电感位移传感器接口电路设计.doc

1、 本 科 生 毕 业 设 计 (论 文 ) 题目： 教学单位 _计算机科学与技术学院 姓 名 _ _ 学 号 _ _ 年 级 _ 专 业 _ 指导教师 _ 王 琳 职 称 _ 实验师 西南民族大学 本科毕业论文 此处写论文中文题名 电感位移传感器接口电路设计 必要时可加副题名 专业名 应用物理 专业 学 生 指导老师 摘要 电 感位移传感器由于其制造工艺简单、线性好、量程大、重复性好，且能在除强磁场外的较为恶劣的环境中工作，故在工矿企业的自动化控制、巡回检测、精加工，科研国防，等领域中得到了一定的应用，如测量伸长、移动、位晋、膨胀、应变、压力等。本论文以提高电感位移传感器接口电路的精 度，兼容

2、性和使用方便性为目标，针对 HBT及 LVDT 两种传感器的接口电路进行了研究。重点对 HBT及 LVDT 的结构和原理进行对比分析。综合考虑各种影响传感器精度及稳定性的因素，在此基础上提出一种接口电路方案，采用数字化设计 ，利用 DDS 数字波形合成来为传感器提供激励源， 以避免模拟电路的功耗大、复杂性高、灵活性小、干扰源多等等多方面的问题。依据总体方案，对其进行具体的设计。在硬件方面：设计出用于驱动传感器的 DDS 数字波形合成电路，信号调理电路， AD和 DA 转换电路，移相采样电路和模块接口。再利用 DXP 绘制出原理图和 PCB 板。在软件方面：利用 Keil uVision 和 i

3、splever 对系统的单片机和可编程逻辑器件进行软件设计，调试和仿真。最终制作出一种使用方便、精度较高、 能兼容 HBT 和 LVDT 两种传感器的接口模块。 主题 词 电感位移传感器 ； DDS 数字波形合成 ； HBT； LVDT； 接口电路 ； 相敏检波； ； 。 注释： 关键词是反映文章最主要内容的术语 （词或词组） ， 是论文得重要检索点 。关键词应根据论文的内容提炼出来，且应包括中文和英文关键词两种。一 般每篇文章可选3 8 个关键词，未被收录的新学科、新技术中的重要术语以及文章题名中的人名、地名也可作为关键词标出。多个关键词之间应以 分号分隔 ，以便于计算机自动切分。 中、英文

4、关键词应一一对应 。 ） 西南民族 大学本科毕业论文 此处填写论文中文题名 第 3 页 Move the network game according to the technical cellular phone of J2ME Software Engineering Student： ZHANG Ying Adviser: YU Zhong-de Abstract . Key Words ； ； ； ； ； ； 。 注释： 外文摘要以反映中文摘要内容为限（英文摘要应与中文摘要相对应）。重视英文摘要的翻译。名词和名词之间尽量不用 of；避免一长串的名词或其他词作定语；动词尽量能靠近主语；尽

5、量用短句，不用长句；不用自己无把握的难词 。 中、英文关键词应一一对应 西南民族大学 本科毕业论文 此处写论文中文题名 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 研究电感位移传感器及接口电路的 意义 1.2 研究电感位移传感器及接口电路的目的 1.3 论文的研究内容 第二章 电感位移传感器 . 2 2.1 电感位移传感器概述 2.2 HBT 和 LVDT 的结构和原理 . 3 2.3 嵌入式软件技术面临挑战 . 3 2.3.1 嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持 . 3 2.3.2 网成为必然趋势 . 4 2.3.3 支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本 . 4 2.3.

