單片機課程設計:采用51系列單片機和ADC設計一個數字電壓表,輸入為0~5V線性模擬信號,輸出通過LED顯示,要求顯示兩位小數。
標簽: 數字電壓表
上傳時間: 2013-04-24
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完整的紅外抄表系統 自己做過的項目 包括完整的程序和電路圖,PCB板圖 使用偉福編譯器編譯
上傳時間: 2013-07-14
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隨著無線通信技術的不斷發展和社會需求的日益增長,對通信系統的傳輸質量和容量的要求也越來越大。現代通信系統為了追求更高的數據速率和頻譜效率,更趨向于采用非恒定包絡的調制方式,而非恒定包絡調制方式對功率放大器的非線性非常敏感,加上現代通信系統對功率放大器的效率提出了更高的要求,以及功率放大器本身有限的線性度,這就使功率放大器線性化技術成為無線通信系統的關鍵技術之一。 本文對功率放大器的線性化技術進行了系統的研究。首先,介紹功率放大器的非線性特性、記憶效應產生原理和常見的各種線性化技術,重點研究了目前流行的自適應數字預失真技術原理。其次,介紹了功率放大器的無記憶模型和有記憶模型,以及兩種實用的預失真實現方法--查表法和多項式法,在此基礎上重點研究了基于QRD_RLS自適應算法的記憶多項式法預失真技術,對該算法進行了Matlab仿真分析,為后面的FPGA實現奠定基礎。最后,確定了數字預失真實現的架構,介紹了與QRD_RLS算法實現相關的CORDIC技術、復數Givens旋轉及Systolic陣等原理,詳細闡述了基于CORDIC技術的復數QRD_RLS算法的Systolic實現,從而在FPGA上實現了數字預失真。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用System Generator軟件完成了基于QRD_RLS算法的記憶多項式法的數字預失真的FPGA設計,并且在硬件平臺上檢驗了預失真效果。
上傳時間: 2013-04-24
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IIR數字濾波器是沖激響應為無限長的一類數字濾波器,是電子、通信及信號處理領域的重要研究內容,國內外學者對IIR數字濾波器的優化設計進行了大量研究。其中,進化算法優化設計IIR數字濾波器雖然取得了一定的效果,但是其也有自身的一些不足;另外,基于粒子群算法以及人工魚群算法的IIR數字濾波器優化設計也取得了較好的效果。但這些方法都是將多目標優化問題轉化為單目標優化問題,這種方法是將每個目標賦一個權值,然后將這些賦了權值的目標相加,把相加的結果作為目標函數,在此基礎上尋找目標函數的最小值,這樣做造成的問題是可能將其中的任何一種滿足目標函數值最小的情況作為最優解,但實際上得到的不一定是最優解。也就是說,單目標的方法難以區分哪一種情況為最優解,這樣的尋優模型從理論上來說是難以得到最優解的。另外,在將多目標轉化為單目標時,各個目標的權值難以確定,而且最終只能得到唯一解。針對這些問題,本文在研究傳統遺傳算法、進化規劃算法以及量子遺傳算法的IIR數字濾波器優化設計的基礎上,將重點研究IIR數字濾波器的粒子進化規劃優化、遺傳多目標優化以及量子多目標優化。另外,由于在通信系統中IIR數字濾波器有廣泛應用,并且大量采用FPGA實現,多目標優化方法得到的濾波器性能也值得驗證,因此,對多目標優化方法得到的IIR數字濾波器系數進行FPGA仿真驗證有重要的現實意義。 @@ 論文的主要工作及研究成果具體如下: @@ 1.分析IIR數字濾波器的數學模型及其優化設計的參數;針對低通IIR數字濾波器,采用遺傳算法及量子遺傳算法對其進行優化設計,并給出相應的仿真結果及分析。 @@ 2.針對使用進化規劃算法優化設計IIR數字濾波器時容易陷入局部極值的問題,研究粒子進化規劃算法,并將其應用于IIR數字濾波器的優化設計,該算法將粒子群優化算法與進化規劃算法相結合,繼承了粒子群算法局部搜索能力強和進化規劃算法遺傳父代優良基因能力強的優點。將這種新的粒子進化規劃算法應用于IIR低通、高通、帶通、帶阻數字濾波器的優化設計,顯示了較好的效果。 @@ 3.優化設計IIR數字濾波器時,通常將多目標轉化為單目標的優化問題,這種方法雖然設計簡單,但是在將多目標轉化為單目標時,各個目標的權值難以確定,而且最終只能得到唯一解,不能提供更多的有效解給決策者。針對常 用基于單目標優化算法的不足,在分析IIR數字濾波器優化模型和待優化參數的基礎上,本文研究遺傳算法的IIR數字濾波器多目標優化設計方法,該方法將多個目標值直接映射到適應度函數中,通過比較函數值的占優關系來搜索問題的有效解集,使用這種方法可以求得一組有效解,并且將多目標轉化為單目標的優化方法得到的唯一解也能被包括在這一組有效解中。