一、PC间实时全双工同步通信的实现(论文文献综述)
刘先强[1](2021)在《基于RISC-V的五级流水线处理器的设计与研究》文中研究指明从超低功耗微控制器到大数据高性能计算,再到人工智能的异构计算,CPU均扮演着核心角色。不同的应用场景对CPU性能的要求各不相同,目前基于x86处理器架构的指令集复杂,投入成本高以及研发难度大等原因,使得其在嵌入式领域逐渐不在具有优势。而基于ARM指令集架构的处理器,虽然占据嵌入式处理器很大市场份额,但是其并非国产微处理器核心,授权受制于国外公司,在国产替代的战略要求下亟需用国产微处理器进行替代。公开指令集的RISC-V微处理器正是由于其低功耗、低研发难度、自主研发等优势,已逐渐得到嵌入式微处理器开发的认可和重视。本文设计主要通过对RISC-V指令集架构、E203处理器以及HBird-E200-SoC的研究,提出了基于RISC-V架构的五级流水处理器内核设计。在完成处理器内核设计的基础上,以Freedom-E310 SoC为参考,对于UART、SPI、GPIO、和I2C等外设模块充分利用和修改已有的IP,完成基于RISC-V的五级流水线处理器的SoC搭建;最后搭建仿真测试平台,对设计的处理器内核以及外设模块进行仿真测试,并将构建的SoC用FPGA进行了原型验证。首先针对处理器核的流水线设计,采用了经典的5级流水线架构,为了提高流水线的利用率,解决流水线产生的数据冒险问题以及访存操作所产生的暂停而造成性能降低。在“取指”单元设计中,指令寄存器采用了指令耦合寄存器设计,保证了“快速”取指,同时采用分支预测设计,有效避免了条件跳转指令造成的流水线冲刷而带来的性能丢失;“执行”单元针对流水线存在的WAW和RAW两种数据相关性而设计了旁路电路模块;“访存”单元设计增加访存控制信号,判断是否需要暂停,从而提高硬件模块的利用率和吞吐率。仿真测试平台首先对处理器核进行了仿真测试,根据指令集架构中的各指令编写汇编测试程序,对处理器核进行功能测试;然后对SoC中各外设模块进行了仿真,根据不同外设的功能和时序特点编写不同的测试代码,完成对各外设模块的仿真和测试,以确保其功能的完整;最后基于Xilinx ARTY A7 FPGA开发板,将设计的SoC用Vivado工具进行原型验证。
张军彪[2](2020)在《随钻多极子声波测井仪主控系统设计》文中研究表明随着科技发展,对油气资源的需求越来越多,国内外开始大量进行水平井、大斜度井的勘探和开发。在这种复杂地层,随钻测井比电缆测井更具有适应性优势。近年来,随钻测井在油气探测领域正发挥着越来越重要的作用,甚至有替代电缆测井的趋势。随钻多极子声波测井仪主控系统设计是我国大型油气田及煤层气开发专项“随钻多极子电路关键技术研究”的子课题,由中海油田服务有限公司-电子科技大学电法测井联合实验室自主研发,其目的是设计一套拥有自主知识产权、达到世界先进水平的随钻多极子声波测井仪主控系统。随钻多极子声波测井仪主控系统能够完成对声波信号的采集、处理、存储以及仪器的整体控制等基本功能,同时能够实现系统通信稳定,升级维护方便,数据运算高效等关键功能。本文根据课题提出的要求,主要完成了三方面的功能设计:第一,为控制声波发射、采集的同步协调进行,需要将各系统挂接在同一总线上保证实时性,虽然保证了整个系统的同步性和实时性,但是也带来了数据冲突的问题。针对通信系统共用总线上发生数据冲突的问题,采用了地址位多处理器通信方案,从设计原理上杜绝了数据冲突的可能性,保障了系统的通信稳定性;第二,考虑到仪器的工作环境,要能够实现通过主控系统与地面系统的通信接口完成井下仪器主控系统的远程在线升级更新功能,因此设计了一套硬件结构简单、文件传输稳定、升级更新安全的远程在线升级方法;第三,为获得精准的地层数据,要能够将大量的声波数据在DSP中根据时差提取算法进行高速运算,在极短时间内计算出高精度的时差数据,为此需要将PC端时差提取算法移植到井下仪器DSP平台上实现,并对整体代码进行了优化处理,以完成工作流程的高效运行。最后,本文通过系统联调实验验证了地址位多处理器通信设计的通信稳定性,测试了远程在线升级的实现过程,同时对比了PC和DSP端的时差计算结果,通过定时器获得了工作流程的优化结果,并对结果进行分析,证明各模块达到功能设计要求。
王芳菲[3](2020)在《车联网分布式资源分配策略研究》文中指出随着无线通信技术的快速发展,第五代(5G)移动通信已步入了商用阶段。车联网作为5G超高可靠超低时延的重要应用场景之一,使用V2X(Vehicle to Everything)通信技术,保证交通安全、提高交通效率并提供车载娱乐。然而,由于车联网的复杂性和高移动性,其现有网络的通信性能不能满足车联网的实际需求。利用基于PC5接口的V2V(Vehicle to Vehicle)通信,可以降低车辆通信时延,并提高无线资源利用率。因此,本文研究基于V2V分布式资源分配策略,并基于此研究低功耗的协作信息传输,具体内容如下:考虑车联网中V2V多对多广播场景,提出了一种两阶段的分布式时频资源分配方案。在第一阶段,以网格方式划分车辆的通信区域,实现对频谱资源的复用,同时考虑不同网格间车辆的干扰及通信可靠性,确定了最佳网格划分边长。在第二阶段,以全双工为基础,结合自干扰消除技术,提出了一种改进的时隙编码ALOHA算法。该算法优化了数据包的重传机制,实现了网格内车辆的时隙资源分配。此外,为保证安全相关类服务信息的传输可靠性,为不同服务的数据包设置了传输优先级。通过仿真,验证了本方案可以有效减少数据包的重传次数,并降低多对多广播系统中高优先级业务数据的丢包率。针对车联网中高数据率的低时延通信场景,由于受通信范围的限制,基于V2V的分布式通信无法满足其传输要求。因此,本文提出一种低功耗的V2X协作传输资源分配策略,以实现车辆在不同速度下的信息高效传输。假设车辆和路侧基础设施都是车联网中的通信节点,以满足高数据率传输要求和信息传输总功耗最小为目标,方案可以根据路侧基础设施及车辆拓扑结构,协作选择传输信息的通信节点并确定其功率分配。仿真结果表明,该方案能够有效提高车联网中的通信能量效率,并且支持车辆高速行驶的场景。
