专用于ARM的NI LabVIEW嵌入式模块进行嵌入式系统教学

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

　　通过一系列面向机器人开发的实验室实践课程与团队项目，吸引电子工程和计算机科学学院的同学们积极投入嵌入式系统设计。

　　The Solution:

　　采用专用于ARM单片机的NI LabVIEW嵌入式模块，对连接到iRobot Create移动机器人平台的Cortex-M3单片机编程，使得同学们可开发一个嵌入式系统，与具有实时约束的真实世界进行交流。

专用于ARM的NI LabVIEW嵌入式模块进行嵌入式系统教学
加州大学伯克利分校工程师采用专用于ARM单片机的NI LabVIEW嵌入式模块，对连接到iRobot Create移动机器人平台的Cortex-M3单片机编程，使得同学们可开发一个嵌入式系统。

　　"通过使用LabVIEW，同学们可以更快地开发复杂的功能，使整个过程更富有成就感及教育意义。"

　　加州大学伯克利分校的电子工程和计算机科学学院是全球顶级学院之一。作为本科生课程的一部分，同学们有机会去研究嵌入式系统和计算物理系统带来的独特挑战。同学们将学习实时嵌入式系统的并发性和计算的并发模型、传感器和执行机构建模、软件分析工具、代码生成以及控制算法等方面的知识。

　　要开发一个可靠的嵌入式系统，需要广泛的专业技能，包括静态代码分析、实时运行以及传感器和执行机构的接口技术。我们希望同学们能完成一系列的实验室实习课程，强化一个成功的嵌入式工程师所必须掌握的技能。

　　机器人硬件平台

　　通过课程实验作业，同学们将体会到如何使用专用于ARM单片机的LabVIEW嵌入式模块、状态图及ANSI C等多种设计工具来控制机器人。机器人需要处理传感器发送来的真实世界的数据，对它们所处的环境做出快速反应并驱动执行机构产生有意义的物理响应，是嵌入式系统教学的极佳工具。在设计课程材料时，我们也采用了LabVIEW直观的图形化设计工具，为同学们提供灵活、开放的程序设计平台，使同学们可混合使用数据流、ANSI C和状态图等程序设计方法。

　　同学们从iRobot Create等预先构建好的机械平台开始，专注于课程作业中的软件及单片机的相关内容。此移动平台与iRobot Roomba类似，iRobot Roomba是一款配备有车轮驱动器和30多个传感器的智能家用吸尘器。但是，它内部的8位处理器对于复杂智能机器人的控制算法而言并不够用。因此，加州大学伯克利分校的工程师们将iRobot Create与Luminary Micro Cortex M3 ARM单片机连接起来，通过通用异步收发器（UART）串口传输指令。这样就实现了一个更耐用、更强大的控制器，创建了更多通用I/O端口，可进行高速模数转换，并且具备使用LabVIEW和ANSI C程序对机器人进行编程的能力。

　　采用带有ARM单片机的iRobot Create平台，同学们使用嵌入式软件技术将机器人自主引导到一座小山顶上，并在此过程中避开障碍物。同学们使用的硬件包括iRobot Create、Luminary Micro ARM Cortex M3、一个加速度计以及一个用于诊断和通信的蓝牙芯片。最初同学们使用ANSI C对Luminary进行编程，以实现有限状态机、中断以及在不使用操作系统的情况下与传感器和执行机构的连接。在使用ANSI C开发出一个可以工作的控制器之后，同学们开始使用LabVIEW在桌面仿真中对他们的控制器进行综合处理，然后，采用专用于ARM单片机的LabVIEW嵌入式模块，使用一个数据流、状态图模型与实时操作系统一起生成的控制程序对机器人进行编程。

　　在上述过程中，同学们都可以学习到建模、静态分析、代码执行路径、程序可达性分析及实时系统性能约束的重要性。在iRobot Create平台上实施实验室实践项目使得同学们体会到了诸多挑战，如通过传感器、执行机构以及专用于ARM单片机的LabVIEW嵌入式模块提供的实时操作系统与真实世界进行交流等。