6、4 提供精巧的多媒体人机界面 . 4 2.4 影响嵌入式技术未来的若干软件新技术 . 4 2.4.1 日趋流行的行业性开放系统和备受青睐的自 由软件技术 . 4 2.4.2 无线网络操作系统初见端倪 . 5 2.4.3 IP 构件库技术正在造就一个新兴的软件行业 . 5 2.4.4 J2ME 技术将对嵌入式软件的发展产生深远影响 . 5 2.5 嵌入式软件的特点 . 6 2.5.1 软件要求固态化存储 . 6 2.5.2 软件代码高质量、高可靠性 . 6 2.5.3 系统软件 (OS)的高实时性是基本要求 . 6 2.5.4 多任务操作系统是知识集成的平台和走向工业标准化道路的基础 . 6 2

7、.6 嵌入式技术美好的未来 . 6 3 J2ME 技术简介 . 8 3.1 J2ME技术和嵌入式技术 . 8 3.2 J2ME特点 . 8 3.2.1 J2ME 特点 . 8 3.2.2 J2ME 被定位到两类产品 (高级层次中 ) . 9 3.3 J2ME三层体系结构（如图 3-2） . 9 3.4 JAVA 技术版本 (J2ME 在 JAVA 技术中的定位 ). 10 总 结 . 14 作者在读期间科研成果介绍 . 15 参考文献 . 16 西南民族 大学本科毕业论文 基于 J2ME 技术的手机移动网络游戏 (银月血影 ) 第 2 页 错误 !未找到引用源。 . 错误 !未定义书签。 致

8、谢 . 18 附录 1 游戏说明书 . 19西南民族大学 本科毕业论文 此处写论文中文题名 第 1 页 1 综述 随着全球信息高速公路的不断完善，电子设备日新月异，而嵌入于各类电子设备的嵌入式硬件、系统和应用软件都成为了各类设备的核心部分。从日常生活用品到高端科学仪器，无不渗透着嵌入式的 概念 。 从游戏角度而言，现在的手机网络游戏尚不成熟，有的仅仅是文字信息游戏。根据对文字或数字的定义来和游戏者来进行交互，这样就没有一个令人视觉上的感性的体会和深入，也就吸引不了游戏者。 之所以 会这样，一方面是现在少有人会那手机中的游戏像在 PC机上 1的游戏一样玩耍；另一方面是从软件和硬件而言在手机上开发

9、的网络游戏的技术都很不成熟。但是，现在手机游戏商家对这个手机网络游戏还是很看好。 那么，我们在这里，开发了一个具有个性化的游戏。当然，重点更是为了学习和研究J2ME 技术。 作为开发嵌入式软件的 J2ME 技术，是近年来，被嵌入式应用开发人员广为接受的完善技术。 开发人员已经广泛地应用该技术在手机程序、 PDA 程序、等的开发工作中做了许多文章。 在本文中我们将围绕 J2ME 技术展开分析和介绍，针对 J2ME技术在手机程序设计中的应用，将深入浅出的了解 J2ME 技术的应用。而我们所设计的手机游戏属于网络游戏，因此设计的这个系统将会应用到 J2ME 技术中的各种功能，例如网络、图象、低级事件

10、、高级事件、数据存储等功能，这样我们能对 J2ME 技术做到一个全面性的了解，具体体会这个令人为之惊叹的技术。 通过对 J2ME 技术的应用，我们希望能更多的接触嵌入式这个新兴领域。也希望有更多人员来对该技术进行更进一步的研究和应用，促使人类的技术不断地完善和发展。 西南民族 大学本科毕业论文 基于 J2ME 技术的手机移动网络游戏 (银月血影 ) 第 2 页 2 嵌入式技术简介 2.1 嵌入式应用技术蓬勃发展 近年来，嵌入 式应用技术蓬勃发展，市场迅猛扩大，深入到生产生活的每个角落。制造工业、过程控制、通讯、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等都已成为嵌入式计算机的应用领域 。 根