李明[4](2020)在《基于EtherCAT的运动控制器研究与开发》文中进行了进一步梳理随着实时网络技术的快速发展,网络化运动控制已逐渐成为当代运动控制的主流。本文以Ether CAT通信技术为基础,通过总体方案规划、软硬件设计和高速高平稳运动控制技术研究,在嵌入式平台上完成了基于Ether CAT总线的多轴运动控制器原理样机研发。论文的主要工作与成果如下:(1)分析并设计了基于Ether CAT总线运动控制器的总体开发方案及软硬件架构,针对关键运动控制技术制定了研究方案。(2)通过改造并移植实时Linux操作系统,编译移植开源主站协议栈,搭建了Ether CAT通信主站,并对Ether CAT通信、TCP通信、运动控制等主要功能模块进行了流程设计与软件实现。(3)对高平稳加减速算法与直线段连续运动控制算法进行了重点研究。基于切比雪夫多项式构造了连续的加加速度方程,推导出新型高平稳加减速规划及完整的控制算法;基于动力学方法分析设计了一次规划拐角过渡算法,并进一步形成含有前瞻与动态调整的直线段连续运动控制算法,仿真验证了算法的正确性。(4)利用本文研发的控制器样机搭建多轴控制实验平台,对Ether CAT通信、单轴加减速控制、多轴直线插补等主要功能以及其他软件模块进行了测试。实验结果达到了预期设计目标,为进一步研究奠定了良好基础。
王飞[5](2020)在《基于嵌入式一体化螺丝刀控制器的设计》文中指出随着科技水平的不断提高,嵌入式控制系统由于具有功耗低、可靠性高;功能强大、性能价格比高;实时性强,支持多任务;占用空间小,效率高等优点。应用越来越广泛,改善了我们生活方式的同时加速了工业电子领域的发展与创新,在工业控制方面显得尤为突出。嵌入式一体化螺丝刀控制器的设计理念就是基于嵌入式控制方式的优越性进行的控制器系统设计,一个带传感检测模块和实时监控模块的多轴控制器控制系统。目的是提高由上海工程技术大学自主创新研制的了一体化螺丝刀(一体化螺丝刀装置)调节锁紧装置的工作效率,使断路器的核心部分应变片生产量增加。对于该控制器系统设计,首先对其一体化螺丝刀的结构和原理进行简单的了解。并对目前应用广泛的8位/16位和32位嵌入式片上控制系统进行分析和比较。选择了基于Contex TM-m3内核的32位ARM芯片(STM32F103)。对控制器片上系统的MCU和微控制器的结构进行分析研究。首先分析了主控IC系统整体的架构,并对时钟系统、供电方式、支持的通信方式、液晶显示屏和网络控制等。在控制器硬件设计部分中,先列出了控制器的硬件整体结构连接框图。选择了底层执行部件步进电机、驱动器、扭矩传感器和离合器等。然后借助Altium Designer电路设计仿真软件对控制器片上系统的各个模块电路原理图进行绘制设计。先搭建出最小控制系统及电源复位电路,连接主控芯片与SRAM的引脚电路,对USB接口电路的三种CH340系列芯片驱动应用进行比较选型,设计液晶屏幕引脚连接电路模块GT9417。对于主控芯片的所有GPIO的输入/输出电路设置进行研究和选择。并设计通信方式对应的硬件电路,包括CAN/USB通信模块电路的选择使用,研究SPI和IIC通信工作原理,设计连接外部设备的SPI电路及连接片上EEPROM的IIC电路。扭矩传感部分的AD转换电路部分,和报警器和指示灯所对应的DA转换模块电路设计。控制器软件部分设计,在Keil5的集成开发平台下,建立与控制器运行对应的项目工程,对所用到的端口引脚进行配置,并研究所操作的寄存器读写和设置原理。根据外接模块器件接口电平特性,从输入/输出的八种GPIO工作模式里配置对应的工作方式。对设计中所要操作的串口、定时器和模数/数模转换寄存器的配置原理进行研究,为调试程序的设计做好铺垫。最后的实验测试分两部分,先对调试程序进行仿真分析。然后搭建控制器实验装置,测量引脚输出电平的特性,与仿真结果进行比较验证。
冯春杏[6](2019)在《起重机轨道检测的双机器人协同控制技术研究》文中认为随着起重机械向大吨位、大跨度发展,其运行轨道长度逐渐增长、轨道间跨度不断拓宽,提高了对装置安装和检验维护的要求。传统的检测方法检测误差大、劳动强度高、检测效率低下,且存在安全隐患,为实现起重机轨道检测的无线化、网络化、智能化,江苏大学和江苏省特检院镇江分院联合研发了基于移动测量机器人协同控制技术的起重机轨道智能化自动检测系统,本文针对该系统中两个移动测量机器人的协同控制技术开展研究,为起重机轨道智能化检测的安全高效、精确可靠化提供基础保障。主要研究内容与成果如下:(1)研究了起重机轨道智能化自动检测系统中“一站两机器人”的体系结构、工作时序,确定了以主站计算机作为主控,两个移动测量机器人相互协同完成起重机轨道检测的主从分布式控制同步机制,给出了移动测量机器人协同控制的设计流程,为实现起重机轨道智能化自动检测奠定了基础。(2)分析了两移动测量机器人运行过程中不同步的原因,设计了两移动测量机器人在轨道检测过程中的位置调整与补偿方法。利用MATLAB中的Simulink进行仿真,对PID的参数进行整定,进而利用PID位置算法计算得出脉冲的频率,通过PWM调节电机的转速,对两移动测量机器人非同步运行的差异值?X进行修正,控制?X在±0.1cm内,非同步运行相对误差为±1.42%。(3)研究了两移动测量机器人的信息通信机制,采用了TCP/IP通信协议实现数据流的无线传输,设计了串口传输协议。为实现通信的同步,对数据传输过程中的延时问题进行了分析,研究了视频图像压缩方法,给出了时间同步算法,运用了MJPEGstream推流服务,实现了视频图像的实时显示,提高了系统的同步精度,主站计算机上控制平台实时显示延时小于150ms。(4)双机器人协同控制的试验研究。研发了“机器人+用户终端”的起重机械轨道智能在线检测装置,分析了检测过程中的误差来源,并进行了修正。对双机器人协同控制技术中通信机制和位置调整与补偿进行了相应的仿真,根据仿真结果进行了双机器人协同控制的检测试验,最终依据试验结果对起重机械轨道智能在线检测装置调试检测,通过多次调试,获得了起重机轨道的各项检测参数,验证了所提出的检测方案的正确性和所设计检测系统的可行性。