　　采用专用于ARM 单片机的LabVIEW嵌入式模块带来的优势

　　模型和系统实施之间的联系是加州大学伯克利分校课程的主旨之一。与传统的ANSI C比较，采用LabVIEW图形化程序设计语言可以更容易地对并发和定时进行分析和推理。通过将LabVIEW描述与ANSI C实施进行比较，同学们能够对嵌入式软件的原理产生更深的理解。通过使用LabVIEW，同学们可以更快地开发复杂的功能，从而使整个过程更有满足感，也更有教育意义。

　　通过充分利用LabVIEW嵌入式图形化系统设计工具，同学们也对代码生成这一嵌入式行业不断发展的技术有了更深的体会。拥有了在桌面电脑和实时嵌入式平台上执行LabVIEW程序的能力，同学们就可以在为嵌入式目标生成代码之前，先对逻辑执行的正确性进行验证。在LabVIEW前面板有一个实时更新的图形界面，强化了调试环境，使同学们可以迅速得到结果。

　　最终项目

　　专用于ARM单片机的LabVIEW嵌入式模块提高了效率，同学们得以在更少的时间里学习和理解更多的软件开发概念。作为课程的最后一个部分，同学们需要在10周时间内开发一个自选项目。选择LabVIEW和ARM硬件的同学们开发出来了智能悬停直升机、密集跟随的车辆队列以及连接到许多传感器以实现路径寻找和地图绘制的智能车辆机器人。由于使用LabVIEW，同学们得以在各种嵌入式应用中以非常快速的速度完成软件的设计、模拟及部署。

关键字：ARM NI LabVIEW 嵌入式模块引用地址：专用于ARM的NI LabVIEW嵌入式模块进行嵌入式系统教学

上一篇：我对虚拟仪器技术的理解
下一篇：基于LabVIEW的单片机温度自动测试系统

推荐阅读

2018年11月15日 | 储能技术在新能源领域大有可为

　　储能是通过介质或者设备把能量存储起来，需要时再将能量释放的过程。广义的储能包括煤、石油、天然气等化石能源，化石能源实质上就是将亿万年的太阳能储存起来，狭义的储能仅包括储电和储热。储电分为物理储电和化学储电，物理储电有抽水储能，化学储电有铅酸电池、锂电池；储热分为显热、潜热、化学储热等。　　从铅酸电池到动力车，再到可再生能...

2019年11月15日 | PIC单片机上实时时钟PCF8563测试程序

..............................PCF8563测试程序主函数..........................................................................................................................................................................................#include#include "pcf8563.h"#include "IIC.h"__CONFIG(FOSC_INTOSC&WDTE_OFF&MCLRE_OFF); //P...

2020年11月15日 | 苹果关闭了 iOS 14.1 降级通道

随着苹果上周向用户推送 iOS 14.2 正式版，他们在今天正式停止对 iOS 14.1 和 iPadOS 14.1 签名，意味着将设备更新到 iOS 14.2 的用户不能再降级到 iOS 14.1 系统。iOS 14.1 正式版在 10 月份推出，不仅修复了 iOS 14 的一些漏洞，而且还是 iPhone 12 的出厂系统，新功能包括兼容相册 App 中的 10 bit HDR 视频等。两周后...

2021年11月15日 | 获比亚迪1.77亿订单，三丰智能在手订单达29亿

广告摘要声明广告【文/歌者】11月4日，三丰智能发布公告称，公司于11月3日收到比亚迪中标通知书，确认三丰智能为济南基地新能源车总装线招标项目的中标单位，中标金额为人民币1.77亿元（未含税）。三丰智能表示，本项目中标金额占公司最近一个经审计会计年度（2020年）营业总收入的15.13%，如项目最终能够顺利实施，预计将对公司经营业绩产生积极影响。公...

