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本文設(shè)計(jì)的井下網(wǎng)絡(luò)分站作為“煤礦安全自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個(gè)重要的組成部分，以ARM微控制器為核心，以操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ?yàn)椴僮髌脚_(tái)，采用TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡(luò)通信功能，很好的解決了當(dāng)前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面，嚴(yán)格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設(shè)計(jì)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片，它帶有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH，包含8路10位A/D，還有多個(gè)串行接口，可使用的GPIO高達(dá)76個(gè)(使用了外部存儲(chǔ)器)，很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機(jī)對(duì)話方面，系統(tǒng)擴(kuò)展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面，采用TCP/IP協(xié)議與地面主機(jī)進(jìn)行通信，將各種參數(shù)傳送到地面主機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算處理。 在軟件方面，介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)；制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式；通信過(guò)程中采用了標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議；詳細(xì)介紹了幾個(gè)主要程序模塊的編程思路，如LCD顯示、外部輸入頻率信號(hào)的計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并給出了在實(shí)際編程過(guò)程中遇到的問題及解決方法。 本監(jiān)控分站根據(jù)《本質(zhì)安全型“i”》標(biāo)準(zhǔn)將外部接入設(shè)備和分站作了電氣隔離，該分站具有2路A/D數(shù)據(jù)采集；6路光電隔離數(shù)字量輸入；2路光電隔離數(shù)字量輸出對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和控制；人機(jī)接口提供人機(jī)交互界面，提供按鍵操作和數(shù)據(jù)顯示；RS485通信接口負(fù)責(zé)與外界設(shè)備進(jìn)行通信；網(wǎng)絡(luò)通信接口負(fù)責(zé)為各種監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)提供兼容的接入接口；非易失性鐵電存儲(chǔ)器作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)以保證掉電后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不丟失。
標(biāo)簽： ARM 網(wǎng)絡(luò) 分
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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開關(guān)磁阻電機(jī)是電機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)，耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能，目前己經(jīng)在多個(gè)工業(yè)部門得到應(yīng)用。因此，開關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對(duì)前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上，以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片，充分利用其高速運(yùn)算能力和面向電機(jī)控制的高效控制能力，設(shè)計(jì)并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速控制策略及其控制實(shí)現(xiàn)方法為主要研究?jī)?nèi)容，對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個(gè)部分，第一部分介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理，綜述了開關(guān)磁阻電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)及研究動(dòng)向，總結(jié)了開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在的技術(shù)問題，提出了本文的研究目的和主要研究?jī)?nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動(dòng)機(jī)的基本數(shù)學(xué)模型和準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型，然后基于此重點(diǎn)分析了與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系，最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動(dòng)機(jī)控制方案并進(jìn)行了原理性分析，對(duì)SR電動(dòng)機(jī)各個(gè)運(yùn)行階段的特點(diǎn)進(jìn)行分析并初步提出控制方案。 第三部分對(duì)SR電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，根據(jù)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源，使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性，然后對(duì)功率變換器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作，分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了新型IGBT功率管作為主開關(guān)元器件，使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)了IGBT的功率驅(qū)動(dòng)電路，并專門設(shè)計(jì)了電壓鉗位電路和諸如過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)等保護(hù)單元，保證了整個(gè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，然后分析了SR電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)位置傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、電流及電壓斬波電路設(shè)計(jì)、電流檢測(cè)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想，分析了各個(gè)運(yùn)行階段的控制策略，對(duì)控制策略的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并給出了軟件實(shí)現(xiàn)的具體流程圖，直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及分析。目前，該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對(duì)以ARM為控制核心的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，得出了基于有位置傳感器檢測(cè)的控制方案。