@@ 4.將量子遺傳算法應用于IIR數字濾波器多目標優化設計,研究量子遺傳算法的IIR數字濾波器多目標優化設計方法,并將優化結果與傳統遺傳算法的多目標優化方法進行了比較。仿真結果表明,在對同一種濾波器進行優化設計時,使用該方法得到的結果通帶波動更小,過渡帶更窄,阻帶衰減也更大。 @@ 5.針對IIR數字濾波器的硬件實現問題,在對IIR數字濾波器的結構特征進行分析的基礎上,分別采用遺傳多目標優化方法量子多目標方法優化設計IIR數字濾波器的系數,然后針對兩組系數進行了FPGA( Field-Programmable GateArray,現場可編程門陣列)仿真驗證,并對兩種結果進行了對比分析。 @@關鍵詞:IIR數字濾波器;優化設計
上傳時間: 2013-06-09
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調整視頻圖像的分辨率需要視頻縮放技術。如果圖像縮放技術的處理速度達到實時性要求就可以應用于視頻縮放。 傳統圖像縮放技術利用插值核函數對已有像素點進行插值重建還原圖像。本文介紹了圖像插值的理論基礎一采樣定理,并對理想重建函數Sinc函數進行了討論。本文介紹了常用的線性圖像插值技術及像素填充、自適應插值和小波域圖像縮放等技術。然后,本文討論了分級線性插值算法的思想,設計并實現了FPGA上的分級雙三次算法。最后本文對各種算法的縮放效果進行了分析和討論。 本文在分析現有視頻縮放算法基礎之上,提出了分級線性插值算法,并應用在簡化線性插值算法中。分級線性插值算法以犧牲一定的計算精度為代價,用查找表代替乘法計算,降低了算法復雜度。本文設計并實現了分級雙三次插值算法,詳細說明了板上系統的模塊結構。最后本文將分級線性插值算法與原線性插值算法效果圖進行比較,比較結果顯示分級插值算法與原算法誤差較小,在放大比例較小時可以取代原算法。結果證明分級雙三次線性插值算法的FPGA實現能夠滿足額定幀頻,可以進行實時視頻縮放。
上傳時間: 2013-04-24
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現場可編程門陣列(FPGA)的發展已經有二十多年,從最初的1200門發展到了目前數百萬門至上千萬門的單片FPGA芯片。現在,FPGA已廣泛地應用于通信、消費類電子和車用電子類等領域,但國內市場基本上是國外品牌的天下。 在高密度FPGA中,芯片上時鐘分布質量變的越來越重要,時鐘延遲和時鐘偏差已成為影響系統性能的重要因素。目前,為了消除FPGA芯片內的時鐘延遲,減小時鐘偏差,主要有利用延時鎖相環(DLL)和鎖相環(PLL)兩種方法,而其各自又分為數字設計和模擬設計。雖然用模擬的方法實現的DLL所占用的芯片面積更小,輸出時鐘的精度更高,但從功耗、鎖定時間、設計難易程度以及可復用性等多方面考慮,我們更愿意采用數字的方法來實現。 本論文是以Xilinx公司Virtex-E系列FPGA為研究基礎,對全數字延時鎖相環(DLL)電路進行分析研究和設計,在此基礎上設計出具有自主知識產權的模塊電路。 本文作者在一年多的時間里,從對電路整體功能分析、邏輯電路設計、晶體管級電路設計和仿真以及最后對設計好的電路仿真分析、電路的優化等做了大量的工作,通過比較DLL與PLL、數字DLL與模擬DLL,深入的分析了全數字DLL模塊電路組成結構和工作原理,設計出了符合指標要求的全數字DLL模塊電路,為開發自我知識產權的FPGA奠定了堅實的基礎。 本文先簡要介紹FPGA及其時鐘管理技術的發展,然后深入分析對比了DLL和PLL兩種時鐘管理方法的優劣。接著詳細論述了DLL模塊及各部分電路的工作原理和電路的設計考慮,給出了全數字DLL整體架構設計。最后對DLL整體電路進行整體仿真分析,驗證電路功能,得出應用參數。在設計中,用Verilog-XL對部分電路進行數字仿真,Spectre對進行部分電路的模擬仿真,而電路的整體仿真工具是HSIM。 本設計采用TSMC0.18μmCMOS工藝庫建模,設計出的DLL工作頻率范圍從25MHz到400MHz,工作電壓為1.8V,工作溫度為-55℃~125℃,最大抖動時間為28ps,在輸入100MHz時鐘時的功耗為200MW,達到了國外同類產品的相應指標。最后完成了輸出電路設計,可以實現時鐘占空比調節,2倍頻,以及1.5、2、2.5、3、4、5、8、16時鐘分頻等時鐘頻率合成功能。
上傳時間: 2013-06-10