11、据国外某研究机构的统计，从 1997 年到 2004 年，嵌入式系统市场将以年均 240的速度增长， 2001 年的市场规模已达到 317 亿美元。 （ 1） 移动计算设备 包括手机， PDA，掌上电脑等各种移动设备。中国拥有最大的手机用户，而掌上电脑 (或 PDA) 由于易于使用 ,携带方便 ,价格便宜， 近 几年 已 得到快速发展， PDA 与手机已呈现融合趋势。用掌上电脑 (或 PDA)上网，人们可以随时随地获取信息。未来最大的市场是信息家电，而对信息家电市场的发展前景估计，业界又共同看好中国将是其中最大的一部分。但到目前为止，依然以掌上电脑和 PDA 为代表的手持设备是开发最为成熟的嵌

12、入式产品市场，。从手持设备市场来看， 2000 年的全球产销量为 1290 万部，而到 2004 年时预计将为 6340 万部。 新的手持设备将使无线互联访问成为更加普遍的现象。 Cahners In-Stat 集团预测无线数据通讯是驱动这个市场发展的关键因素。互联网连接，结合音频应用 -如 MP3 功能，将会促使移动计算设备 市场创立新的销售记录。到 2004 年，掌上型电脑将成为最受欢迎的移动计算产品，期间平均每年的销售增长为 28%；带有小键盘的手持设备销售额将下降7.3%，从 1999 年的 120 万台下降到 2004 年的 81 万台；由于 Handspring 和 Windows

13、 CE设备在盈利， Palm 的市场份额将从 1999 的 72%降到 2000 年的 65%，但 Palm 还在控制掌上电脑市场； 2000 年全世界移动计算设备市场和 1999 年相比，增长 36%；到 2004 年，售出的移动计算设备中， 51%将可以无线连接；整合手机模块，为移动计算设备提供语音功 能，也将是大势所趋。 （ 2） 网络设备 包括路由器、交换机、 Web 服务器 、网络接入盒等各种网络设备。基于 Linux 等的网络设备价格低廉，将为企业提供更为廉价的网络方案。 2美国贝尔实验室预测：在这阶段 “ 将会产生比 PC 时代多成百上千倍的瘦服务器和超级嵌入式瘦服务器，这些瘦服

14、务器将与我们这个世界任何物理信息、生物信息相联接，通过 Internet 自动、实时、方便、简单地提供给需要这些信息的对象 ” 。设计和制造嵌入式瘦服务器、嵌入式网关和嵌入式因特网路由器已成为嵌入式 Internet 时代的关键和核心技术。 （ 3） 工控、仿真、医疗仪器等 工业、医疗卫生、国防等各部门对智能控制需求的不断增长，同时也对嵌入式微处理器的运算速度、可扩充能力、系统可靠性、功耗和集成度等方面提出了更高的要求，为了适应各方面的需求，嵌入式微处理器体系结构也经历了一个从 CRISC 到 RISC 和 Compact RISC；从 4 位、 8 位、 16 位、 32 位到 64 位；寻

15、址空西南民族 大学本科毕业论文 此处填写论文中文题名 第 3 页 间从 64kB 到 16MB 甚至更大；处理速度从 0.1 MIPS 到 2000 MIPS；常用封装从 8个引脚到144 个引脚的过程。处理器的功耗也有了明显降低；集成度进一步提高。 （ 4）其它 民用消费电 子产品 数字照相机、数字电视机、数字电视机顶盒、 DVD 等。人们总是追求舒适安逸的生活环境，对于嵌入式，自动化，高智能的生活仪器，用具等有着明显的好感。譬如，新概念厨房 全新的生活方式 嵌入式洗碗机，嵌入式电烤箱，嵌入式冰箱，嵌入式微波炉，嵌入式垃圾粉碎机，嵌入式拉栏，这些不但让人们享受了舒适安逸的生活环境，同时也给了

