人视频控制器的设计与实现[J].西安电子科技大学学报，2013（02）：42-45.

[2]邢旺.基于嵌入式的移动机器人无线监控系统研究[J].微计算机信息，2011（02）：31-34.