单板计算机(SBC)-片上系统(SOC)嵌入式C++和FPGA(VHDL)

2024-01-28 18:52
文章标签 c++ soc 系统 嵌入式 fpga 计算机 vhdl 片上 单板 sbc

本文主要是介绍单板计算机(SBC)-片上系统(SOC)嵌入式C++和FPGA(VHDL)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

要点：

  1. 片上系统/单板计算机嵌入式C++及VHDL编程
  2. 单板计算机(Raspberry Pi)C++实现MQTT监控房间门锁，灯光，并使用RESTful提示状态
  3. 单板计算机(ESP8266)C++ 无线网络 MQTT土壤湿度监测仪，实现HTTP服务器，创建网页版监控界面，构建ESP8266监控固件，单板计算机集成到IP网络，添加二氧化碳检测传感器，使用GPIO和PWM控制继电器和直流压控风扇
  4. 片上系统(SOC)嵌入式C++和FPGA(VHDL)使用Qt建立通讯和图形界面，创建简易示波器

片上系统/单板计算机

片上系统 (SoC) 与 MCU 类似，但与那些类型的嵌入式系统不同，它具有一定程度的集成，同时仍需要大量外部组件才能运行。 它们通常作为单板实现（单板计算机 (SBC)）的一部分，包括 PC/104 标准，以及最近的外形尺寸，例如 Raspberry Pi 和衍生板。

大多数 SoC 都是基于 ARM（Cortex-A 系列）的，尽管 MIPS 也很常见。 SBC 通常用于工业环境中。

其他实例是批量生产的电路板，例如智能手机的电路板，它们没有形成预定义的外形尺寸，但仍然遵循具有 SoC 和外部 RAM、ROM 和存储以及各种外围设备的相同模式。

外围设备被定义为向计算机系统添加 I/O 或其他功能的辅助设备。 它可以是从 I2C、SPI 或 SD 卡控制器到音频或图形设备的任何设备。 其中大部分是物理 SoC 的一部分，其他部分是通过 SoC 向外界公开的接口添加的。 外部外设的示例包括 RAM（通过 RAM 控制器）和实时时钟 (RTC)。

Raspberry Pi 监控房间C++ MQTT

我们将研究基于 SBC 的解决方案的实际实施，该解决方案为房间监控执行以下功能：

示例基础情景是，我们有一个房间，我们希望能够监控其锁定的状态，并在房间内部有一个开关，调节房间中的非永久性电源插座是否通电。 打开房间状态开关将为这些插座供电。 我们还希望通过 MQTT 发送通知，以便房间或其他地方的其他设备可以更新其状态。

MQTT 是一种基于 TCP/IP 的简单二进制发布/订阅协议。 它提供了一种轻量级通信协议，适用于资源受限的应用，例如传感器网络。 每个 MQTT 客户端都与中央服务器通信：MQTT 代理。

硬件结构和软件实现

ESP8266无线网络土壤湿度监测仪 C++ MQTT

为了让植物保持活力，你需要考虑以下因素：营养、灯光和水。

其中，前两种通常分别采用营养丰富的土壤和将植物放置在光线充足的地方，满足这两点后，保持植物存活的主要问题通常是第三点，因为这必须每天处理。

在这里，不仅仅是保持水加满那么简单，而是保持在土壤有足够水但又不过多的范围内。 土壤中水分过多会影响植物通过根部吸收的氧气量。 结果，土壤中的水分过多，植物就会枯萎死亡。

另一方面，水太少意味着植物无法吸收足够的水来补偿通过叶子蒸发的水，也无法将营养物质输送到根部。 在这种情况下，植物也会枯萎死亡。

当手动给植物浇水时，我们倾向于粗略估计植物何时可能需要更多的水，并用手指对表层土壤的湿度进行表面测试。 这不能告诉我们植物根部周围实际存在多少水，是否远低于土壤上层。