針對(duì)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，充分利用了ARM的硬件資源，采用PID數(shù)字調(diào)節(jié)，發(fā)出相通斷信號(hào)和PWM信號(hào)，并和電流、電壓等保護(hù)信號(hào)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的外圍硬件檢測(cè)、保護(hù)、控制及人機(jī)接口電路，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計(jì)，采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性及可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，開發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊，使系統(tǒng)具有完善的保護(hù)和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，調(diào)速范圍可達(dá)100～2000轉(zhuǎn)/分，效率較高，性能優(yōu)良，驗(yàn)證了控制思想和控制方法的正確性。
標(biāo)簽： ARM 開關(guān)磁阻 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可靠性和實(shí)時(shí)性相對(duì)較差，溫度測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度較低，而且大多采用有線方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，這不利于應(yīng)用的擴(kuò)展。近年來(lái)，嵌入式系統(tǒng)和無(wú)線通信技術(shù)(特別是短消息業(yè)務(wù))受到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究者的密切關(guān)注，成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文提出了一種將帶有I2C總線的ARM嵌入式微處理器和短消息業(yè)務(wù)(SMS)用于溫度檢測(cè)系統(tǒng)中的方法，實(shí)現(xiàn)了溫度的多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。采用以ARM微處理器LPC2290芯片為核心的嵌入式工控板，通過(guò)對(duì)Benq無(wú)線通信模塊M22的控制，接收并識(shí)別監(jiān)測(cè)中心發(fā)過(guò)來(lái)的短消息內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)溫度的采集及顯示；采用八個(gè)帶有I2C總線接口的數(shù)字溫度傳感器LM75，組成八點(diǎn)溫度采集電路：利用帶有I2C總線接口的LED驅(qū)動(dòng)器件ZLG7290及共陰式數(shù)碼管為溫度顯示電路，保證了溫度測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度。 (2)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了軟件設(shè)計(jì)的總體思路，并以ADS1.2為集成開發(fā)環(huán)境，將μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)代碼移植到LPC2290中；采用分層體系思想，使用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言編寫程序，結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)管理、信號(hào)量等機(jī)制，并調(diào)用相關(guān)的應(yīng)用程序接口函數(shù)(API函數(shù))，設(shè)計(jì)了包括溫度采集、溫度顯示、短消息接收與發(fā)送等多個(gè)子程序。 (3)監(jiān)測(cè)中心軟件設(shè)計(jì)。為了增強(qiáng)系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)管理功能，使用Visual C++6.0及ADO數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)編寫了監(jiān)測(cè)中心軟件人機(jī)交互界面，通過(guò)串口使另一M22無(wú)線通信模塊同監(jiān)測(cè)中心上位機(jī)的通信，實(shí)現(xiàn)了在PC機(jī)上發(fā)送短消息指令對(duì)下位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Access數(shù)據(jù)庫(kù)中以便分析處理。 嵌入式技術(shù)和短消息業(yè)務(wù)在一定程度上提高了多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度、可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，對(duì)改進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制方式和數(shù)據(jù)傳輸方式有一定的意義，也為對(duì)嵌入式應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 多點(diǎn) 溫度監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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隨著空間科學(xué)任務(wù)的增加,需要處理的空間科學(xué)數(shù)據(jù)量激增,要求建立一個(gè)高速的空間數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡(luò).高速?gòu)?fù)接器作為空間飛行器星上網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備,其性能對(duì)整個(gè)空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲(chǔ)器FIFO進(jìn)行異步速率調(diào)整,應(yīng)用VHDL語(yǔ)言和可編程門陣列FPGA技術(shù),對(duì)多個(gè)信號(hào)源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包、信道選通調(diào)度和多路復(fù)接的方法.設(shè)計(jì)中,用VHDL語(yǔ)言對(duì)高速?gòu)?fù)接器進(jìn)行行為級(jí)建模,為了驗(yàn)證這個(gè)模型,首先使用軟件進(jìn)行仿真,通過(guò)編寫testbench程序模擬FIFO的動(dòng)作特點(diǎn),對(duì)程序輸入信號(hào)進(jìn)行仿真,在軟件邏輯仿真取得預(yù)期結(jié)果后,繼續(xù)設(shè)計(jì)硬件電路,設(shè)計(jì)出的實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)了將來(lái)自兩個(gè)不同速率的信源數(shù)據(jù)(1394總線數(shù)據(jù)和1553B總線數(shù)據(jù))復(fù)接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù).在實(shí)驗(yàn)調(diào)試中對(duì)FPGA的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn),同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證.驗(yàn)證結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)目標(biāo).應(yīng)用硬件可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)高速?gòu)?fù)接器,大幅度提高了數(shù)據(jù)的復(fù)接速率,可應(yīng)用于未來(lái)的星載高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)接任務(wù).