祝鑫[7](2019)在《全向移动机场服务机器人研究》文中研究指明随着人们对于航空出行的要求不断提高以及公共服务逐渐向着智能化和网络化的方向发展,机器人技术开始逐渐应用在各个公共服务领域。服务机器人在机场的应用能够减缓服务人员的工作压力,为旅客提供人性化的服务,也能更加快捷的完成安防巡检任务,节省时间和劳动力成本,因此对机场服务机器人相关技术的开发研究具备良好的应用市场和前景。本文结合实际机场环境以及工作情况分析了机器人的技术指标,设计了一种基于视觉导引的服务机器人,主要用于机场服务、协助机场管理。本文主要完成的工作内容包括:机场服务机器人结构参数设计、控制系统设计以及视觉导引系统设计;通过模块化设计思想进行了各个功能模块设计和硬件选型;完成了机场服务机器人软件界面设计以及程序编写;并进行了机器人试验样机的制作以及测试试验,实现了机场服务机器人试验样机的轨迹跟踪以及人机交互功能。本文主要内容如下:1)对国内外相关服务机器人文献资料进行了研究,叙述了服务机器人的国内外发展概况,从服务机器人的研究背景、定义、种类、用途等方面对服务机器人技术进行了介绍,并对机器人的进行了功能分析。2)结合机场服务机器人功能需求,分析比较了几种机器人底盘移动方案,确定了全向移动的运动方式。分析研究了全向轮的特性和全向运动原理,介绍了全向移动底盘的机械结构,对全向移动底盘进行了机械参数设计并进行了机器人的三维建模,对三轮全向轮式结构进行了运动学分析。3)对机场服务机器人运动控制系统进行了总体方案设计,对所需的各类元件硬件进行了选型设计,包括单片机主控制板、电机、电机调速器、上位机、RGB摄像头、灰度传感器、TOF测距仪、电源等等,完成了各个模块之间的通信接口以及电路选型设计,最后实现了机器人全向移动硬件底盘的搭建。4)对机场服务机器人系统进行了软件设计,包括单片机运动控制程序编程设计、上位机人机交互界面设计、各个系统模块之间的通信设置。结合机器人试验样机对机器人全向移动和轨迹跟踪功能进行了场地功能测试,验证了机场服务机器人全方位移动的运动特性和控制系统的稳定性。
李中原[8](2019)在《基于PROFINET协议的通信网关的设计》文中认为随着以太网和信息技术(IT)的广泛应用,将以太网技术和IT技术集成到自动化系统之中,是自动化技术升级的必然需求,因此PROFINET技术应运而生。PROFINET技术是一种开放的、创新的工业以太网标准,它可以满足自动化领域的各种需求,PROFINET既支持标准的TCP/IP通信,又能提供标准以太网不能实现的时间确定性的功能,这使其成为了一个理想的工业网络。目前工业现场广泛使用的传感器、变频器、各种仪器仪表大多是通过Modbus协议与外部控制器进行串行通信,企业无法对各种设备进行网络化的管理,这样阻碍了企业数字化与网络化的发展。本课题针对Modbus网络无法直接与PROFINET网络进行通信的问题,设计了一款基于西门子ERTEC200P的ROFINET-Modbus通信网关系统,实现了PROFINET网络与Modbus网络之间的数据通信。本网关在Modbus一侧既可以配置为主站,也可以配置为从站,使用灵活操作简单,单次数据传输最高可达1440字节,同时研究了PROFINET数据帧的实时性能,根据PROFINET数据帧的结构及其在交换机中的转发方式,推导出了数据在网络中的传输延时,并且给出三种性能优化的方法,对实际的应用起到了理论指导作用。本文首先介绍了PROFINET工业以太网技术,阐述了PROFINET IO的相关概念并且对PROFINET的通信原理进行了分析,最后得出了PROFINET通信的特点。针对RPOFINET通信的特点,对PROFINET数据帧传输的实时性进行了理论推导,并且给出了优化PROFINET性能的三种方法:快速转发、数据帧打包和数据分段,给实际应用提供了理论指导。根据PROFINET协议与Modbus协议的标准参考模型,提出了网关系统的整体设计方案,并根据整体方案设计并制作了相应的硬件平台,编写网关系统协议转换的软件,完成了网关系统的软件与硬件的联合调试。最后搭建了系统测试平台,完成了网关功能与性能的测试,测试结果表明网关系统可以正常完成PROFINET协议与Modbus协议转换的功能。
