基于Cortex-M4处理器的μC/OS-Ⅲ移植分析与实现

介绍了新一代实时操作系统μC/OS-Ⅲ和Cortex-M4处理器,从移植视角出发,系统地分析了μC/OS-Ⅲ的体系结构,详细论述了μC/OS-Ⅲ在基于Cortex-M4内核的STM32F407ZGT6芯片上的移植实现过程。经测试,验证了移植的正确性和稳定性,该移植方法对Cortex-M4构架的其他处理器的移植具有指导意义。     

基于STM32和μC/OS-Ⅱ的智能在线分析平台的研究

设计了以集成数据采集和数据处理为一体的STM32模块为核心的智能在线分析仪,并在软件设计中植入了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ。文中重点介绍了分析平台硬件模块的设计及其工作原理,以及对STM32进行μC/OS-Ⅱ系统裁剪与移植,μC/OS-Ⅱ下在线分析平台图形用户界面的设计。在实验室环境下,利用CO进行实验测试,并对实验结果进行分析。测试结果表明:该分析平台准确性高、稳定性好、响应速度快,实现了对气体组分的实时分析与测定。     

基于STM32的温湿度监测系统设计

针对原有的磨损试验机温湿度监测系统高成本,低精度的特点,本文结合嵌入式技术,提出一种基于STM32的温湿度监测系统设计方案.该系统以STM32为核心搭建硬件平台,并移植μ C/OS-Ⅱ实时操作系统实现对各项任务的调度和管理,从而完成对实验环境温湿度的监测.该系统电路简单、扩展性强、可靠性高、精度好、工作稳定,满足使用要求.     

基于UC/OS-Ⅱ的腹腔灌注热化疗仪的优化设计

本文介绍了一种基于UC/OS-Ⅱ的智能型全自动腹腔灌注热化疗的系统构成和工作原理.通过引入UC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统,利用其多任务管理、实时性、任务间通信等优点,实现了程序的模块化,提高了系统的稳定性、可靠性,使系统具备多功能性、处理及时和易于控制.     

嵌入式数字微流控荧光液滴分选平台EI北大核心CSCD

搭建了基于嵌入式系统的数字微流控芯片操纵平台,实现对片上液滴的自动化配发、检测和分选。将特定电极阵列结构的介电润湿(EWOD)芯片通过特制电路和基于STM32的控制电路结合,并利用荧光显微镜提供的光路,完成分选平台的硬件搭建。移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅲ到STM32芯片中,根据分选功能需求,划分功能任务,设计各任务程序及任务间通信方式,实现在芯片上按一定频率从包含荧光与非荧光微粒的混合液体中生成小液滴,并将小液滴运输至检测区,根据其荧光强度对其进行分选。本系统实现了对数字微流控芯片的自动化操控,为将数字微流控技术应用于细胞、蛋白质、微生物等领域的分选提供了便利。     

质子转移反应-飞行时间质谱仪控制器设计

为了实现对质子转移反应-飞行时间质谱仪的集中控制,满足仪器控制要求,设计了基于ARM内核微控制器STM32F407和实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅲ的质子转移反应-飞行时间质谱仪控制器。控制器通过TCP/IP协议建立与上层应用软件的通信,并采用自定义命令格式实现对高压电源、分子泵、质量流量计、射频电源、进样温度的控制和真空度的测量以及仪器的状态监控等功能。     

嵌入式数字微流控荧光液滴分选平台

搭建了基于嵌入式系统的数字微流控芯片操纵平台,实现对片上液滴的自动化配发、检测和分选。将特定电极阵列结构的介电润湿(EWOD)芯片通过特制电路和基于STM32的控制电路结合,并利用荧光显微镜提供的光路,完成分选平台的硬件搭建。移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅲ到STM32芯片中,根据分选功能需求,划分功能任务,设计各任务程序及任务间通信方式,实现在芯片上按一定频率从包含荧光与非荧光微粒的混合液体中生成小液滴,并将小液滴运输至检测区,根据其荧光强度对其进行分选。本系统实现了对数字微流控芯片的自动化操控,为将数字微流控技术应用于细胞、蛋白质、微生物等领域的分选提供了便利。     

铁路车轮踏面外形的逆向设计方法

提出一种基于逆向工程概念的铁路车辆轮踏面外形的设计新概念,导出以轮径差和接触角差相对于轮对横移量的函数为设计目标的逆向设计数值算法,实现了通过轮径差或接触角差函数将车辆动力学要求与车轮踏面外形设计的直接沟通,可以指定需要的等效斜度和轮径差等信息反求踏面外形,并且还能同时计及钢轨的实际外形、轨底坡和接触点的分布位置、并研制相应的计算机程序.基于轮径差函数的算法适用于刚性轮对的踏面外形设计,可以设计出不同速度要求与曲线通过导向性能要求的踏面外形;基于接触角差的算法适用于独立轮对的踏面外形设计,可以设计出具有不同重力复原刚度的踏面外形.通过几个算例验证了这种方法及其软件的可行性.     