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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AD程序?qū)崿F(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換功能； CAN程序?qū)崿F(xiàn)CAN總線通訊功能； keyboard_check程序?qū)崿F(xiàn)鍵盤的掃描查詢方式輸入； keyboard_disturb程序?qū)崿F(xiàn)PORTB的"電平變化中斷"進(jìn)行鍵盤的輸入； led0-8程序?qū)崿F(xiàn)在8個(gè)LED上依次顯示1~8數(shù)字； PWM程序用于使CCP1模塊產(chǎn)生分辨率為10位的PWM波形，占空比為50%； RS-232程序通過(guò)RS-232接口來(lái)完成PC計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的通信； simple_POARD程序?yàn)橥鈬δ苣K簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)例，點(diǎn)亮與PORTD口相連的八個(gè)發(fā)光二極管； stopwatch程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)時(shí)秒表功能，時(shí)鐘顯示范圍00.00～99.99秒，分辨度為0.01秒； switchinput程序用于開關(guān)量的輸入（采用SPI總線），并顯示在與D口相連的LED上； wakeup程序?qū)崿F(xiàn)PIC18F458的休眠工作方式，并由實(shí)驗(yàn)板上的按鍵產(chǎn)生"電平變化中斷"將其從休眠狀態(tài)中激活； WDT程序?qū)崿F(xiàn)"看門狗"WDT的功能； Yejing程序?qū)崿F(xiàn)液晶顯示器的接口和顯示功能。
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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基于ARM的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器是集計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)、ARM技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)以及嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)為一體的技術(shù)含量高的運(yùn)動(dòng)控制器；是對(duì)低成本、高性能運(yùn)動(dòng)控制器研究的一個(gè)新的嘗試。本論文的研究重是點(diǎn)基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器軌跡規(guī)劃算法的研究、嵌入式系統(tǒng)軟件的構(gòu)建以及運(yùn)動(dòng)控制器外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)，其主要工作及成果如下： 1．針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)上下位機(jī)信息交互頻繁，提出了一種基于雙端口RAM通訊結(jié)構(gòu)的上下位機(jī)交互方式，實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)信息的高速、穩(wěn)定通訊；且完成了基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)。 2. 針對(duì)目前高速數(shù)控加工軌跡規(guī)劃中存在的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法，當(dāng)高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時(shí)，在拐角過(guò)渡時(shí)能獲得很好的速度響應(yīng)和較小的輪廓誤差；還提出了一種高速數(shù)控加工小線段的前瞻平滑算法，當(dāng)高速加工多段微小直線段時(shí)，能夠優(yōu)化規(guī)劃多段微小線段的加工速度，有效避免了頻繁的加減速給系統(tǒng)帶來(lái)較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構(gòu)建了適合本運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件；研究了嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器引導(dǎo)程序的移植、嵌入式Linux內(nèi)核的優(yōu)化配置以及根文件系統(tǒng)的構(gòu)建。 4．探討了Linux驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的原理以及流程；并以雙端口RAM為例介紹了運(yùn)動(dòng)控制外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的方法。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 運(yùn)動(dòng)控制器
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著全球信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)獲得了前所未有的發(fā)展空間。 嵌入式系統(tǒng)的最大特點(diǎn)之_是其所具有的目的性或針對(duì)性，即每一套嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)都有其特殊的應(yīng)用場(chǎng)合與特定功能，這也是嵌入式系統(tǒng)與通剛的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最主要的區(qū)別。由于嵌入式系統(tǒng)是為特定的目的而設(shè)計(jì)的，且常常受到體積、成本、功能、處理能力等各種條件的限制。因此，如果可以最大限度地提高應(yīng)用系統(tǒng)硬件上和軟件上的靈活性，就可以用最低的成本，最少的時(shí)間，快速的完成功能的轉(zhuǎn)換。 本課題的目的在于提出并設(shè)計(jì)一種基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可擴(kuò)展功能嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)，并完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和PCI(Peripheral Component Interconnect)橋的固件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中采用美國(guó)ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA軟件開發(fā)了系統(tǒng)的硬件部分。