李惠平[9](2008)在《智能象棋机器人嵌入式运动控制系统的研究》文中指出本文介绍基于智能象棋机器人运动控制系统研究,通过对运动控制系统当前发展现状及构成方案比较,确定了智能象棋机器人嵌入式运动控制系统的总体方案构成。本文采用基于单片机加专用运动控制芯片的运动控制系统的实现方案,并用PC机作为系统的调试主机。在运动控制控制系统中阐述了控制系统的硬件组成和工作原理,采用PIC16F877单片机为微处理器、LM629为专用运动控制芯片,通过增量编码器进行实际位置或速度的反馈,组成一个利用PID控制算法进行调节的闭环控制系统。在系统电路部分介绍了基于运动控制专用芯片LM629的直流电机控制电路、驱动电路、串口通讯、PID控制等几个部分的设计,并对相关模块进行分析和研究。本系统采用了软件控制方式进行运动控制开发,充分利用了单片机的优点,提高了运动控制系统通用性。本课题开发了运动控制系统的硬件、软件部分。在控制软件系统的设计中,介绍了运动控制系统中直流电机控制的PID算法,着重分析了数字运动控制器的PID控制原理,自整定PID数字控制器。本系统采用VB6.0作为上位机的开发环境,利用VB的MSComm控件去访问计算机的串行接口,在单片机与上位机之间采用异步通信方式。上位机上层界面用VB6.0设计,所设计的界面能进行显示与处理,操作简单。在控制算法上采用软件编程下扩充临界比例度法进行PID整定,PID算法控制由上位机编程来实现。单片机程序开发采用C语言编程,在下位机中对运动控制系统各个参数进行了初始化,并实现了与上位机交互控制,对运动控制系统进行了调试编程。在课题开发的运动控制卡及象棋机器人模拟手臂的基础上进行了大量的调试工作,完成了对LM629的运动控制芯片的编程和设置,实现了运动控制系统的速度和位置控制功能,所设计的软件系统具有很好的移植性。最后对本文的研究内容做了总结,并对基于单片机的运动控制技术的发展作了展望。
王翠华,张策,郭刚[10](2007)在《一种支持HDLC协议的串行同步通信模式研究》文中指出针对同步通信的特点,提出了一种在现有串行通信的基础上全功能串口的通信模式。该同步模式支持HDLC传输协议,并重新定义实现了异步/同步底层驱动。该模式能够很好的应用在ARM嵌入式环境中,对于通信量要求不高的终端设备之间的通信具有重要参考价值。
二、PC间实时全双工同步通信的实现(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、PC间实时全双工同步通信的实现(论文提纲范文)
(1)基于RISC-V的五级流水线处理器的设计与研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的主要内容与结构安排 |
第2章 RISC-V处理器相关研究 |
2.1 指令集架构概述 |
2.1.1 处理器设计技术的概述 |
2.1.2 CISC与RISC指令集 |
2.1.3 RISC-V指令集 |
2.2 RISC-V内核简介 |
2.2.1 流水线架构 |
2.2.2 分支预测 |
2.2.3 流水线中的冒险 |
2.3 总线协议概述 |
2.3.1 AXI与AHB总线协议 |
2.3.2 ICB总线协议 |
第3章 RISC-V处理器核5级流水线的研究与设计 |
3.1 总体设计思路 |
3.1.1 五级流水线的冒险处理 |
3.2 流水线设计 |
3.2.1 取指 |
3.2.2 译码 |
3.2.3 执行 |
3.2.4 写回 |
3.2.5 访存以及存储系统 |
3.3 异常处理机制 |
3.4 硬件实现 |
第4章 基于RISC-V的SoC设计与实现 |
4.1 五级流水线SoC设计概述 |
4.2 UART |
4.2.1 UART通信协议 |
4.2.2 UART模块的设计和实现 |
4.3 SPI |
4.3.1 SPI通信协议 |
4.3.2 SPI模块的设计和实现 |
4.4 I~2C |
4.4.1 I~2C总线协议 |
4.4.2 I~2C模块的设计和实现 |
4.5 GPIO |
第5章 基于RISC-V的SoC平台验证 |
5.1 仿真以及编译平台搭建 |
5.2 CPU仿真测试 |
5.3 UART的仿真与测试 |
5.4 GPIO仿真与测试 |
5.5 QSPI仿真与测试 |
5.6 I~2C仿真与测试 |
5.7 基于五级流水处理器SoC的FPGA原型验证 |
5.7.1 建立项目工程 |
5.7.2 搭建完整的FPGA原型平台 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(2)随钻多极子声波测井仪主控系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 声波测井技术国内外研究现状及发展趋势 |
1.3 本文的主要工作及研究内容 |
第二章 随钻多极子声波测井仪主控系统概述 |
2.1 随钻多极子声波测井原理 |
2.1.1 仪器总体结构介绍 |
2.1.2 仪器工作原理 |
2.1.3 仪器工作流程 |
2.2 随钻多极子声波测井仪主控系统设计关键技术简介 |
2.2.1 主控系统电路介绍 |
2.2.2 地址位多处理器通信设计 |
2.2.3 远程在线升级设计 |
2.2.4 时差算法移植及代码优化 |
第三章 主控系统地址位多处理器通信 |
3.1 异步串行通信理论介绍 |
3.2 仪器主控系统通信方法设计及存在的问题 |
3.2.1 主控系统通信协议及结构 |
3.2.2 总线上的数据冲突 |
3.3 标准通信帧判断程序减少数据冲突 |
3.4 多处理器通信设计解决数据冲突 |
3.4.1 地址位多处理器通信设计原理 |
3.4.2 通信帧地址位软件设计 |
3.5 实验结果及分析 |
第四章 主控系统远程在线升级 |
4.1 远程在线升级概述 |
4.1.1 常用升级方式介绍 |
4.1.2 远程在线升级设计重难点分析 |
4.1.3 远程在线升级设计总体结构 |
4.2 远程在线升级文件解析设计 |
4.2.1 DSP文件及存储结构分析 |
4.2.2 HEX2000 工具的应用 |
4.2.3 HEX转 BIN文件软件设计 |
4.3 远程在线升级软件设计与实现 |
4.3.1 引导程序功能介绍 |
4.3.2 BIN文件可靠性传输 |
4.3.3 DSP芯片内部FLASH烧写 |