史海拾趣

eLED.com Corp公司的发展小趣事

eLED.com Corp是一家专注于LED（发光二极管）领域的电子公司，成立于XX世纪初。公司创始人XX先生，在半导体行业拥有多年的研发经验，他看到LED技术在照明和显示领域的巨大潜力，于是决定创立eLED.com Corp。公司初期主要致力于LED产品的研发和生产，凭借其高效率和长寿命的特点，逐渐在市场上获得认可。

为了进一步提升产品质量和技术水平，eLED.com Corp不断投入研发资金，引入先进的生产设备和技术人才。通过与高校和研究机构的合作，公司成功开发出一系列具有自主知识产权的LED产品，逐渐在行业中树立了良好的口碑。

广东长利光电(Changli Optoelectronic)公司的发展小趣事

进入21世纪，广东长利光电开始将目光投向国际市场。公司积极参加各种国际展览和交流活动，与世界各地的客户建立了广泛的联系。凭借优质的产品和服务，公司逐渐在国际市场上崭露头角。为了更好地服务全球客户，广东长利光电在中国设立了多个办事处，并建立了完善的销售和服务网络。

敦泰(FOCALTECH)公司的发展小趣事

电冰箱不制冷可能由多种电路问题引起，如电源线路故障（如插头未插紧、插座无电等）、压缩机启动电路故障（如启动器损坏、压缩机线圈断路等）、温控电路故障（如温控器失灵、温度传感器损坏等）或制冷系统电路故障（如制冷剂泄漏、毛细管堵塞等）。建议首先检查电源是否正常，然后逐步排查压缩机、温控器和制冷系统电路。

Advanced Semiconductor, Inc.公司的发展小趣事

Advanced Semiconductor, Inc. (简称ASI) 成立于XXXX年，由一群热衷于半导体技术创新的工程师和科学家创立。在创立初期，ASI专注于研发高性能的半导体芯片，以满足当时市场对更快、更稳定电子产品的需求。公司凭借其独特的技术和创新的理念，很快在半导体行业中崭露头角，吸引了众多投资者的关注。

Circuit Assembly公司的发展小趣事

为了进一步扩大市场份额，ASI积极寻求与全球各大电子企业的合作。通过与这些企业的战略合作，ASI不仅获得了更多的订单和市场份额，还进一步提升了自身的技术水平和创新能力。同时，ASI也积极参与国际半导体行业的交流和合作，与全球同行共同推动半导体技术的发展。

Delus Corp公司的发展小趣事

Delus Corp公司非常重视人才培养和团队建设。公司积极引进高素质人才，并为员工提供良好的培训和发展机会。公司建立了完善的激励机制和绩效考核体系，激发员工的工作积极性和创造力。同时，公司还注重团队建设和文化建设，营造了一个积极向上、团结协作的工作氛围。这些措施的实施，使得公司拥有一支高素质、专业化的团队，为公司的发展提供了有力的人才保障。

问答坊 | AI 解惑

自卫式防盗提包制作方法为了满足人们外出时随身携带提包防盗的要求，具有防盗报警功能的提包应运而生。然而，功能较完善的防盗提包，价格昂贵，结构又较复杂，难以被人们接受；而功能简单的防盗提包，虽价格便宜，但实用性又差，这样，便导致具有防盗报警功能的提包不能得 ...… 查看全部问答∨	M67749L M67776L M67749L 400-430MHz 7W M67776L 806—870 5 W M67749L 400-430MHz 7W M67776L&nbs ...… 查看全部问答∨
智能家居离我们远吗？本帖最后由 jameswangsynnex 于 2015-3-3 19:58 编辑　　现在，家庭有多台电视是常见的，如果家庭成员在房间、客厅都想收看数字收费电视，该怎么办呢？有了综合布线之后，你就不会有这方面的困扰了，而且也可以轻易实现卫星电视和数字电视的交换 ...… 查看全部问答∨	高分！关于触摸屏消息截获分发的问题最近在做手写输入法，编写了一个触摸屏的伪驱动来截获全屏手写的书写笔迹。但是遇到点问题。因为很多时候触摸屏上的单击是必须的，我要把单击桌面图标的消息发给系统，其它的发给我的输入法窗口。下面是我的程序，在消息的的分发上还是存在问题，我 ...… 查看全部问答∨
对IDE和SATA的I/O端口比较了解的高手看看最近要把原来写过的IDE接口的硬盘读写程序改成SATA的,用到1F0~1F7和3F6~3F7这些I/O映射地址对硬盘控制芯片的寄存器进行寻址,现在我需要知道用SATA接口时,这些I/O地址应该是什么,只要知道对SATA操作的I/O端口地址就能解决所有问题了,请高手不吝赐教, ...… 查看全部问答∨	为什么软件设计的招牌都只要30岁以下的 RT… 查看全部问答∨
一个有关电源的问题我使用开关电源供电(3.3V),同时在掉电后使用后备电池(3V),这样两组电源使用1N4148隔开.但是由于二极管有0.7V压降,芯片的最低工作电压到了2.3V,而我的电源管理芯片(CAT24C021)的最低复位电平是2.5V,因此系统将无法正常工作,请大虾指点一二.谢谢!!!… 查看全部问答∨	初学DSP，把例程编译时为什么总出现这样的错误？高手指点一下 Warning: Cannot write the following file(s), it may affect the build. G:\\Code-Easy5509\\EX01_XF\\Debug.lkf [XF.c] "D:\\CCS软件\\C5500\\cgtools\\bin\\cl55" -g -q -fr"G:/Code-Easy5509/EX01_XF/Debug" -d"_DEBU ...… 查看全部问答∨
自恢复保险丝JK600系列图片自恢复保险丝JK600系列有三个型号； JK600-110U JK600-150U JK600-160U 详情可上网站http://www.kte99.com查询 … 查看全部问答∨	hrpwm问题谁能帮忙解释一下这段程序了！做什么用的啊？ while (update ==1) { for(DutyFine =1; DutyFine <256 ;DutyFine ++) { & ...… 查看全部问答∨