在整個(gè)硬件開發(fā)環(huán)節(jié)中，充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的設(shè)計(jì)原則，并進(jìn)行全面的電路仿真試驗(yàn)，保證了硬件系統(tǒng)的高度可靠性。本系統(tǒng)承襲了ARM7系列處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)，并充分考慮到用戶的需要，擴(kuò)展了多種常用的外部設(shè)備接口以及藍(lán)牙無(wú)線接口等，為將米各種可能的應(yīng)用提供了完善的硬件基礎(chǔ)。概括總結(jié)起來(lái)本文具體工作如下： 1．完全自主設(shè)計(jì)了具有高擴(kuò)展性的基于LPC2292嵌入式處理器的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。基于該硬件平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)許多基于ARM架構(gòu)處理器的嵌入式應(yīng)剛而無(wú)需對(duì)硬什系統(tǒng)作出大的改變，如多協(xié)議轉(zhuǎn)換器、CAN(Control Area Network)總線網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)關(guān)、各種工業(yè)控制應(yīng)用等。并在具體的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，總結(jié)出了嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)方法。 2．完成了基于CPLD的PCI橋接芯片的同什設(shè)計(jì)，在ARM硬件平臺(tái)上成功擴(kuò)展了PCI設(shè)備，成功解決了ARM處理器和PCI從設(shè)備之間通訊的問題。 3．完成了對(duì)所開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)的測(cè)試工作，完成了基于AT89C51的PCI測(cè)試卡軟硬件設(shè)計(jì)。基于此測(cè)試卡，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中的PCI通訊功能進(jìn)行有效測(cè)試，以保證整個(gè)硬件系統(tǒng)正常、高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成，使其可以作為嵌入式應(yīng)用的二次開發(fā)或?qū)嶒?yàn)平臺(tái)，用于工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)及高校相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)。
標(biāo)簽： CPLD ARM 擴(kuò)展 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-05-22
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在諸多行業(yè)的材料及材料制成品中，表面缺陷是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。研究具有顯微圖像實(shí)時(shí)記錄、處理和顯示功能的材料表面缺陷檢測(cè)技術(shù)，對(duì)材料的分選和材料質(zhì)量的檢查及評(píng)價(jià)具有重要的意義。 本文以聚合物薄膜材料為被測(cè)對(duì)象，研究了適用于材料表面缺陷檢測(cè)的基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的缺陷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)，可實(shí)時(shí)提供缺陷顯微圖像信息，完成了對(duì)現(xiàn)有材料缺陷檢測(cè)裝置的數(shù)字化改造與性能擴(kuò)展。本文利用FPGA并行結(jié)構(gòu)、運(yùn)算速度快的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了材料缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)。搭建了以FPGA為核心的缺陷數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件電路；重點(diǎn)針對(duì)聚合物薄膜材料缺陷信號(hào)的數(shù)據(jù)特征，設(shè)計(jì)了基于FPGA的缺陷圖像預(yù)處理方案：首先對(duì)通過(guò)CCD獲得的聚合物薄膜材料的缺陷信號(hào)進(jìn)行處理，利用動(dòng)態(tài)閾值定位缺陷區(qū)域，將高于閾值的數(shù)據(jù)即圖像背景信息舍棄，保留低于閾值的數(shù)據(jù)，即完整保留缺陷顯微圖像的有用信息；然后按照預(yù)先設(shè)計(jì)的封裝格式封裝缺陷數(shù)據(jù)；最后通過(guò)USB2.0接口將封裝數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)進(jìn)行缺陷顯微圖像重建。此方案大大減少了上傳數(shù)據(jù)量，緩解了上位機(jī)的壓力，提高了整個(gè)缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度。本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板和聚合物薄膜材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用了基于FPGA的缺陷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)的CCD掃描缺陷檢測(cè)裝置可對(duì)70μm～1000μm范圍內(nèi)的缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)，實(shí)時(shí)重建的缺陷顯微圖像與實(shí)際缺陷在形狀和灰度上都有很好的一致性。
標(biāo)簽： CCD 缺陷檢測(cè) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 處理技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-05-19
上傳用戶：Alibabgu
