軟件無線電是無線電領域研究的熱點。現階段限于硬件的發展水平,大多采用寬帶中頻帶通采樣數字化結構,數字中頻技術就成為實現該結構的關鍵技術。目前FPGA器件在數字信號處理技術的實現方面發揮著越來越重要的作用。本文目的正是要把這兩者相結合,使數字中頻處理在FPGA中得到實現,滿足具體的應用要求。 首先,對軟件無線電體系和數字中頻處理結構進行了研究;其次,在信號采樣理論、多速率數字信號處理理論、濾波器設計理論、FPGA硬件數字算法等理論的基礎上,結合本文的應用需要,提出了適合于FPGA實現的數字化中頻處理的系統方案:采用多相結構來高效的實現抽取,并用FIR濾波器作為低通抗混疊濾波器來實現6倍抽取的抗混疊濾波。對系統進行了Matlab仿真,以驗證系統方案的可行性。再次,具體通過Vefilog編程在FPGA中硬件實現該數字中頻系統。其中包括混頻器模塊、抽取濾波器模塊、信號產生器模塊。 最后對該系統進行了軟件仿真和硬件功能驗證,結果表明數字中頻系統性能達到了設計要求。
上傳時間: 2013-07-26
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本文設計了一款基于STM32的多功能MP3,功能包括:MP3/WMA/WAV/MIDI音頻文件播放、JPEG/JPG/BMP圖片瀏覽、游戲、鬧鐘、萬年歷、電子書、調頻收音機、彩色臺燈、功率放大等。
上傳時間: 2013-07-13
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心血管疾病是當今危害人類健康的主要疾病之一,心電圖檢查是臨床上診斷心血管疾病的重要方法。心電圖準確的自動分析與診斷對于心血管疾病的診斷起著關鍵的作用,也是國內外學者所熱衷的研究課題。QRS復合波的檢測是心電自動分析的關鍵環節,檢出的位置精度關系到后續處理和分析的正確性和準確性。 本文在總結前人工作的基礎上,對基于小波變換的QRS復合波檢測算法做了深入研究;并針對小波變換算法與心電檢測算法的結構提出了一種硬件實現方法。本文的主要內容包括基于小波變換的心電信號檢測算法設計和該算法在FPGA系統上的實現兩個部分。 對國內外近年內發展起來的各種心電檢測方法進行了總結,并綜合考慮檢出率和硬件實現的實時性等問題,采用小波變換方法對QRS復合波進行檢測。根據QRs復合波經小波變換后,心電特征波在某些尺度上對應有相對明顯的模極值對,通過在對應尺度上判斷模極值對,進而檢測出對應的特征波。 設計了基于小波變換的心電信號檢測算法的FPGA實現系統。系統主要包含三個模塊:心電信號預處理模塊、小波分解模塊和檢測模塊。心電信號預處理模塊對輸入的心電信號進行濾波預處理,以消除工頻干擾和基線漂移。小波分解模塊采用流水線設計,即把各層小波分解分成各個模塊獨立實現,以提高運算效率。檢測模塊的功能是利用小波分解模塊的輸出結果在各尺度上尋找模極值對,并根據檢測策略檢測QRS復合波。 本文采用Veillog語言對設計進行了仿真驗證,并通過MIT-BIH心律失常標準數據庫對本文的設計實現進行性能評估,獲得了較好的檢出率。同時,綜合結果也表明系統時鐘能夠工作在較高的頻率,足以滿足高速實時對心電信號的處理與檢測。
上傳時間: 2013-04-24
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正弦波逆變器原理圖,網上下載,做了一個,感覺不錯,
上傳時間: 2013-05-24
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擴頻通信是現代通信系統中的一種重要的通信方式,具有較強的抗干擾、抗多徑性能以及頻譜利用率高、多址通信等諸多優點,得到了廣泛的應用。FPGA以其功能強大,開發過程投資少、周期短,可反復修改,保密性能好,開發工具智能化等特點成為當今硬件設計的重要方式。本文研究了直接序列擴頻系統,重點研究了擴頻部分和解擴部分,對擴頻碼的性能、匹配濾波器以及頻差相差的估計和修正等關鍵技術進行了詳細的分析和說明。在此基礎上,運用VHDL語言進行了FPGA部分的功能實現,給出了一些相關的仿真及測試結果。最后對該系統還需進一步研究的問題進行了簡要的介紹,對調試過程中的出現的一些問題進行了簡單的分析和小結。