基础代码：

#include "base_module.h"BaseModule::SubModule BaseModule::modules[32];
uint32 BaseModule::active_mods = 0x0;
bool BaseModule::initialized = false;
uint8 BaseModule::modcount = 0;void BaseModule::init() {CO2Module::initialize();IOModule::initialize();JuraModule::initialize();JuraTermModule::initialize();MotionModule::initialize();PlantModule::initialize();PwmModule::initialize();SwitchModule::initialize();THPModule::initialize();
}bool BaseModule::registerModule(ModuleIndex index, modStart start, modShutdown shutdown) {// Initialise if necessary.if (!initialized) {for (uint8 i = 0; i < 32; i++) {modules[i].start = 0;modules[i].shutdown = 0;modules[i].index = index;modules[i].bitmask = (1 << i);modules[i].started = false;}initialized = true;}if (modules[index].start) {return false;}// Add the module if it hasn't been registered yet.modules[index].start = start;modules[index].shutdown = shutdown;++modcount;return true;
}// --- NEW CONFIG ---
bool BaseModule::newConfig(uint32 config) {OtaCore::log(LOG_DEBUG, String("Mod count: ") + String(modcount));uint32 new_config = config ^ active_mods; // XOR comparison.if (new_config == 0x0) {OtaCore::log(LOG_INFO, "New configuration was 0x0. No change.");return true; }OtaCore::log(LOG_INFO, "New configuration: " + new_config);for (uint8 i = 0; i < 32; ++i) {if (new_config & (1 << i)) {OtaCore::log(LOG_DEBUG, String("Toggling module: ") + String(i));if (modules[i].started) { if ((modules[i]).shutdown()) { modules[i].started = false; active_mods ^= modules[i].bitmask;}else { OtaCore::log(LOG_ERROR, "Failed to shutdown module.");return false; }}else { if ((modules[i].start) && (modules[i]).start()) { modules[i].started = true;active_mods |= modules[i].bitmask;}}}}return true;
}

温湿度检测代码示例：

#include "bme280_module.h"BME280* BME280Module::bme280 = 0; //(DHT_PIN);
Timer BME280Module::timer;// --- INIT ---
bool BME280Module::init() {// Ensure we got a sensor class instance.if (!bme280) { bme280 = new BME280(); }// Wait for sensor startup, then start logging.if (bme280->EnsureConnected()) {OtaCore::log(LOG_INFO, "Connected to BME280 sensor.");bme280->SoftReset(); // Ensure clean start.bme280->Initialize(); // Initialise and pull calibration data (?).}else {OtaCore::log(LOG_ERROR, "Not connected to BME280 sensor.");return false;}// Create timer.timer.initializeMs(2000, BME280Module::readSensor).start();return true;
}bool BME280Module::shutdown() {timer.stop();delete bme280;bme280 = 0;return true;
}void BME280Module::config(String cmd) {Vector<String> output;int numToken = splitString(cmd, '=', output);if (output[0] == "set_pin" && numToken > 1) {//dhtPin = output[1].toInt();}
}// --- READ SENSOR ---
void BME280Module::readSensor() {float t, h, p;if (bme280->IsConnected) {t = bme280->GetTemperature();h = bme280->GetHumidity();p = bme280->GetPressure();// Publish via MQTT.OtaCore::publish("nsa/temperature", OtaCore::getLocation() + ";" + t);OtaCore::publish("nsa/humidity", OtaCore::getLocation() + ";" + h);OtaCore::publish("nsa/pressure", OtaCore::getLocation() + ";" + p);}else {OtaCore::log(LOG_ERROR, "Disconnected from BME280 sensor.");}
}
硬件和软件实施

片上系统(SOC)嵌入式C++和FPGA(VHDL)简易示波器

此示例基本概述了如何在嵌入式项目中使用 FPGA。 它使用 FPGA 对输入进行采样并测量电压或类似电压，就像示波器一样。 然后，生成的 ADC 数据通过串行链路发送到基于 C++/Qt 的应用程序，该应用程序将显示数据。

硬件和软件实施
参阅一：亚图跨际
参阅二：亚图跨际

这篇关于单板计算机(SBC)-片上系统(SOC)嵌入式C++和FPGA(VHDL)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/654491。

相关文章

关于C++中的虚拟继承的一些总结（虚拟继承，覆盖，派生，隐藏）

关于C++中的虚拟继承的一些总结（虚拟继承，覆盖，派生，隐藏）

1.为什么要引入虚拟继承 虚拟继承是多重继承中特有的概念。虚拟基类是为解决多重继承而出现的。如:类D继承自类B1、B2，而类B1、B2都继承自类A，因此在类D中两次出现类A中的变量和函数。为了节省内存空间，可以将B1、B2对A的继承定义为虚拟继承，而A就成了虚拟基类。实现的代码如下： class A class B1:public virtual A; class B2:pu
阅读更多...
C++对象布局及多态实现探索之内存布局（整理的很多链接）