4.3.4 用户程序跳转 |
4.4 实验结果及分析 |
第五章 主控系统时差算法移植及代码优化 |
5.1 算法移植原理 |
5.2 算法移植硬件设计 |
5.3 时差算法移植设计与实现 |
5.3.1 STC时差算法介绍 |
5.3.2 STC时差算法移植存储设计 |
5.3.3 STC时差算法移植 |
5.4 代码优化 |
5.4.1 代码优化需求及优化原理 |
5.4.2 代码软硬件优化 |
5.5 实验结果及分析 |
第六章 结束语 |
致谢 |
参考文献 |
(3)车联网分布式资源分配策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 国内外标准化进程 |
1.2.2 国内外产业化进程 |
1.3 研究内容及结构安排 |
第二章 车联网架构及传输关键技术 |
2.1 车联网体系架构概述 |
2.2 C-V2X基本内涵 |
2.2.1 C-V2X典型场景及应用 |
2.2.2 C-V2X关键技术 |
2.3 V2V通信资源分配研究 |
2.3.1 集中式资源分配研究 |
2.3.2 分布式资源分配研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 V2V分布式通信资源分配研究 |
3.1 场景描述及系统建模 |
3.1.1 场景描述 |
3.1.2 系统建模 |
3.2 V2V分布式通信资源分配 |
3.2.1 基于位置的频谱资源分配 |
3.2.2 基于全双工的时隙资源分配 |
3.3 仿真结果与分析 |
3.3.1 区域划分结果 |
3.3.2 无优先级分布式资源分配结果 |
3.3.3 有优先级分布式资源分配结果 |
3.4 本章小结 |
第四章 V2X协作传输通信资源优化研究 |
4.1 场景描述及系统建模 |
4.1.1 系统场景 |
4.1.2 系统模型 |
4.1.3 问题建模 |
4.2 基于V2X协作传输的资源分配方案 |
4.2.1 V2X传输 |
4.2.2 退化的V2X传输 |
4.2.3 V2X协作传输 |
4.3 仿真结果和分析 |
4.3.1 参数设置 |
4.3.2 结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(4)基于EtherCAT的运动控制器研究与开发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 运动控制器国内外发展现状 |
1.2.2 运动控制技术研究现状 |
1.2.3 EtherCAT国内外发展现状 |
1.3 研究意义与内容 |
1.3.1 研究意义 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 本文的组织架构 |
第二章 EtherCAT运动控制器总体方案 |
2.1 运动控制器的总体设计 |
2.1.1 控制器功能需求 |
2.1.2 方案对比与选择 |
2.2 运动控制器软硬件框架 |
2.2.1 控制器硬件选型 |
2.2.2 控制器软件框架 |
2.2.3 开发环境及工具选择 |
2.3 运动控制技术方案 |
2.3.1 控制方式选择 |
2.3.2 插补算法选择 |
2.3.3 关键技术研究 |
2.4 小结 |
第三章 EtherCAT通信主站与控制器各模块的开发 |
3.1 EtherCAT实时通信机理分析 |
3.1.1 EtherCAT通信机理 |
3.1.2 EtherCAT数据帧 |
3.1.3 EtherCAT实时通信保障 |
3.2 Linux操作系统的实时化改造 |
3.2.1 实时改造方案比较与选择 |
3.2.2 RT-Preempt实时补丁原理 |
3.2.3 Linux系统实时化改造的实现 |
3.3 EtherCAT通信主站的搭建 |
3.3.1 EtherCAT主站协议栈 |
3.3.2 EtherCAT主站架构 |
3.3.3 EtherCAT主站的建立 |
3.4 运动控制器功能模块设计与开发 |
3.4.1 EtherCAT通信模块开发 |
3.4.2 TCP通信模块开发 |
3.4.3 I/O控制模块开发 |
3.4.4 运动控制模块开发 |
3.4.5 异常监测模块开发 |
3.4.6 从站设备描述文件解析模块开发 |
3.5 本章小结 |
第四章 加减速规划和直线段连续运动算法研究 |
4.1 传统加减速算法 |
4.1.1 梯形加减速 |
4.1.2 S型加减速 |
4.1.3 指数加减速 |
4.1.4 三角函数加减速 |
4.2 基于连续加加速度的改进加减速规划 |
4.2.1 传统加减速规划的缺陷 |
4.2.2 三角函数的切比雪夫多项式逼近 |
4.2.3 加加速度连续的加减速规划 |
4.2.4 加减速控制算法 |
4.2.5 加减速仿真实验 |
4.3 直线段连续运动拐角过渡 |
4.3.1 拐角过渡问题 |
4.3.2 传统过渡方法 |
4.3.3 对传统方法的思考 |
4.3.4 一次规划过渡 |
4.3.5 拐角过渡仿真 |
4.4 拐角过渡点间运动控制算法 |
4.4.1 拐角过渡点间直线运动控制 |
4.4.2 拐角间距离的动态调整 |
4.4.3 前瞻规划 |
4.4.4 直线段连续运动仿真 |
4.5 小结 |
第五章 实验与验证 |
5.1 实验平台搭建 |
5.2 运动控制器实时性与通信测试 |
5.2.1 实时任务调度测试 |
5.2.2 EtherCAT通信测试 |
5.3 运动控制测试 |
5.3.1 单轴绝对位置控制实验 |
5.3.2 多轴直线插补测试 |
5.4 其他软件模块测试 |