上傳時間: 2013-05-26
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8051處理器自誕生起近30年來,一直都是嵌入式應用的主流處理器,不同規模的805l處理器涵蓋了從低成本到高性能、從低密度到高密度的產品。該處理器極具靈活性,可讓開發者自行定義部分指令,量身訂制所需的功能模塊和外設接口,而且有標準版和經濟版等多種版本可供選擇,可讓設計人員各取所需,實現更高性價比的結構。如此多的優越性使得8051處理器牢固地占據著龐大的應用市場,因此研究和發展8051及與其兼容的接口具有極大的應用前景。在眾多8051的外設接口中,I2C總線接口扮演著重要的角色。通用的12C接口器件,如帶12C總線的RAM,ROM,AD/DA,LCD驅動器等,越來越多地應用于計算機及自動控制系統中。因此,本論文的根本目的就是針對如何在8051內核上擴展I2C外設接口進行較深入的研究。 本課題項目采用可編程技術來開發805l核以及12C接口。由于8051內核指令集相容,我們能借助在現有架構方面的經驗,發揮現有的大量代碼和工具的優勢,較快地完成設計。在8051核模塊里,我們主要實現中央處理器、程序存儲器、數據存儲器、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統等七大單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線,這些都是標準8051核所具有的模塊。在其之上我們再嵌入12C的串行通信模塊,采用自下而上的方法,逐次實現一位的收發、一個字節的收發、一個命令的收發,直至實現I2C的整個通信協議。 8051核及I2C總線的研究通過可編程邏輯器件和一塊外圍I2C從設備TMPl01來驗證。本課題的最終目的是可編程邏輯器件實現的8051核成功并高效地控制擴展的12C接口與從設備TMPl01通信。 用EP2C35F672C6芯片開發的12C接口,數據的傳輸速率由該芯片嵌入8051微處理的時鐘頻率決定。經測試其傳輸速率可達普通速率和快速速率。 目前集成了該12C接口的8051核已經在工作中投入使用,主要用于POS設備的用戶數據加密及對設備溫度的實時控制。雖然該設備尚未大批量投產,但它已成功通過PCI(PaymentCardIndustry)協會認證。
上傳時間: 2013-06-18
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多相濾波器主要應用于脈沖多普勒雷達、通信寬帶數字接收機、雷達自適應波束形成等信號處理領域。在多普勒雷達信號處理中國內外關于FIR濾波器設計研究的報道較多,而對于IIR濾波器的設計研究相對較少,原因是IIR多相濾波器的設計復雜性,使得IIR濾波器在多普勒雷達數字信號處理中難以發揮重要作用。本文以脈沖多普勒雷達信號處理為背景,主要研究數字多相濾波器的特點和設計方法;進而研究數字多相濾波器的數字仿真方法與FPGA實現技術。對于自主研究、設計和實現雷達信號處理的各種結構的濾波器具有重要的意義。 本文討論了FIR數字濾波器和IIR數字濾波器的特點和區別。對IIR濾波器的多相結構進行了理論分析,重點研究了IIR多相濾波器的設計原理。根據此原理進行IIR濾波器的多相設計并擴展到多通道和多級結構。在此基礎上,根據本文研究的多普勒雷達回波信號需要四通道處理的要求搭建軟件仿真模型,對所設計的2級4通道IIR多相濾波器組進行了仿真實驗,給出仿真結果,并進行了討論。 在完成2級4通道IIR多相濾波器組的軟件仿真后,利用FPGA設計平臺,對該IIR多相濾波器組進行了設計仿真和綜合實現。在實現過程中進行了功能仿真和時序仿真兩級仿真驗證,結果表明在模擬硬件環境中所設計的2級4通道IIR多相濾波器組能夠較好地實現多普勒雷達回波信號多通道的劃分和濾波功能要求,驗證了設計思路和方法的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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測試儀廣泛應用于國民經濟和國防建設的各個領域,是科研和生產不可或缺的重要裝備之一。