頻率合成技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信、航空航天、儀器儀表等領(lǐng)域。目前，常用的頻率合成技術(shù)有直接式頻率合成、鎖相頻率合成和直接數(shù)字頻率合成(DDS)。DDS系統(tǒng)可以很方便地獲得頻率分辨率很精細(xì)且相位連續(xù)的信號(hào)，也可以通過(guò)改變相位字改變信號(hào)的相位，因此也廣泛用于數(shù)字通信領(lǐng)域。 本論文是利用FPGA完成一個(gè)DDS系統(tǒng)。DDS是把一系列數(shù)字量形式的信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換形成模擬量形式的信號(hào)的合成技術(shù)。主要是利用高速存儲(chǔ)器作查尋表，然后通過(guò)高速D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生已經(jīng)用數(shù)字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一個(gè)典型的DDS系統(tǒng)應(yīng)包括：相位累加器，可在時(shí)鐘的控制下完成相位的累加(一般由ROM實(shí)現(xiàn))；DA轉(zhuǎn)換電路，將數(shù)字形式的幅度碼轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。 本文根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，進(jìn)行了DDS系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，包括DDS系統(tǒng)框圖的設(shè)計(jì)，相位控制字和頻率控字的設(shè)計(jì)，以及軟件和硬件設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在于利用FPGA改進(jìn)設(shè)計(jì)，包括控制系統(tǒng)(頻率控制器和初始相位控制器)，尋址系統(tǒng)(相位累加器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)，以及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(D/A轉(zhuǎn)換器和濾波器)的設(shè)計(jì)。介紹了利用現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)數(shù)控振蕩器(DNO，即DDS)的原理、電路結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)介紹了DDS技術(shù)在FPGA中的實(shí)現(xiàn)方法，給出了采用ALTERA公司的FIEX1OK系列FPGA芯片EPF10K20TC144-4芯片進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成的VHDL源程序。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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伴隨著多媒體顯示和傳輸技術(shù)的發(fā)展,人們獲得了越來(lái)越高的視聽享受。從傳統(tǒng)的模擬電視,到標(biāo)清、高清、全高清。與顯示技術(shù)發(fā)展結(jié)伴而行的是顯示接口技術(shù)的發(fā)展,從模擬的AV端子,S-Video和VGA接口,到數(shù)字顯示的DVI接口,技術(shù)上經(jīng)歷了一個(gè)從模擬到數(shù)字,從并行到串行,從低速到高速的發(fā)展過(guò)程。 HDMI是最新的高清晰度多媒體接口,它的規(guī)范由Silicon Image等七家公司提出,具有帶寬大,尺寸小,傳輸距離長(zhǎng)和支持正版保護(hù)等功能,符合當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展潮流,一經(jīng)推出,就獲得了巨大的成功。成為平板顯示器、高清電視等設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口之一,并獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 從上世紀(jì)80年代XILINX發(fā)明第一款FPGA芯片以來(lái),FPGA就以其體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元靈活,運(yùn)算速度快,編程方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用與IC設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制、視頻處理、通信系統(tǒng)、航空航天等諸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3為核心,配合Silicon Image的專用HDMI接收芯片搭建了一個(gè)HDMI的接收顯示平臺(tái)。針對(duì)HDMI帶寬寬,數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn),使用了新型的DDR2 SDRAM作為視頻信號(hào)的輸入和輸出緩沖。在硬件板級(jí)設(shè)計(jì)上,針對(duì)HDMI和DDR2的相關(guān)高速電路,采用了一系列的高速電路設(shè)計(jì)方法,有效的避免了信號(hào)的反射,串?dāng)_等不良現(xiàn)象。同時(shí)在對(duì)HDMI規(guī)范和DDR2 SDRAM時(shí)序規(guī)范的深入研究的基礎(chǔ)上,在ALTERA的開發(fā)平臺(tái)QUARTUSII上編寫了系統(tǒng)的頂層模塊和相關(guān)各功能子模塊,并仿真通過(guò)。 論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1、論文研究了最新的HDMI接口規(guī)范和新型存儲(chǔ)器件DDR2的時(shí)序規(guī)范。 2、論文搭建的整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)龐大,涉及到相關(guān)的規(guī)范、多種芯片的資料、各種工具軟件的使用、原理圖的繪制和PCB板的布局布線,直至后期的編程仿真,花費(fèi)了作者大量的時(shí)間和精力。 3、論文首次使用FPGA來(lái)處理HDMI信號(hào)且直接驅(qū)動(dòng)顯示器件,區(qū)別于-般的ASIC方案。 4、論文對(duì)高速電路特別是的DDR2布局布線,采用了一系列的專門措施,具有一定的借鑒價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA HDMI 顯示系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-22
上傳用戶：784533221
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