C++对象布局及多态实现探索之内存布局（整理的很多链接）

本文通过观察对象的内存布局，跟踪函数调用的汇编代码。分析了C++对象内存的布局情况，虚函数的执行方式，以及虚继承，等等 文章链接：http://dev.yesky.com/254/2191254.shtml      论C/C++函数间动态内存的传递 (2005-07-30)   当你涉及到C/C++的核心编程的时候，你会无止境地与内存管理打交道。 文章链接：http://dev.yesky
阅读更多...
C++的模板(八)：子系统

C++的模板(八)：子系统

平常所见的大部分模板代码，模板所传的参数类型，到了模板里面，或实例化为对象，或嵌入模板内部结构中，或在模板内又派生了子类。不管怎样，最终他们在模板内，直接或间接，都实例化成对象了。 但这不是唯一的用法。试想一下。如果在模板内限制调用参数类型的构造函数会发生什么?参数类的对象在模板内无法构造。他们只能从模板的成员函数传入。模板不保存这些对象或者只保存他们的指针。因为构造函数被分离，这些指针在模板外
阅读更多...
C++工程编译链接错误汇总VisualStudio

C++工程编译链接错误汇总VisualStudio

目录 一些小的知识点 make工具 可以使用windows下的事件查看器崩溃的地方 dumpbin工具查看dll是32位还是64位的 _MSC_VER .cc 和.cpp 【VC++目录中的包含目录】 vs 【C/C++常规中的附加包含目录】——头文件所在目录如何怎么添加，添加了以后搜索头文件就会到这些个路径下搜索了 include<> 和 include"" WinMain 和
阅读更多...
C/C++的编译和链接过程

C/C++的编译和链接过程

目录 从源文件生成可执行文件（书中第2章） 1.Preprocessing预处理——预处理器cpp 2.Compilation编译——编译器cll ps：vs中优化选项设置 3.Assembly汇编——汇编器as ps：vs中汇编输出文件设置 4.Linking链接——链接器ld 符号 模块，库 链接过程——链接器 链接过程 1.简单链接的例子 2.链接过程 3.地址和
阅读更多...
C++必修：模版的入门到实践

C++必修：模版的入门到实践

✨✨ 欢迎大家来到贝蒂大讲堂✨✨ 🎈🎈养成好习惯，先赞后看哦~🎈🎈 所属专栏：C++学习 贝蒂的主页：Betty’s blog 1. 泛型编程 首先让我们来思考一个问题，如何实现一个交换函数？ void swap(int& x, int& y){int tmp = x;x = y;y = tmp;} 相信大家很快就能写出上面这段代码，但是如果要求这个交换函数支持字符型
阅读更多...
《计算机英语》Unit 1 Computer Overview 计算机概述

《计算机英语》Unit 1 Computer Overview 计算机概述

期末试卷组成 1、选择20道 2、判断20道 3、词汇翻译（单词+词组，参照课后习题） 4、翻译2道（一道原题，参照作业） SectionA About Computer 关于计算机 algorithm          n.  算法  operate          v.  操作  digital           adj. 数字的  integrated circuit
阅读更多...
通信系统网络架构_2.广域网网络架构

通信系统网络架构_2.广域网网络架构

1.概述          通俗来讲，广域网是将分布于相比局域网络更广区域的计算机设备联接起来的网络。广域网由通信子网于资源子网组成。通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网构建，将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，实现资源子网的共享。 2.网络组成          广域网属于多级网络，通常由骨干网、分布网、接入网组成。在网络规模较小时，可仅由骨干网和接入网组成
阅读更多...
C++入门01

C++入门01

1、.h和.cpp 源文件 (.cpp)源文件是C++程序的实际实现代码文件，其中包含了具体的函数和类的定义、实现以及其他相关的代码。主要特点如下：实现代码: 源文件中包含了函数、类的具体实现代码，用于实现程序的功能。编译单元: 源文件通常是一个编译单元，即单独编译的基本单位。每个源文件都会经过编译器的处理，生成对应的目标文件。包含头文件: 源文件可以通过#include指令引入头文件，以使
阅读更多...
Linux系统稳定性的奥秘：探究其背后的机制与哲学

Linux系统稳定性的奥秘：探究其背后的机制与哲学

在计算机操作系统的世界里，Linux以其卓越的稳定性和可靠性著称，成为服务器、嵌入式系统乃至个人电脑用户的首选。那么，是什么造就了Linux如此之高的稳定性呢？本文将深入解析Linux系统稳定性的几个关键因素，揭示其背后的技术哲学与实践。 1. 开源协作的力量Linux是一个开源项目，意味着任何人都可以查看、修改和贡献其源代码。这种开放性吸引了全球成千上万的开发者参与到内核的维护与优化中，形成了
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2