其工作原理是由信號發生裝置向被測對象發送激勵信號,同時由信號采集與處理裝置通過傳感器采集被測對象的響應信號,并送到上位機進行數據分析和處理。本文研究采用靈活的現場可編程邏輯陣列FPGA為核心,協調整個儀器的運轉,并采用先進的USB總線技術,將信號發生、信號采集與處理有機地集成為一體的多功能測試儀。 本文的第一章介紹了測試儀及其研究應用現狀,根據儀器的成本、便攜性和通用性要求不斷提高的發展趨勢,提出了本課題的研究任務和關鍵技術; 第二章從硬件和軟件兩個方面討論了測試儀的總體設計方案,并且分別詳述了電源模塊、USB模塊、FPGA模塊、DSP模塊、A/D模塊、D/A模塊這六個功能模塊的硬件設計; 第三章討論了USB模塊相關的軟件設計,其中包含USB固件設計、驅動程序設計和客戶應用程序設計三個方面的內容,詳細論述了各部分軟件的架構和主要功能模塊的實現。 第四章討論了主控器FPGA的設計,是本文的核心部分。先從總體上介紹了FPGA的設計方案,然后從MCU模塊、信號采集模塊、信號發生模塊三部分具體描述了其實現方式。軟件設計上采用了模塊化的設計思想,使得結構清晰,可讀性強,易于進一步開發;并且靈活的使用了有限狀態機,大大提高了程序的穩定性和運行效率。 第五章介紹了DSP模塊的設計,討論了波形生成的原理及實現,并提出了與FPGA接口的方式。 第六章詳細描述了實驗的步驟和結果,分別從單通道采樣和多通道采樣兩方面實驗,驗證了儀器的性能和設計的可行性。
上傳時間: 2013-06-25
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在中、大規模電子系統的設計中,系統地綜合運用信號完整性技術可以 帶來很多好處,如縮短研發周期、降低產品成本、降低研發成本、提高產品性能 、提高產品可靠性。 數字電路在具有邏輯電路功能的同時,也具有豐富的模擬特性,電路設 計工程師需要通過精確測定、或估算各種噪聲的幅度及其時域變化,將電路抗干 擾能力精確分配給各種噪聲,經過精心設計和權衡,控制總噪聲不超過電路的抗 干擾能力,保證產品性能的可靠實現。
上傳時間: 2013-05-18
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多功能車輛總線一類設備是一個在列車通信網(TCN,TrainCommunication Network)中普遍使用的網絡接口單元。目前我國的新式列車大多采用列車通信網傳輸列車中大量的控制和服務信息。但使用的列車通信網產品主要為國外進口,因此迫切需要研制具有自主知識產權的列車通信網產品。 論文以一類設備控制器的設計為核心,采取自頂向下的模塊設計方法。將設備控制器分為同步層和數據處理層來分別實現對幀的發送與接收處理和對幀數據的提取與存儲處理。 同步層包含幀的識別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個模塊。幀識別模塊檢測幀的起始位并對幀類型進行判斷。譯碼模塊根據采集的樣本值來判斷曼徹斯特編碼的值,采樣的難點在于非理想信號帶來的采樣誤差,論文使用結合位同步的多點采樣法來提高采樣質量。幀分界符中的非數據符不需要進行曼徹斯特編碼,編碼時在非數據符位關閉編碼電路使非數據符保持原來的編碼輸出。 數據處理層以主控單元(MCU,Main Control Unit)和通信存儲器為設計核心。MCU是控制器的核心,對接收的主幀進行分析,判斷是從通信存儲器相應端口取出應答從幀并發送,還是準備接收從幀并存入通信存儲器。通信存儲器存儲設備的通信數據,合適的地址分配能簡化MCU的控制程序,論文固定了通信存儲器端口大小使MCU可以根據一個固定的公式進行端口的遍歷從而簡化了MCU程序的復雜度。數據在傳輸中由于受到干擾和沖突等問題而出現錯誤,論文采用循環冗余檢驗碼結合偶檢驗擴展來對傳輸數據進行差錯控制。 最后,使用FPGA和硬件描述語言Verilog HDL開發出了MVB一類設備。目前該一類設備已運用在SS4G電力機車的制動控制單元(BCU.Brake Control Unit)中并在鐵道科學研究院通過了TCN通信測試。一類設備的成功研制為列車通信網中總線管理器等高類設備的開發奠定了堅實的基礎。
上傳時間: 2013-07-27
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