小广播

自卫式防盗提包制作方法为了满足人们外出时随身携带提包防盗的要求，具有防盗报警功能的提包应运而生。然而，功能较完善的防盗提包，价格昂贵，结构又较复杂，难以被人们接受；而功能简单的防盗提包，虽价格便宜，但实用性又差，这样，便导致具有防盗报警功能的提包不能得 ...… 查看全部问答∨	M67749L M67776L M67749L 400-430MHz 7W M67776L 806—870 5 W M67749L 400-430MHz 7W M67776L&nbs ...… 查看全部问答∨
智能家居离我们远吗？本帖最后由 jameswangsynnex 于 2015-3-3 19:58 编辑　　现在，家庭有多台电视是常见的，如果家庭成员在房间、客厅都想收看数字收费电视，该怎么办呢？有了综合布线之后，你就不会有这方面的困扰了，而且也可以轻易实现卫星电视和数字电视的交换 ...… 查看全部问答∨	高分！关于触摸屏消息截获分发的问题最近在做手写输入法，编写了一个触摸屏的伪驱动来截获全屏手写的书写笔迹。但是遇到点问题。因为很多时候触摸屏上的单击是必须的，我要把单击桌面图标的消息发给系统，其它的发给我的输入法窗口。下面是我的程序，在消息的的分发上还是存在问题，我 ...… 查看全部问答∨
对IDE和SATA的I/O端口比较了解的高手看看最近要把原来写过的IDE接口的硬盘读写程序改成SATA的,用到1F0~1F7和3F6~3F7这些I/O映射地址对硬盘控制芯片的寄存器进行寻址,现在我需要知道用SATA接口时,这些I/O地址应该是什么,只要知道对SATA操作的I/O端口地址就能解决所有问题了,请高手不吝赐教, ...… 查看全部问答∨	为什么软件设计的招牌都只要30岁以下的 RT… 查看全部问答∨
一个有关电源的问题我使用开关电源供电(3.3V),同时在掉电后使用后备电池(3V),这样两组电源使用1N4148隔开.但是由于二极管有0.7V压降,芯片的最低工作电压到了2.3V,而我的电源管理芯片(CAT24C021)的最低复位电平是2.5V,因此系统将无法正常工作,请大虾指点一二.谢谢!!!… 查看全部问答∨	初学DSP，把例程编译时为什么总出现这样的错误？高手指点一下 Warning: Cannot write the following file(s), it may affect the build. G:\\Code-Easy5509\\EX01_XF\\Debug.lkf [XF.c] "D:\\CCS软件\\C5500\\cgtools\\bin\\cl55" -g -q -fr"G:/Code-Easy5509/EX01_XF/Debug" -d"_DEBU ...… 查看全部问答∨
自恢复保险丝JK600系列图片自恢复保险丝JK600系列有三个型号； JK600-110U JK600-150U JK600-160U 详情可上网站http://www.kte99.com查询 … 查看全部问答∨	hrpwm问题谁能帮忙解释一下这段程序了！做什么用的啊？ while (update ==1) { for(DutyFine =1; DutyFine <256 ;DutyFine ++) { & ...… 查看全部问答∨