基于EMAT技术的轮对踏面探伤仪

简述电磁超声换能器(EMAT)的结构组成及产生表面波的机理,分析了基于电磁超声表面波的车轮踏面缺陷检测原理.设计了基于电磁超声表面波的轮对踏面探伤仪,该探伤仪采用DSP+CPLD结构,构成数据处理、逻辑控制核心单元,信号由功率合成单元进行功率放大并与EMAT探头做输出匹配,提高输出功率;DSP系统完成超声波信号的数据处理及缺陷分析功能.最后对人工缺陷轮对和自然缺陷轮对进行试验,结果表明:检测过程无需耦合剂、无需沿踏面扫查,即可快速实现对轮对踏面表面及近表面10 mm范围内的车轮径向裂纹和大尺寸踏面剥离缺陷进行检测.     

微生态花园控制系统设计

以STM32F407ZGT6单片机为核心控制器设计了一种微型生态花园控制系统，将传感器技术、Wi-Fi技术、摄像头技术、自动追光技术、μC/OS-Ⅲ实时操作系统结合起来，实现对花园环境以及动植物情况的实时监控和及时控制，并具有环境温度、环境湿度、土壤湿度、光照强度监控，鱼缸自动换水、增氧以及宠物自动喂养等功能。     

基于STM32-MAT的四轮小车控制器设计

以STM32F103C8T6单片机为核心控制器的四轮小车作为研究对象,采用Matlab和STM32CubeMX相结合的联合嵌入式开发方法,建立了基于STM32-MAT工具箱的四轮小车控制器实验模型。首先,利用STM32CubeMX软件配置STM32F103C8T6单片机的串口和定时器等片上资源,得到STM32的最小系统;其次结合STM32-MAT工具箱和L298N双H桥驱动芯片,设计了单片机串口接收来自手机APP的指令、定时器PWM通道输出相应占空比的四轮小车控制系统模型,试验运行结果符合预期要求、效果良好。实验结果表明,基于模型设计理念,采用Matlab和STM32CubeMX相结合的联合嵌入式开发方法,能够极大的提高STM32单片机产品的设计开发效率,提高代码的可移植性和维护性。     

基于ARM和μC/OS的固相萃取仪的研制

介绍一款以32位的ARM7 Cotex-M3芯片STM32F103为核心,结合嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的固相萃取仪SPE-100的研制过程。首先介绍系统的工作原理、硬件的组成和功能,然后重点介绍嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ进行软件设计的移植、任务的划分及任务间的通讯与同步等。最后给出应用μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统设计的固相萃取仪器的试验数据。     

线结构光轮对踏面几何参数测量系统设计

针对轮对踏面几何参数检测自动化程度不高、精度低的问题,设计一种线结构光非接触式测量系统,利用位移传感器和定位块对轮对踏面内侧基准进行定位。采用自动分段的多项式曲线拟合方法对踏面线结构光光条中心线进行光顺处理,解决了中心线提取过程中产生不平滑和锯齿等问题。基于Qt程序开发框架和C++开发软件系统,设计了人机交互界面,实现图像处理、尺寸测量、数据显示与储存等功能。搭建了简易的试验平台对车轮踏面模型进行测量,试验结果表明,该系统对轮缘高度和轮缘厚度的测量误差小于0.1mm,轮辋宽度的测量误差小于0.3mm,满足实际测量需求。     

基于肌张力反馈的深层肌肉刺激仪控制系统设计

针对目前深层肌肉刺激仪的不足,设计了一种基于肌张力反馈的深层肌肉刺激仪控制系统.系统采用STM32单片机为核心处理器,由无刷直流电机提供动力.系统由肌张力传感器采集人体肌张力信号,由霍尔传感器监测电机转速,并由限流电阻监测电机母线电流.单片机通过对肌张力信号、电机当前转速、电机母线电流以及操作人员的控制命令进行运算,进而实现对电机转速的调节.系统采用触摸屏进行人机交互,通过植入μC/OS-Ⅱ操作系统实现控制系统的软件设计.     