5.4.1 PC可视化界面交互测试 |
5.4.2 异常监测模块测试 |
5.5 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结全文 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(5)基于嵌入式一体化螺丝刀控制器的设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景与意义 |
1.2 嵌入式控制器的概念与特点 |
1.3 课题来源及研究内容 |
1.4 章节安排 |
1.5 本章小结 |
第二章 总体方案设计 |
2.1 一体化螺丝刀的结构与原理 |
2.1.1 装置的组成结构 |
2.1.2 装置的工作原理 |
2.2 嵌入式控制器 |
2.3 系统控制方案 |
2.3.1 控制器设计指标 |
2.3.2 控制系统方案对比 |
2.4 基于Contex TM-m3 内核的微控制器 |
2.4.1 系统结构 |
2.4.2 时钟系统 |
2.4.3 供电方式 |
2.4.4 通信方式 |
2.4.5 显示设备 |
2.4.6 网络控制 |
2.4.7 设备行规 |
2.4.8 操作系统 |
2.5 章节总结 |
第三章 控制器硬件设计 |
3.1 控制器整体构架设计 |
3.2 执行机构硬件设计 |
3.3 片上系统整体结构设计 |
3.3.1 微控制器最小系统 |
3.3.2 电源与复位 |
3.3.3 SRAM电路 |
3.3.4 CH340驱动IC |
3.3.5 GT9417电路 |
3.3.6 GPIO驱动电路 |
3.4 接口通信 |
3.4.1 CAN/USB接口电路 |
3.4.2 SPI接口电路 |
3.4.3 IIC接口电路 |
3.4.4 RS485接口电路 |
3.5 AD/DA转换电路 |
3.6 章节总结 |
第四章 控制器软件设计 |
4.1 Keil5开发环境 |
4.1.1 Keil5组成结构 |
4.1.2 Keil5开发流程 |
4.2 组建项目工程 |
4.2.1 创建工程 |
4.2.2 系统文件函数 |
4.2.3 控制器工程 |
4.2.4 软件配置IO |
4.3 寄存器配置 |
4.3.1 GPIO寄存器 |
4.3.2 USART寄存器 |
4.3.3 TIM1/TIM8 寄存器 |
4.3.4 ADC寄存器 |
4.3.5 DAC寄存器 |
4.4 调试程序设计 |
4.5 章节总结 |
第五章 控制系统测试与分析 |
5.1 控制器实验平台 |
5.2 电路波形软件仿真 |
5.2.1 仿真配置 |
5.2.2 仿真试验 |
5.3 实物测试及结果分析 |
5.3.1 实物测试 |
5.3.2 结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
1.发表的学术论文 |
2.取得的相关科研成果 |
致谢 |
(6)起重机轨道检测的双机器人协同控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外相关研究现状 |
1.2.1 国内外轨道检测研究现状 |
1.2.2 国内外双机器人协同控制技术研究现状 |
1.3 论文的研究内容及组织结构 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究技术路线 |
1.3.3 论文组织结构 |
第2章 起重机轨道检测方法及双机器人协同机制 |
2.1 起重机轨道检测的方法 |
2.1.1 起重机轨道检测技术指标 |
2.1.2 起重机轨道检测装置结构 |
2.1.3 单轨道测量方法 |
2.1.4 双轨道测量方法 |
2.2 双机器人协同机制 |
2.2.1 双机器人协同控制技术 |
2.2.2 双机器人协同控制的同步机制 |
2.3 本章小结 |
第3章 双机器人协同的信息传输与延时处理 |
3.1 双机器人协同控制的信息传输 |
3.1.1 双机器人协同控制的信息传输协议设计 |
3.1.2 双机器人协同控制的双向数据转发 |
3.2 双机器人协同控制中数据传输的延时处理 |
3.2.1 数据传输中视频图像压缩处理 |
3.2.2 数据传输中时间同步算法的研究 |
3.2.3 主站计算机上控制平台的视频实时传输 |
3.3 本章小结 |
第4章 双机器人协同的多任务响应与位置调整补偿 |
4.1 双机器人协同控制的多任务响应 |
4.1.1 双机器人协同控制多任务响应的需求 |
4.1.2 双机器人协同控制的多任务响应机制 |
4.2 双机器人协同控制的位置调整与补偿技术 |
4.2.1 位置调整与补偿的原理 |
4.2.2 双机器人协同控制中位置调整与补偿 |
4.3 本章小结 |
第5章 双机器人协同控制系统的实现 |
5.1 双机器人协同控制系统的架构 |
5.1.1 双机器人协同控制系统的整体框架 |
5.1.2 双机器人协同控制系统的硬件设计 |
5.2 双机器人协同控制系统软件设计 |
5.2.1 双机器人协同控制系统软件框架结构 |
5.2.2 双机器人协同控制系统中主站计算机上的控制平台 |
5.3 本章小结 |
第6章 双机器人协同控制的试验与分析 |
6.1 试验方案设计 |
6.1.1 同步实验设计 |
6.1.2 通信实验设计 |
6.2 实验室检测试验与分析 |
6.2.1 无线通信试验 |
6.2.2 主站计算机上控制平台的控制试验 |
6.3 调试检测实验及结果 |
6.4 本章小结 |
第7章 研究总结和展望 |
7.1 研究总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间科研成果 |