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MP3音樂是目前最為流行的音樂格式,因其音質、復雜度與壓縮比的完美折中,占據著廣闊的市場,不僅在互聯網上廣為流傳,而且在便攜式設備領域深受人們喜愛。本文以MPEG-1的MP3音頻解碼器為研究對象,在實時性、面積等約束條件下,研究MP3解碼電路的設計方法,實現FPGA原型芯片,研究MP3原型芯片的驗證方法。 論文的主要貢獻如下: (1)使用算法融合方法合并MP3解碼過程的相關步驟,以減少緩沖區存儲單元的容量和訪存次數。如把重排序步驟融合到反量化模塊,可以減少一半的讀寫RAM操作;把IMDCT模塊內部的三個算法步驟融合在一起進行設計,可以省去存儲中間計算結果的緩存區單元。 (2)反量化、立體聲處理等模塊中,采用流水線設計技術,設置寄存器把較長的組合邏輯路徑隔開,提高了電路的性能和可靠性;使用連續訪問公共緩存技術,合理規劃各計算子模塊的工作時序,將數據計算的時間隱藏在訪存過程中;充分利用頻率線的零值區特性,有效地減少數據計算量,加快了數據處理的速度。 (3)設計了MP3硬件解碼器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述語言設計RTL級電路,完成功能仿真,以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA開發板為平臺,實現MP3解碼器的FPGA原型芯片。MP3硬件解碼器在Stratix II EP2S180器件內的資源利用率約為5%,其中組合邏輯查找表ALUT為7189個,寄存器共有4024個,系統頻率可達69.6MHz,充分滿足了MP3解碼過程的實時性要求。實驗結果表明,MP3音頻解碼FPGA原型芯片可正常播放聲音,解碼音質良好。
上傳時間: 2013-07-01
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測量技巧萬用表實用測量技法與故障檢修電子技能基礎
上傳時間: 2013-05-18
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在幾乎所有現代通訊和計算機網絡領域中,安全問題都起著非常重要的作用。隨著網絡應用的迅速發展,對安全的要求也逐漸加強。目前影響最大的三類公鑰密碼是RSA公鑰密碼、EIGamal公鑰密碼和橢圓曲線公鑰密碼。但超橢圓曲線密碼是比橢圓曲線密碼更難攻破的密碼體制,且可以在更小的基域上達到與橢圓曲線密碼相同的安全程度。雖然超橢圓曲線密碼體制在理論上已經基本成熟,但由于它的計算復雜性大,所以在具體實現上還需要進一步研究。實現超橢圓曲線密碼系統,對于增強信息系統的安全性和研究更高強度的加密系統都有著重要的理論意義和較高的應用價值,相信超橢圓曲線密碼系統將會有更好的應用前景。 對于密碼系統,我們希望它占用的空間更少,實現的時間更短,安全性更高。論文研究超橢圓曲線密碼中的加密算法,對主要算法進行實現比較并提出軟硬協調思想實現超橢圓曲線密碼系統就是為了達到這個目標。 論文先介紹了超橢圓曲線密碼系統中有限域上的兩個核心運算——有限域乘法運算和有限域求逆運算。對有限域乘法運算的全串行算法和串并混合算法在FPGA上用VHDL語言進行了實現,并對它們的結果進行對比,重點在于對并行度不同的串并混合算法進行實現比較,找到面積和速度的最佳結合點。通過對算法的實現和比較,發現理論上面積和速度協調性較好的8位串并混合算法在實際中協調性并不是很好,最終得出結論,在所做實驗的四種情況中,面積和速度協調性較好的算法是4位串并混合算法。隨后論文對有限域求逆運算的三種算法在FPGA上用VHDL語言進行實現比較,找到單獨實現有限域求逆運算較好的算法(MIMA域求逆算法)和可以與域乘法運算相結合的算法(使用域乘法求逆的算法),為軟硬協調實現超橢圓曲線系統思想的提出打下基礎。 論文然后提出了軟硬協調的方法實現超橢圓曲線系統的思想,并對整個系統進行了軟硬件部分的劃分。通過分析,將標量乘算法,除子算法和多項式環算法劃分到軟件部分,并對其中的標量乘運算進行了詳細的分析介紹,將有限域算法歸于硬件部分并對其進行了簡單描述。在最后對全文進行總結,提出進一步需要開展的工作。
上傳時間: 2013-04-24
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文章開篇提出了開發背景。認為現在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統的分立元件組成的。它的特點是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低,對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產品,同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術飛速發展的今天,這種傳統的模擬開關電源已經很難跟上時代的發展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關電源的控制部分正在向數字化方向發展。