16、全新的生活体验。 2.2 嵌入式技术蓬勃发展的诸多原因 嵌入式软件的蓬勃发展是由多种原因促成的，而其今后发展与走向，也同样是多种因素共同作用的结果。 首先，网络的发展状况对嵌入式软件具 有极其重要的意义。虽然嵌入式软件的用途非常广泛，但从目前看来，它最大的“卖点”显然被定位于拓展网络应用。 其次，以信息家电为代表的消费类电子产品，是目前嵌入式软件最大、最成熟的市场，其广阔的发展前景已经得到业界的公认，是嵌入式软件长期发展的立足点。 第三，随着经济信息化程度的加深，嵌入式系统及软件与传统产业结合所产生的作用正越来越受到人们的重视。应用领域的迅速扩大，对嵌入式软件发展所具有的积极意义是不言而喻的。

17、 第四，嵌入式软件被视为软件产业一个新的经济增长点，在其带动整个产业发展的同时，它自身的发展也要受 到 IT 产业经济环境的影响。 2.3 嵌入式软件技术面临挑战 以 信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品，不仅为嵌入式市场展现了美好前景，注入了新的生命；同时也对嵌入式系统技术，特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括：支持日趋增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理，此外，当然还需对付更加激烈的市场竞争。 2.3.1 嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持 随着因特网技术的成熟、带宽的提高， ICP 和 ASP 在网上提供的信息内容日趋丰富、应用项目多种多

18、样。像电话手机、电 话座机及电冰箱、微波炉等嵌入式电子设备的功能不再单一，电气结构也更为复杂。为了满足应用功能的升级，设计师们一方面采用更强大的嵌入式处理器如 32 位、 64 位 RISC 芯片或 数字 信号处理器 DSP 来 增强处理能力；同时还采用实时多任务 操作系统 编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。 目前 ，国外商品化的嵌入式实时操作系统，已进入我国市场的，如 WindRiver,、西南民族 大学本科毕业论文 基于 J2ME 技术的手机移动网络游戏 (银月血影 ) 第 4 页 Microsoft、 QNX 和 Nuclear 等

19、产品。我国自主开发的嵌入式系统软件产品如科银（ CoreTek） 公司的嵌入式软件开发平台 DeltaSystem, 它不仅包括 DeltaCore 嵌入式实时操作系统 , 而且还包括 LamdaTools 交叉开发工具套件 , 测试工具 , 应用组件等 ；此外，中科院也推出了 Hopen 嵌入式操作系统。 2.3.2 网成为必然趋势 为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向 21 世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。针对外部联网要求，嵌入设备必需配有通信接口 , 相应需要 TCP IP 协议簇软件支持；由于家用电器相互关联（如防盗报警，灯光能源控制，影视设备和信息终端交

20、换信 息）及实验现场仪器的协调工作等要求，新一代嵌入式设备还需具备 IEEE1394、 USB、 CAN、 Bluetooth 或 IrDA 通信接口，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。为了支持应用软件的特定编程模式，如 Web 或无线 Web 编程模式，还需要相应的浏览器，如 HTML、 WML 等。 2.3.3 支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本 为满足这种特性，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片。这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求。如，选用最佳的编程模型和不断改进算法 ，采用 Java 编程模式，优化编译器性能。因此既要

21、求 软件人员有丰富经验，更需要发展先进嵌入式软件技术，如 Java、 Web 和 WAP 等。 2.3.4 提供精巧的多媒体人机界面 嵌入式设备之所以为亿万用户乐于接受，重要因素之一是它们与使用者之间的亲和力，自然的人机交互界面，如司机操纵高度自动化的汽车主要还是通过习惯的方向盘、脚踏板和操纵杆。人们与信息终端交互要求以 GUI 屏幕为中心的多媒体界面。手写文字输入、语音拨号上网，收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。目前一些先进的 PDA在显示屏幕上已实现汉字写入， 短消息语音发布，但离掌式语言同声翻译还有很大距离。 2.4 影响 嵌入式技术 未来的若干软件新技术 嵌入式系统设计师们

