技术

<strong>串口通信的基本认识</strong>

通信分为并行通信和串行通信，并行通信时的数据各个位同时传送，可以实现字节为单位通信，但通信线多占用资源，成本高。以前用到的的P1=0x55,一次给P1口的8个管脚分别赋值，同时进行信号输出，类似于8个车道可以过去8辆车，这样的形式是并行的，一般称P0,P1,P2,P3为51单片机的4组并行总线。

随着遥感、通讯技术的迅速发展，微小无人机的设计逐步被深究。小型无人机由于其高度灵活机动性、信息化强、适应恶劣环境等优势，近几年在军事、高空拍摄、农业等领域有着广泛的应用，通过搭载在机体上的各类传感器单元获取所需的数据信息，如图像的采集，能够对特定特殊环境进行有效的勘察。但目前，无人机的地面控制站主要使用功耗高、体积大的PCI总线采集技术，一定程度限制了无人机的高度灵活性等优点。因此，以32位ARM微处理器为核心、DM368作为协处理器，设计出一种基于嵌入式的实时性强、数据传输和处理速度快的无人机勘察系统。

<strong>1 系统功能架构</strong>

众所周知，ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名，并分成A、R和M三类，旨在为各种不同的市场提供服务，正好是ARM公司英文简写的三个字母。Cortex系列属于ARMv7架构，这是到2010年为止ARM公司最新的指令集架构。（2011年，ARMv8 架构在TechCon 上推出）ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用；“R”系列针对实时系统；“M”系列对微控制器。OK，我们下面要介绍的“猪脚”是Cortex系列下的Cortex-M家族处理器，看官且听我娓娓道来。

<strong>一，Cortex M家族发展</strong>

局部错误，全局通知是CAN总线错误类型中较为典型的一种，如何通过错误报文及波形快速定位错误原因呢?本文结合现场实测案例简要分析。

<strong>一、CAN总线错误简介</strong>

在CAN总线中存在5种错误类型，如图1所示：它们互相并不排斥，下面简单介绍一下它们的区别、产生的原因。

学习内部结构之前，我们先了解下我们现在正在使用的计算机的几大组成部份：

计算机的五个组成部份：

运算器：用于实现算术和逻辑运算。计算机的运算和处理都在这里进行;

控制器：是计算机的控制指挥部件，使计算机各部份能自动协调的工作;

存储器：用于存放程序和数据;(又分为内存储器和外存储器，内存储器就如我们电脑的硬盘，外存储器就如我们的U盘)

输入设备：用于将程序和数据输入到计算机(例如我们电脑的键盘、扫描仪);

输出设备：输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果以用户需要的形式显示或保存(例如我们的打印机)。

在嵌入式系统中，异步串口(UART)使用非常频繁，可以用于与各种外部系统(帧括PC)之间的通信。在硬件上UART通过在每个字节的传输中插入开始位和停止位，保证接收端可以正确地找到字节的开始和结束，同时也可以通过插入奇偶校验位，让接收端检验收到的字节是否正确。而且，由于有开始位和停止位的存在，使得字节之间可以插入任意的空闲位(与停止位同为高电平)，而不影响下一个字节的正常传输。因此，UART硬件保证了每个字节的正确传输，并可以有效检出字节传输的错误。但并不保证一串字节的正确传输，这需要软件来完成。

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。PWM最基本的调节就是频率和占空比，通过调节频率和占空比对外部元件进行控制或者捕捉外部信号源。

在大功率电机、变频器、开关电源等方案中，末端都是由大功率管、IGBT等元件组成的H桥或3相桥。每个桥的上半桥和下半桥是是绝对不能同时导通的，但高速的PWM驱动信号在达到功率元件的控制极时，往往会由于各种各样的原因产生延迟的效果，造成某个半桥元件在应该关断时没有关断，造成功率元件烧毁。死区就是在上半桥关断后，延迟一段时间再打开下半桥或在下半桥关断后，延迟一段时间再打开上半桥，从而避免功率元件烧毁。

现代传动系统要集成控制回路精度、扩展性、网络通信、外设控制、数据和设计安全、功能安全和可靠性等特性，这是十分重要的。此外，电机必须准确并且同步控制，同时不损害性能和确定性，在多轴控制系统中尤其如此。

