当前位置 —论文—写论文— 范文

软件设计方面论文范文集,与机械工程学报文格式目录相关毕业论文开题报告

本论文是一篇软件设计方面毕业论文开题报告,关于机械工程学报文格式目录相关毕业论文范文。免费优秀的关于软件设计及控制系统及马达方面论文范文资料,适合软件设计论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。

#36523;就是一个微型计算机.DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠.也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度.另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性.其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改,删除,强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式.它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片.它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色.由于它运算能力很强,速度很快,体积很小,而且采用软件编程具有高度的灵活性,因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径.根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特点:(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法,(2)程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据,(3)片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问,(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持,(5)快速的中断处理和硬件I/O支持,(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器,(7)可以并行执行多个操作,(8)支持流水线操作,使取指,译码和执行等操作可以重叠执行.

本课题中我们采用DSP芯片TMS320F2812作为控制核心.TMS320F2812芯片是基于C/C++高效32位DSP内核,该芯片具有高速的处理能力,并且片内有丰富的外设资源,不但能保证控制的精确性和实时性,还能简化控制电路,降低成本.并且提供浮点数学函数库,从而可以在定点处理器上进行浮点运算,是电机等数字化产品控制的最佳选择.

其主要功能外设如下:

事件管理器EVA和EVB,包括定时器,比较器,捕捉单元,PWM逻辑电路,正交编码电路,和中断逻辑电路等.

模数转换模块,可以将外部的模拟信号转换为数字信号.

同步串行通信接口SPI和异步串行通信接口SCI.

CAN总线通信模块.最高的通信速率可以达到1Mbps.

控制DSP内核的工作频率PLL时钟模块和用来检测软件硬件运行状态的看门狗电路.

通用目的数字量I/O,多通道缓冲串口,外部中断接口等.

相比单片机,DSP器件具有较高的集成度,更快的CPU,使DSP器件具有高速的数据运算能力,DSP比16位单片机单指令执行时间快8～10倍.此外,更大容量的存储器,内置有波特率发生器和FIFO缓冲器,提供高速,同步串口和标准异步串口,片内还集成了A/D和采样/保持电路,可提供PWM输出,数字信号处理能力较强,适合进行电动机的控制.

近年来,随着DSP芯片产品价格的不断下滑,使DSP能够从以往的军用领域迅速拓展到民用领域,例如应用于计算机,网络,移动,调制解调器和磁盘驱动器以及众多的消费电子产品.DSP的重要应用领域之一是声音处理.DSP已经在音效应用中得到广泛采用,而且大部分应用于音效产品的技术,例如应用于多媒体音效卡.硬盘驱动器使用DSP,能大大提高数据存取速度,缩小体积,促进PC进一步缩小体积,减轻重量,可应用于掌上电脑.由于DSP速度高,数据传送快,还可以代替微控制器用于激光打印机,激光扫描及光盘只读存储器等计算机外设.DSP应用于语音识别领域,大有用武之地,语音识别技术获得许多DSP供应商的支持.随着DSP技术的迅速推进以及应用领域的不断拓展,导致DSP的功能越来越多样未来10年,全球DSP产品将向着高性能,低功耗,加强融合和拓展多种应用的趋势发展,DSP芯片将越来越多地渗透到各种电子产品当中,成为各种电子产品尤其是通信类电子产品的技术核心,将会越来越受到业界的青睐.

2.4本章小节

机器人视觉随动系统是机器人领域重要的研究方向之一,通过视觉随动控制,机器人可实现对动态,不确定的场合操作.它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产,航空航天等方面的应用有着极其重要的意义[13].本章主要阐述了机器人视觉随动系统的控制机构,包括视觉机构和随动机构两大块.机器视觉机构主要由两大部分组成:摄像机和视频解码器SAA7111共同完成对被摄物体图像的采集与数字化,图像信号处理器处理图像信号,它相当于人的大脑,是机器视觉系统的核心,完成对图像进行处理和运算,即算法的实现.随动机构对于实现摄像头自动跟踪目标障碍物及扩大视觉系统的感测环境的范围很关键,本课题用伺服马达设计了随动机构.本章分析介绍了伺服马达的应用,结构和工作原理,对于目前出现的数字伺服器做了分析,可以明显的看出其相比与模拟伺服器的优势.本课题的开发平台是DSP.DSP芯片它是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件,本章介绍了其特点及应用.本课题中我们选用DSP芯片TMS320F2812作为控制核心,对于该款芯片的主要功能外设,上面章节也有概述.

3视觉随动系统的软件设计

3.1编译环境CCS2000

本课题软件编译的环境采用CCS2000代码调试器,是一种集成的开发环境,CCS2000将TI的编译器,汇编器,连接工具都集成在它开发环境中.用户可以从菜单栏中选用TI的工具,并可以看到直接流水输出到窗口的编译结果.同时,出错信息加亮显示,双击出错信息可以打开源文件,光标停在出错地方.基于DOS的TI的工具是多任务的.而在Windows环境中,用户可以很方便的同时编辑,调试,编译源程序.代码编译器可以跟踪一个项目中所有的文件及相关内容.用户可以选择编译单个文件,或将所有文件建到一个项目中,或是逐步建项目.在编译器,汇编器,连接器选项中有容易使用的对话框.

CCS2000的可视化窗口使用户能够容易理解复杂的结构,只要将光标放在相关的变量处并按ENTER键,诸如数组,结构,指针的变量就可以递归的增加或减少.另外,添加到可视窗口的变量也可以通过双击该变量来编辑.C表达式和GEL函数也可以添加到可视窗口.将GEL函数添加到可视窗口,就可以在每个断点处执行,由GEL函数,可以执行更复杂的任务,将结果输出到窗口.CCS2000具有以下特点:

图3.1编译环境CCS2000界面

(1)TI编译器的完全集成环境,所有的调试和分析能力集成在一个Windows环境中.

(2)对C和DSP汇编文件的目标管理.目标编辑器保持对所有文件及相关内容的跟踪.

(3)高集成的编辑器调整C和DSP汇编代码.

(4)编辑和调试时的后台编辑,用户在使用编辑器和汇编其时没有必要退出系统到DSO环境中,因为CCS2000会自动将这些工具装载在它的环境中.

(5)技术状态观察窗口,它的可视化窗口允许用户键入C表达式及相关的变量.结构,数组,指针都嗯那横简单的递归扩展和减少,以便进入复杂结构.且环境中集成图形分析功能.

(6)代数分解窗口,允许用户选择察看写成代数表达式的C格式,从而容易读懂操作码,且支持在线帮助.

3.2伺服马达控制原理

在本课题的探测机器人中,使用了两个垂直放置的伺服马达来实现视觉系统的随动控制.

一个微型伺服马达是一个典型闭环反馈系统,其原理可由下图3.2表示:

图3.2伺服马达原理图

齿轮组由马达驱动,其终端(输出端)带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动马达正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲趋于为0,从而达到使伺服马达精确定位的目的.