22、已利用现行嵌入式软件技术和 PC 机积累技术迎接新一代嵌入式应用；同时，发展影响深远的若干新的软件技术。这些技术包括：行业性编程编口 API 规范，无线网络操作系统、 IP 构件库和嵌入式 JAVA 等。 2.4.1 日趋流行的行业性开放系统和备受青睐的自由软件技术 为了对付日趋激烈的国际市场竞争势态，设计技术共享和软件重用、构件兼容、维护方便和合作生产是增强行业性产品竞争能力的有效手段。近几年，一些地区和 国家的若干行业协会纷纷制定嵌入式产品标准，特别是软件编程接口 API 规范。如，欧共体汽车产业西南民族 大学本科毕业论文 此处填写论文中文题名 第 5 页 联盟规定以 OSEK 标准作为开

23、发汽车嵌入式系统的公用平台和应用编程接口（ OSEK 的名称来自于德文 “ 车内电子设备的开放系统的接口）。 OSEK 规定了汽车控制器的通信规程、网络管理规则以及高效利用存贮器的嵌入式操作系统。虽然业界专家怀疑 OSEK 标准是否能马上投入使用，而 WindRiver 等嵌入式软件公司已宣布推出兼容的操作系统， MotoWorks，充分利用行业软件技术开放带来的大笔商业利益。我国数字产业联盟，也在制定本行业的开 放式软件标准，提高中国数字产品的竞争能力。看来，走行业开放系统道路是加快嵌入式软件技术发展的捷径之一。 此外，值得指出，国际上自由软件运动的顺利发展， GPL 概念正对嵌入式软件产业

24、深远影响。嵌入式 Linux 多种原型的提出，和 GNU 软件开发工具软件的实用化进展，正为我国加快发展嵌入式软件技术提供了极好机遇和条件。 2.4.2 无线网络操作系统初见端倪 未来移动通信网络不仅能够提供丰富的多媒体数据业务，而且能够支持更多功能和更强的移终端设备。为了有效地发挥第三代移动通信系统的优势，许多设备厂商针对未来移动设备的 特点努力开发无线网络操作系统。 EPOC 就是一例。 2.4.3 IP 构件库技术正在造就一个新兴的软件行业 嵌入式系统实现的最高形式是单一芯片系统（ SOC， System On Chip），而 SOC 的核技术是 IP 核（即知识产权核 Intellec

25、tual Property Kernels）构件。 IP 核有硬件核、软件核和固件核，硬件核主要指 8/16/32/64 位 MPU 核或 DSP 核。硬件提供商以数据软件库的形式，将其久经验证的处理器逻辑和芯片版图数据，供 EDA 工具调用在芯片上直接配置MPU/DSP功能单元；而软件核则 是软件提供商将 SOC所需的 RTOS内核软件或其它功能软件，如通信协议软件， FAX 功能软件等构件标准 API 方式和 IP 核构件形式供 IDE 和 EDA 工具调用制成 FLASH 或 ROM 可执行代码单元，加速 SOC 嵌入式系统定制或开发。目前一些嵌入式软件供应商纷纷把成熟的 RTOS内核和

26、功能扩展件，以软件 IP核构件形式出售，如 Microtec的 VRTXoc for ARM 就是典型例子。正在兴启的 IP 构件软件技术正为一大批高智小型软件公司提供发展机遇。 2.4.4 J2ME 技术将对嵌入式软件的发展产生深远影响 众所周知 “ 一次编 程，到处使用 ”JAVA 软件概念原本就是针对网上嵌入式小设备提出的。几经周折，目前 SUN 公司已推出了 J2ME（ JAVA 2 Platform Micro Edition）针对信息家电的 JAVA 版本，其技术日趋成熟，开始投入使用。 SUN 公司 JAVA 虚拟机（ JVM）技术的有序开放，使得 JAVA 软件真正实现跨平台运行，即 JAVA 应用小程序能够在带有 JVM 的任何硬软件系统上执行。这对实现瘦身上网的信息家电等网络设备十分有利。这一技术动向势必对嵌入式设备特别是上网设备软件编程技术产生重大影响，更值得业界人事关注。