电机消耗的电能占全球电耗的比例非常高。在很大程度上，电机的能耗取决于电机和传动效率。为了降耗、提高传动效率和改善性能，世界各地的监管机构均已实施能源效率标准。因此，电机传动的部署正日益使用高精度、高性能电机控制算法。现代传动系统要集成控制回路精度、扩展性、网络通信、外设控制、数据和设计安全、功能安全和可靠性等特性，这是十分重要的。此外，电机必须准确并且同步控制，同时不损害性能和确定性，在多轴控制系统中尤其如此。为了满足这些控制和集成要求，嵌入式设计人员设计的传动不仅要能够运行复杂的电机控制算法，而且要在连接性日益增加的环境下支持多个外设通信。

随着信息技术的发展，信息的载体-芯片的使用也越来越多了，随之而来的芯片安全性的要求也越来越高了，各个芯片厂商对芯片保密性要求越来越高，芯片的加密，保证了芯片中的信息的安全性。经常有客户打电话过来问，这个芯片加密了还能不能用啊。本文通过对芯片的加密的介绍来看看不同的Flash，MCU以及DSP加密的效果。

<strong>一、Flash类型芯片的加密</strong>

Flash类芯片（包括SPI FLASH ,并行FLASH，NAND FLASH等）加密后一般情况下都是禁止“写”以及“擦除”操作，通过状态寄存器写入加密信息，如果该芯片已经加密，则进行编程操作时，编程虽然能成功，但是客户的代码实际上是没有写入到芯片的。

随着超声波技术的不断发展，超声波广泛应用于检测、清洗、焊接、医疗等领域，甚至在纺织、航空领域也能见到它的踪迹。目前，超声的研究和应用可分为功率超声和检测超声两大领域，超声清洗是功率超声最为广泛的应用之一。它通过换能器，将功率超声的声能转换成机械振动，同时强超声波在液体传播时会产生“空化效应”。在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力，对污层的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面也会引起污物层的破坏而脱离清洗件表面并使它们分散到清洗液中，以清除物体表面的杂质、污垢或油腻。与其他清洗相比，超声波清洗具有效率高、能耗低、清洁环保的特点，特别在清洗复杂零件、盲孔、狭缝多的物件时，更凸显它的优势。
　　
<strong>1 超声波清洗机总体方案设计</strong>
　　

摘 要：采用气体传感器阵列采集气体信息，通过以AT89C51 和ADC0809 组成的核心单元进行数据采集和数据处理，以LED 显示器显示结果，实现了对多种气体的识别和检测。

气体传感器是一种能将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电气信号的装置。根据这些电气信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警。因此由气体传感器与模式识别系统构成的智能化气味识别仪器有着广泛的应用领域，如食品工业、化学工业、环境监测、医学诊断、安全检查等，越来越受到广泛关注。

车辆远程诊断仪的主要功能是导航。导航功能的重点是行车路线设计、自动车辆定位、综合信息服务、路径引导服务等。导航功能是GIS技术、通讯技术、嵌入式技术和GPS定位等技术相结合的综合应用系统。系统通过对GPS定位全天候、高精度、实时性强的特点，可实现对车辆准确实时的跟踪，通过应用GLS技术，则可在电子地图上显示车辆的定位信息，明确用户所在的准确位置。文中在介绍了典型的导航系统软硬件构成的基础上，重点探讨了车载导航电子地图设计和实现，对于车载导航的进一步优化具有现实意义。

<strong>1 车载导航电子地图的体系结构</strong>

1.1 系统硬件设计方案

<strong>1.设计目的</strong>

随着科技的进步，智能化成为了人们关注的焦点，同时也越来越贴近人们的生活。人们对于健康生活方式的需求催生出了智能可穿戴设备，智能手环就属于其中的一种代表性产物。其主要应用于监测运动，监测睡眠以及智能化的安排人的生活作息方式等。是一款突出个性与人性的智能化产物。

本文讲述一套初步的智能手环解决方案，对于智能手环的设计以及制造有可行性方案指导作用。

<strong>2.用户需求</strong>

智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

人机交互界面的种类较多，如键盘、数码管显示器、液晶显示器及带触摸的液晶屏等。决定人机交互接口方式的主要因素是成本和实际应用的需要。近十年来，液晶触摸屏以功耗低、重量轻、精度高和良好的人机界面等技术特点， 在电子设备特别是手持类电子产品中得到了普遍应用。带触摸的液晶屏，只要能测量出触摸点的坐标位置，即可根据屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图， 通过微处理器处理声音、图像、文字及触摸输入控制等信息，使之成为能进行信息存取、输入和输出的集成系统。基于微控制器与液晶模块的硬件接口设计及软件编程在智能系统设计中有着重要的应用价值。