(7)全向移动机场服务机器人研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 机场服务机器人发展概况 |
1.2.1 机场服务机器人国外研究现状 |
1.2.2 机场服务机器人国内研究现状 |
1.3 机场服务机器人功能需求分析 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 机场服务机器人移动方案设计 |
2.1 机器人底盘移动机构 |
2.1.1 移动机构分类 |
2.1.2 移动方案分析 |
2.1.3 全向轮种类和应用 |
2.1.4 电机分类以及特点 |
2.2 机器人移动导引技术 |
2.3 移动底盘设计以及运动分析 |
2.3.1 轮系方案设计 |
2.3.2 全向轮结构 |
2.3.3 传动机构 |
2.3.4 底盘以及减震结构 |
2.3.5 移动底盘参数设计以及三维建模 |
2.3.6 三轮全向底盘运动学分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 机器人系统模块设计和硬件选型 |
3.1 机器人系统模块化设计 |
3.2 控制系统以及通信技术 |
3.2.1 机器人运动控制器 |
3.2.2 单片机介绍及选型 |
3.2.3 串行与并行通信技术 |
3.2.4 通信总线以及接口简介 |
3.2.5 通信方案设计 |
3.2.6 机器人控制系统设计 |
3.3 驱动系统 |
3.3.1 驱动系统总体设计 |
3.3.2 电机选型 |
3.3.3 电机调速与驱动方式 |
3.3.4 电机调速器选型 |
3.4 视觉导引系统 |
3.4.1 灰度传感器 |
3.4.2 RGB摄像头 |
3.4.3 基于OpenCV的色带检测 |
3.5 电源设计 |
3.6 上位机选型 |
3.7 传感器选型 |
3.8 本章小结 |
第四章 机场服务机器人试验样机制作 |
4.1 机器人整体技术参数 |
4.2 灰度传感器布局 |
4.3 通信接口以及连接电路 |
4.3.1 上位机串口通信电路 |
4.3.2 电机调速器CAN总线通信电路 |
4.3.3 无线通信电路 |
4.4 机器人样机组装 |
4.5 本章小节 |
第五章 机器人控制系统软件设计与试验 |
5.1 单片机主控系统软件设计 |
5.1.1 单片机系统开发软件 |
5.1.2 STM32CubeMX芯片设置 |
5.1.3 STM32 控制程序流程 |
5.1.4 全向轮转速计算 |
5.2 上位机软件设计 |
5.2.1 软件功能分析 |
5.2.2 软件界面设计 |
5.3 机器人功能测试与试验 |
5.3.1 上位机软件功能测试 |
5.3.2 机器人移动以及循迹功能测试 |
5.4 本章小节 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及科研成果 |
(8)基于PROFINET协议的通信网关的设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展方向 |
1.2.1 国内外研究现状 |
1.2.2 发展方向 |
1.3 课题的研究内容 |
1.4 论文的组织结构 |
第二章 PROFINET工业以太网技术 |
2.1 PROFINET协议概述 |
2.2 PROFINET IO概念 |
2.2.1 PROFINET IO设备分类 |
2.2.2 PROFINET IO设备模型 |
2.2.3 应用关系和通信关系 |
2.2.4 GSD设备文件描述 |
2.3 PROFINET通信原理分析 |
2.3.1 PROFINET实时性等级 |
2.3.2 TCP/IP标准通信 |
2.3.3 PROFINET实时通信 |
2.3.4 PROFINET等时同步通信 |
2.4 本章小节 |
第三章 PROFINET实时性的计算与优化 |
3.1 PROFINET实时性的计算 |
3.1.1 RT实时数据帧传输的性能计算 |
3.1.2 不考虑时钟抖动的IRT数据帧传输的性能计算 |
3.2 PROFINET性能的优化 |
3.2.1 快速转发(Fast Forwarding,FF) |
3.2.2 数据帧打包(Data Frame Packaging,DFP) |
3.2.3 分段(Fragmentation) |
3.3 本章小结 |
第四章 PROFINET-Modbus通信网关方案设计 |
4.1 Modbus协议概述 |
4.1.1 Modbus报文介绍 |
4.1.2 Modbus数据传输格式 |
4.1.3 Modbus功能码 |
4.2 网关协议转换方案设计 |
4.2.1 PROFINET从站通信 |
4.2.2 网关数据映射设计 |
4.2.3 Modbus主站/从站通信设计 |
4.3 本章小结 |
第五章 系统硬件设计与实现 |
5.1 系统硬件总体架构 |
5.2 ERTEC200P核心控制器介绍 |
5.3 系统硬件电路设计 |
5.3.1 电源接口电路 |
5.3.2 GPIO接口电路 |
5.3.3 PROFINET接口电路 |
5.3.4 SDRAM接口电路 |
5.3.5 FLASH接口电路 |
5.3.6 RS-485接口电路 |
5.4 本章小结 |
第六章 系统软件设计与实现 |
6.1 网关系统软件的整体架构 |
6.2 eCos实时操作系统 |
6.2.1 eCos实时操作系统概述 |
6.2.2 eCos实时操作系统的移植 |
6.3 PROFINET协议栈 |