由于數字化,使開關電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能,同時由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應對不同客戶的需求,這就降低了開發周期和成本。依靠現代數字化控制和數字信號處理新技術,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。 在數字化領域的今天,最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域。近年來,數字電源的研究勢頭與日俱增,成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內容是在傳統開關電源模擬調節器的基礎上,提出了一種新的數字化調節器方案,即基于DSP和FPGA的數字化PID調節器。論文對系統方案和電路進行了較為具體的設計,并通過測試取得了預期結果。測試證明該方案能夠適合本行業時代發展的步伐,使系統電路更簡單,精度更高,通用性更強。同時該方案也可用于相關領域。 本文首先分析了國內外開關電源發展的現狀,以及研究數字化開關電源的意義。然后提出了數字化開關電源的總體設計框圖和實現方案,并與傳統的開關電源做了較為詳細的比較。本論文的設計方案是采用DSP技術和FPGA技術來做數字化PID調節,通過數字化PID算法產生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統的模擬PID調節器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強。傳統的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調節后--分立元器件構成,采用專用脈寬調制芯片實現PWM控制。電流反饋信號來自主回路的電流取樣,電壓反饋信號來自主回路的電壓采樣。再將這兩個信號分別送至電流調節器和電壓調節器的反相輸入端,用來實現閉環控制。同時用來保證系統的穩定性及實現系統的過流過壓保護、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號則由單片機或電位器提供。再次,文章對各個模塊從理論和實際的上都做了仔細的分析和設計,并給出了具體的電路圖,同時寫出了軟件流程圖以及設計中應該注意的地方。整個系統由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環境開關量檢測、環境開關量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號采集、負載電壓信號采集、負載電流信號采集、以及對信號的一階數字低通濾波。由于整個系統是閉環控制系統,要求采樣速率相當高。本系統采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統資源的問題,減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調節,從而產生PWM波來控制逆變橋的開關速率,從而達到閉環控制的目的。 最后,對數字化開關電源和模擬開關電源做了對比測試,得出了預期結論。同時也提出了一些需要改進的地方,認為該方案在其他相關行業中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間,這些零件的參數值還會隨著使用時間、溫度和其它環境條件的改變而變動并對系統穩定性和響應能力造成負面影響。數字電源則剛好相反,同時數字控制還能讓硬件頻繁重復使用、加快上市時間以及減少開發成本與風險。在當前對產品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩定度好等前提條件下,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。本系統來基本上達到了設計要求。能夠滿足較高精度的設計要求。但對于高精度數字化電源,系統還有值得改進的地方,比如改進主控器,提高參考電壓的精度,提高采樣器件的精度等,都可以提高系統的精度。 本系統涉及電子、通信和測控等技術領域,將數字PID算法與電力電子技術、通信技術等有機地結合了起來。本系統的設計方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關的領域都可以采用。
上傳時間: 2013-06-29
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