用python学机器学习怎么入门作为电子领域资深人士，想要用Python学习机器学习，可以按照以下步骤入门：学习Python编程语言：如果您还不熟悉Python，首先需要学习Python编程语言的基础知识，包括语法、数据类型、函数、类等。可以通过在线教程、书籍或者视频课程进行学习。掌握 ...… 查看全部问答∨	对于pcb飞线入门，请给一个学习大纲学习 PCB 飞线技术涉及到电路布局和连接的实际操作，以下是一个学习大纲的建议：第一阶段：基础知识学习PCB设计基础：学习 PCB 的基本原理和设计流程，包括电路布局、元器件布局和连线规则等。飞线原理和应用：了解飞线技术的基本原理和应用场景， ...… 查看全部问答∨
怎样初学单片机初学单片机可以按照以下步骤进行：了解单片机基础知识：学习单片机的基本原理、结构和工作方式，了解单片机的种类和应用领域。选择学习单片机：根据自己的需求和兴趣选择一款常用的单片机，如Arduino、STM32、PIC等，并准备相应的开发板和学习资料 ...… 查看全部问答∨	对于机器学习数据分析零基础入门，请给一个学习大纲以下是一个学习机器学习数据分析的大纲：1. 数据科学基础了解数据科学的基本概念和应用领域学习数据科学的基本流程和方法论2. 数据收集与处理掌握数据收集的常见方法，包括数据爬取、数据采集等学习数据清洗和预处理的基本技术，包括缺失值处理、异 ...… 查看全部问答∨
我想单片机汇编入门，应该怎么做呢？作为电子领域的资深人士，想要入门单片机汇编编程，可以按照以下步骤进行：了解单片机的工作原理：首先需要了解单片机的基本原理，包括CPU结构、寄存器、存储器等。了解单片机的工作原理有助于理解汇编语言的编程过程。选择合适的单片机：选择一款 ...… 查看全部问答∨	我想cadence pcb入门，应该怎么做呢？要入门Cadence PCB设计，你可以按照以下步骤进行：学习软件基础：首先，熟悉Cadence PCB设计软件的界面和基本操作，包括如何创建新项目、绘制电路板布局、添加元件、进行布线等。掌握元件库：了解如何使用Cadence PCB软件提供的元件库，包括常见的 ...… 查看全部问答∨
请问能否详细地讲解fpga dds原理呢？ FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以编程的集成电路，它允许用户根据需要配置硬件逻辑。DDS（直接数字合成器）是一种数字信号处理技术，用于生成精确的正弦波或其他波形。将FPGA与DDS结合使用，可以创建一个灵活且功能强大的信号生成器。下面是FPGA ...… 查看全部问答∨	请推荐一些神经网络入门教学以下是一些适合入门神经网络的教学资源：Coursera 上的《神经网络和深度学习》专项课程这个课程由 deeplearning.ai 提供，由深度学习领域的专家 Andrew Ng 主讲。课程涵盖了神经网络的基础知识、搭建深度神经网络的方法以及实际项目的案例。适合初 ...… 查看全部问答∨
我想单片机arm入门，应该怎么做呢？学习单片机ARM的入门步骤如下：了解ARM架构：ARM架构是一种广泛应用于嵌入式系统的处理器架构，包括Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A系列。首先，了解ARM架构的基本原理、特点和应用领域。选择开发板：选择一款适合初学者的ARM开发板，例如STMicroelec ...… 查看全部问答∨	我想神经网络快速入门，应该怎么做呢？要快速入门神经网络，你可以按照以下步骤进行：理解基本概念：首先，学习神经网络的基本概念，包括神经元、层、激活函数、损失函数、优化器等。这些概念是理解神经网络工作原理的基础。选择合适的资源：选择一些合适的学习资源，如在线教程、视频课 ...… 查看全部问答∨

2019年11月15日 | 专用于ARM的NI LabVIEW嵌入式模块进行嵌入式系统教学