6.3.1 PROFINET协议栈概述 |
6.3.2 PROFINET协议栈编译配置 |
6.4 PROFINET与 Modbus通信软件设计 |
6.4.1 网关IO设备应用程序初始化 |
6.4.2 网关组态信息的解析 |
6.4.3 网关Modbus程序设计 |
6.4.4 网关协议转换程序设计 |
6.5 本章小节 |
第七章 系统测试与结果分析 |
7.1 网关测试环境的搭建 |
7.2 网关通信测试与结果分析 |
7.2.1 网关Modbus主站通信测试与结果分析 |
7.2.2 网关Modbus从站通信测试与结果分析 |
7.3 本章小节 |
第八章 总结与展望 |
参考文献 |
硕士期间发表论文和参加科研情况 |
附录 |
致谢 |
(9)智能象棋机器人嵌入式运动控制系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
1 引言 |
1.1 选题意义 |
1.2 选题背景 |
1.2.1 运动控制器的发展状况及趋势 |
1.2.2 运动控制器主要实现方式 |
1.3 本课题主要研究内容 |
2 运动控制系统总体设计 |
2.1 系统方案及组成设计 |
2.2 单片机选型 |
2.2.1 PIC单片机与其它单片机的比较 |
2.2.2 PIC系列单片机简介 |
2.2.3 单片机PIC16F877的性能简介 |
2.2.4 单片机PIC16F877的的内部结构 |
2.3 专用运动控制芯片LM629 |
2.3.1 LM629主要性能指标 |
2.3.2 LM629特点 |
2.3.3 系统结构 |
2.3.4 工作原理 |
2.3.5 运动轨迹参数设置 |
2.4 上位机与单片机数据交换 |
2.5 增量编码器 |
2.6 PC机编程环境 |
2.6.1 VB的主要特点 |
2.6.2 VB的功能 |
2.7 单片机C语言编程环境 |
3 运动控制硬件设计 |
3.1 PIC16F877单片机与PC机实现电平转换 |
3.2 PIC16F877单片机与RS-485接口 |
3.3 运动控制专用芯片控制模块电路设计 |
3.4 电机PWM驱动模块 |
3.5 抗干扰设计 |
3.5.1 电源抗干扰 |
3.5.2 隔离与接地 |
3.5.3 去耦电容 |
3.5.4 感性负载抗干扰 |
3.5.5 PCB板及电路抗干扰措施 |
3.6 硬件系统电路图及实物 |
4 运动控制系统软件设计 |
4.1 数字PID控制 |
4.1.1 位置式PID控制 |
4.1.2 增量式PID控制算法 |
4.2 PID算法程序设计 |
4.2.1 位置型PID算法的程序设计 |
4.2.2 增量型PID算法的程序设计 |
4.2.3 PID输出限幅调整 |
4.2.4 数字PID控制算法的改进 |
4.3 PID调节器参数的自整定 |
4.3.1 PID参数选择原则 |
4.3.2 扩充临界比例度法 |
4.4 PC机串口通讯编程 |
4.4.1 串口通讯编程 |
4.4.2 VB串口通讯部分程序 |
4.5 PIC16F877单片机串口通讯设置 |
4.5.1 PIC16F877单片机与PC间进行数据交换的实现 |
4.5.2 USART波特率发生器BRG设置 |
4.5.3 USART异步通讯的寄存器设置 |
4.5.4 USART单片机部分串口程序 |
4.6 PC应用软件的设计 |
4.6.1 界面设计和编写 |
4.6.2 主机程序 |
4.7 单片机应用软件的设计 |
4.7.1 单片机抗干扰编程 |
4.7.2 电源抗干扰软件编程 |
4.7.3 指令冗余及软件陷阱 |
4.7.4 单片机应用程序设计 |
4.8 PID自整定算法软件的设计 |
5 总结 |
5.1 课题总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(10)一种支持HDLC协议的串行同步通信模式研究(论文提纲范文)
1 串行同步通信与HDLC协议 |
1.1 串行同步通信基本原理和特点 |
1.2 HDLC协议 |
2 串口驱动嵌入式modem实现同步通信 |
2.1 同步通信的硬件连接方式 |
2.2 HDLC通讯模式应用实现 |
2.3 全功能串口驱动的设计思想及实现 |
3 实验结果 |
4 结束语 |
四、PC间实时全双工同步通信的实现(论文参考文献)
- [1]基于RISC-V的五级流水线处理器的设计与研究[D]. 刘先强. 山东大学, 2021(12)
- [2]随钻多极子声波测井仪主控系统设计[D]. 张军彪. 电子科技大学, 2020(07)
- [3]车联网分布式资源分配策略研究[D]. 王芳菲. 北京邮电大学, 2020(05)
- [4]基于EtherCAT的运动控制器研究与开发[D]. 李明. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [5]基于嵌入式一体化螺丝刀控制器的设计[D]. 王飞. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [6]起重机轨道检测的双机器人协同控制技术研究[D]. 冯春杏. 江苏大学, 2019(02)
- [7]全向移动机场服务机器人研究[D]. 祝鑫. 合肥工业大学, 2019(01)
- [8]基于PROFINET协议的通信网关的设计[D]. 李中原. 天津工业大学, 2019(02)
- [9]智能象棋机器人嵌入式运动控制系统的研究[D]. 李惠平. 北方工业大学, 2008(09)
- [10]一种支持HDLC协议的串行同步通信模式研究[J]. 王翠华,张策,郭刚. 微计算机信息, 2007(13)