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

Linux下如何使用C++获取硬件信息

Linux下如何使用C++获取硬件信息

《Linux下如何使用C++获取硬件信息》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用C++实现获取CPU,主板,磁盘,BIOS信息等硬件信息,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录方法获取CPU信息：读取"/proc/cpuinfo"文件获取磁盘信息：读取"/proc/diskstats"文
阅读更多...
C++使用printf语句实现进制转换的示例代码

C++使用printf语句实现进制转换的示例代码

《C++使用printf语句实现进制转换的示例代码》在C语言中,printf函数可以直接实现部分进制转换功能,通过格式说明符（formatspecifier）快速输出不同进制的数值,下面给大家分享C+... 目录一、printf 原生支持的进制转换1. 十进制、八进制、十六进制转换2. 显示进制前缀3. 指
阅读更多...
C++中初始化二维数组的几种常见方法

C++中初始化二维数组的几种常见方法

《C++中初始化二维数组的几种常见方法》本文详细介绍了在C++中初始化二维数组的不同方式,包括静态初始化、循环、全部为零、部分初始化、std::array和std::vector,以及std::vec... 目录1. 静态初始化2. 使用循环初始化3. 全部初始化为零4. 部分初始化5. 使用 std::a
阅读更多...
C++ vector的常见用法超详细讲解

C++ vector的常见用法超详细讲解

《C++vector的常见用法超详细讲解》：本文主要介绍C++vector的常见用法,包括C++中vector容器的定义、初始化方法、访问元素、常用函数及其时间复杂度,通过代码介绍的非常详细,... 目录1、vector的定义2、vector常用初始化方法1、使编程用花括号直接赋值2、使用圆括号赋值3、ve
阅读更多...
如何高效移除C++关联容器中的元素

如何高效移除C++关联容器中的元素

《如何高效移除C++关联容器中的元素》关联容器和顺序容器有着很大不同,关联容器中的元素是按照关键字来保存和访问的,而顺序容器中的元素是按它们在容器中的位置来顺序保存和访问的,本文介绍了如何高效移除C+... 目录一、简介二、移除给定位置的元素三、移除与特定键值等价的元素四、移除满足特android定条件的元
阅读更多...
利用Python快速搭建Markdown笔记发布系统

利用Python快速搭建Markdown笔记发布系统

《利用Python快速搭建Markdown笔记发布系统》这篇文章主要为大家详细介绍了使用Python生态的成熟工具,在30分钟内搭建一个支持Markdown渲染、分类标签、全文搜索的私有化知识发布系统... 目录引言：为什么要自建知识博客一、技术选型：极简主义开发栈二、系统架构设计三、核心代码实现（分步解析
阅读更多...
Python获取C++中返回的char*字段的两种思路

Python获取C++中返回的char*字段的两种思路

《Python获取C++中返回的char*字段的两种思路》有时候需要获取C++函数中返回来的不定长的char*字符串,本文小编为大家找到了两种解决问题的思路,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 有时候需要获取C++函数中返回来的不定长的char*字符串，目前我找到两种解决问题的思路，具体实现如下：
阅读更多...
C++ Sort函数使用场景分析

C++ Sort函数使用场景分析

《C++Sort函数使用场景分析》sort函数是algorithm库下的一个函数,sort函数是不稳定的,即大小相同的元素在排序后相对顺序可能发生改变,如果某些场景需要保持相同元素间的相对顺序,可使... 目录C++ Sort函数详解一、sort函数调用的两种方式二、sort函数使用场景三、sort函数排序
阅读更多...
Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)

Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)

《Java调用C++动态库超详细步骤讲解(附源码)》C语言因其高效和接近硬件的特性,时常会被用在性能要求较高或者需要直接操作硬件的场合,：本文主要介绍Java调用C++动态库的相关资料,文中通过代... 目录一、直接调用C++库第一步：动态库生成（vs2017+qt5.12.10）第二步：Java调用C++
阅读更多...
C/C++错误信息处理的常见方法及函数

C/C++错误信息处理的常见方法及函数

《C/C++错误信息处理的常见方法及函数》C/C++是两种广泛使用的编程语言,特别是在系统编程、嵌入式开发以及高性能计算领域,：本文主要介绍C/C++错误信息处理的常见方法及函数,文中通过代码介绍... 目录前言1. errno 和 perror()示例：2. strerror()示例：3. perror(
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2