钢轨轨底坡对LM和LMA两种轮对接触行为的影响

为揭示轨底坡与两种踏面的轮轨滚动接触行为之间内在联系,利用改进数值算法分析不同轨底坡下,LM踏面和LMA踏面车轮沿中国钢轨60 kg/m (CHN60)上滚动接触时的接触几何参数、轮轨接触点处的刚性蠕滑率的变化情况,再根据Kalker的三维弹性体非赫兹滚动接触理论,详细地分析两种轮对滚动接触斑上的正压力和切向力分布.利用弹性力学中Bossinesq-Cerruti力/位移计算公式并借助Gauss数值积分方法,确定两种型面轮轨滚动接触时体内的弹性位移、应变和应力的分布情况.分析计算中,考虑两种车轮半径420 mm和460 mm.计算结果表明,1/20轨底坡下LM踏面车轮对应的接触应力等参量远小于1/40轨底坡下的情况,LMA踏面轮对的情况刚好相反.由此可知,对于LM-CHN60轮轨接触副,1/20轨底坡较1/40的好;对于LMA-CHN60轮轨接触副,1/40轨底坡较1/20的好.车轮半径对LM-CHN60和LMA-CHN60的滚动接触行为的影响不大.数据结果为轮轨型面优化设计和轨底坡的设计提供了重要的参考依据.     

地下管网GSM网络气体检测节点设计

地下管网属于有限空间,该环境极易产生并聚集危险气体,从而对人员、财物造成伤害和损失。为防止危险发生,有必要对其中危险气体进行实时检测。因此提出一种基于STM32处理器,以μC/OS-Ⅲ嵌入式实时内核进行调度,利用气体传感器采集环境气体浓度,并通过GSM网络传输信号的地下管网气体检测系统设计方案。     

基于STM32微控制器的小型智能盖章机设计

为了改善传统的人工盖印方式,设计了一种以STM32F107VTC微控制器为控制核心的小型智能盖章机。盖章机通过光电传感器实时检测入纸和设备状态,采用直流减速电机驱动齿轮齿条机构,带动印章做上下往复运动,实施盖印。盖章机引入嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅲ,3.2英寸触摸屏上呈现了友好的人机交互界面,所有操作通过触摸轻松实现。设备可以切换多种盖印模式和速度,统计盖印数量,同时能有效保障印章的安全。应用结果表明,该设备运行稳定可靠,使用体验良好,达到设计要求。     

STM32嵌入式线阵CCD数据采集系统研究

采用STM32F103VET6作为主控芯片,在该芯片上移植μC/OS-Ⅱ和u CGUI操作及嵌入式图形系统,通过编程控制IO口产生线阵CCD驱动时序,同时采集转换处理CCD传感器的输出信号并显示在触控液晶显示器上,使用u Ve rs ion4进行系统软件开发,实现了一个驱动时序稳定、便捷高效的移动嵌入式线阵CCD图像采集系统。     

基于物理模型的计算机视觉轮对踏面擦伤检测方法

研究一种基于计算机视觉的轮对踏面擦伤检测方法.用线结构光扫描轮对踏面,在踏面上产生相应的变形光条纹,利用电荷耦合器件(Charge coupled device,CCD)摄像机采集光条纹图像,经过图像处理后获得踏面截面轮廓,检测轮对踏面擦伤.根据光条纹的特点,提出基于物理模型的提取光条纹中心线方法,应用能量优化法,求解光条纹中心线所对应的最小能量曲线,用B样条曲线拟合光条纹中心线使其具有亚像素级定位精度,同时大大减少数据存储量.试验结果表明该方法可有效地抑制噪声、光条纹断线及分枝的影响,使光条纹中心线具有单一连通性.轮对旋转一周,通过摄像机模型计算轮对踏面的三维曲面模型,实现了轮对踏面擦伤的非接触精确检测.     

基于STM32嵌入式模糊PID步进电机控制系统的设计

设计了一种基于STM 32处理器的步进电机控制系统。以自整定模糊PID控制理论为基础,阐述了μC/O S-Ⅲ嵌入式实时操作系统在STM 32处理器上的移植及应用。设计出具有良好人机交互界面的步进电机控制器。首先介绍了整个控制系统的硬件构成,然后分析了模糊PID的控制原理及算法的实现,最后给出了控制系统的软件设计方案。