ARM 微处理器，运算速度快、资源丰富、性价比高，是当前较为流行的嵌入式控制器。

MSP430根据型号的不同最多可以选择使用3个振荡器。我们可以根据需要选择合适的振荡频率，并可以在不需要时随时关闭振荡器，以节省功耗。

这3个振荡器分别为：

<strong>（1）DCO 数控RC振荡器。</strong>

它在芯片内部，不用时可以关闭。DCO的振荡频率会受周围环境温度和MSP430工作电压的影响，且同一型号的芯片所产生的频率也不相同。但DCO的调节功能可以改善它的性能，他的调节分为以下3步：
a：选择BCSCTL1.RSELx确定时钟的标称频率；
b：选择DCOCTL.DCOx在标称频率基础上分段粗调；
c：选择DCOCTL.MODx的值进行细调。

<strong>（2）LFXT1 接低频振荡器。</strong>

现有的数控系统中多采用工控机加运动控制卡的计算机数控系统方案进行运动控制器的设计。随着工控机整体功能日趋复杂，对运动控制系统的体积、成本、功耗等方面的要求越来越苛刻。现有计算机数控系统在运动控制方面逐渐呈现出资源浪费严重、实时性差的劣势。此外，数控系统的开放性、模块化和可重构设计是目前数控技术领域研究的热点，目的是为了适应技术发展和便于用户开发自己的功能。

本文基于ARM和FPGA的硬件平台，采用策略和机制相分离的设计思想，设计了一种具有高开放性特征的嵌入式数控系统。该数控系统不仅具备了以往大型数控系统的主要功能，还具备了更好的操作性和切割性能，而且在开放性方面优势更为突出，使数控系统应用软件具有可移植性和互换性。

1. IIC总线基本概念

1.1总线概述

IIC总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。

1.2总线结构

IIC总线是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间可以进行双向传送，最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这两条总线上。

随着人们生活水平的日益提高，我国人口的老龄化也越来越明显，吸尘机器人作为服务机器人的一种，能够代替人进行清扫房间、车间、墙壁等一些简单劳动。

使服务机器人有了广阔的市场，已成为一些企业和科研院所研究的焦点。目前市场上的吸尘机器人虽然也具有智能性，但大多由于结构不尽合理、通用性差、集成度高而导致成本高，不利于普及。在研究总结市场上相对成熟产品的基础上，基于ARM Cortex-M3处理器设计一款具备自我导航功能的室内吸尘机器人。外形紧凑、结构简单、运行平稳、噪音小，并且成本低，操作方便，还具有可扩展接口，用户能够根据实际需要对其功能做进一步开发。

由于涉及编程，学习ARM单片机系统对于从事电子电路的设计者来说是有些困难的，学习知识不难，难的是理清其中的开发思路，找到一个好的起点。本文就将从这一步入手，为大家介绍初次接触ARM开发应该从哪几方面来理清开发思路。

做个最小系统板：如果从没有做过ARM的开发，建议一开始不要贪大求全，把所有的应用都做好，因为ARM的启动方式和dsp或单片机有所不同，往往会遇到各种问题，所以建议先布一个仅有Flash、SRAM或SDRAM、CPU、JTAG、和复位信号的小系统板，留出扩展接口。使最小系统能够正常运行，任务就完成了一半，好在ARM的外围接口基本都是标准接口，如果已有这些硬件的布线经验那就更好了。

微控制器（MCU）广泛应用在各行各业，如各式家电、工业自动化，即时控制、资料采集等领域，为因应工控所需的即时（Realtime）控制、快速回应等需求，因此MCU大多搭载RTOS（即时作业系统）运作。随着物联网的兴起，软体业也为RTOS加入物联网的成分，以提早卡位物联网的核心软体市场…

<strong>各种处理器专用之OS</strong>

在一般功能（General-purpose）的处理器市场分类中，若以功能与执行速度来说，大致分为CPU > MPU > MCU。CPU的功能最强，主要应用在电脑产品；MPU功能次之，其应用多元，主要应用在嵌入式系统与精简型电脑等多种；而MCU则是以单一应用为主，应用在各式家电、电子产品、嵌入式产品、可穿戴设备、物联网（IoT）应用产品等控制应用。