本文首先研究了常規(guī)的數(shù)據(jù)采集的方法，針對由單片機構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力弱的問題提出了基于現(xiàn)場可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)為邏輯控制芯片對三片A/D芯片進行控制的遠程多路數(shù)據(jù)采集的解決方案。 本文利用VisualBasic編寫串口通信程序，通過串行端口向FPGA數(shù)據(jù)采集板發(fā)送數(shù)據(jù)采集的參數(shù)指令,FPGA數(shù)據(jù)采集板接受指令后進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，并通過串行通信將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機，在通信過程中完全遵守RS-232協(xié)議，具有較強的通用性和推廣價值。然后本文重點介紹了該采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理和軟件設(shè)計框架，實現(xiàn)實時嵌入式微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計方法，將部分軟件的功能改由硬件實現(xiàn)，從邏輯上大大簡化了嵌入式軟件的設(shè)計。
標簽： FPGA WEB 遠程 多路數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-04-24
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本文首先研究了常規(guī)的數(shù)據(jù)采集的方法，針對由單片機構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力弱的問題提出了基于現(xiàn)場可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)為邏輯控制芯片對三片A/D芯片進行控制的遠程多路數(shù)據(jù)采集的解決方案。 本文利用VisualBasic編寫串口通信程序，通過串行端口向FPGA數(shù)據(jù)采集板發(fā)送數(shù)據(jù)采集的參數(shù)指令,FPGA數(shù)據(jù)采集板接受指令后進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，并通過串行通信將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機，在通信過程中完全遵守RS-232協(xié)議，具有較強的通用性和推廣價值。然后本文重點介紹了該采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理和軟件設(shè)計框架，實現(xiàn)實時嵌入式微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計方法，將部分軟件的功能改由硬件實現(xiàn)，從邏輯上大大簡化了嵌入式軟件的設(shè)計。
標簽： FPGA WEB 遠程 多路數(shù)據(jù)采集
上傳時間： 2013-05-30
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頻率特性測試儀(簡稱掃頻儀)是一種測試電路頻率特性的儀器，它廣泛應(yīng)用于無線電、電視、雷達及通信等領(lǐng)域，為分析和改善電路的性能提供了便利的手段。而傳統(tǒng)的掃頻儀由多個模塊構(gòu)成，電路復(fù)雜，體積龐大，而且在高頻測量中，大量的分立元件易受溫度變化和電磁干擾的影響。為此，本文提出了集成化設(shè)計的方法，針對可編程邏輯器件的特點，對硬件實現(xiàn)方法進行了探索。 本文對三大關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究： 第一，由掃頻信號發(fā)生器的設(shè)計出發(fā)，對直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)進行了系統(tǒng)的理論研究，并改進了ROM壓縮方法，在提高壓縮比的同時，改進了DDS系統(tǒng)的雜散度，并且利用該方法實現(xiàn)了幅度和相位可調(diào)制的DDS系統(tǒng)-掃頻信號發(fā)生器。 第二，為了提高系統(tǒng)時鐘的工作頻率，對流水線算法進行了深入的研究，并針對累加器的特點，進行了一系列的改進，使系統(tǒng)能在100MHz的頻率下正常工作。 第三，從系統(tǒng)頻率特性測試的理論出發(fā)，研究如何在FPGA中提高多位數(shù)學(xué)運算的速度，從而提出了一種實現(xiàn)多位BCD碼除法運算的方法—高速串行BCD碼除法；隨后，又將流水線技術(shù)應(yīng)用于該算法，對該方法進行改進，完成了基于流水線技術(shù)的BCD碼除法運算的設(shè)計，并用此方法實現(xiàn)了頻率特性的測試。 在研究以上理論方法的基礎(chǔ)上，以大規(guī)模可編程邏輯器件EP1K100QC208和微處理器89C52為實現(xiàn)載體，提出了基于單片機和FPGA體系結(jié)構(gòu)的集成化設(shè)計方案；以VerilogHDL為設(shè)計語言，實現(xiàn)了頻率特性測試儀主要部分的設(shè)計。該頻率特性測試儀完成掃頻信號的輸出和頻率特性的測試兩大主要任務(wù)，而掃頻信號源和頻率特性測試這兩大主要模塊可集成在一片可編程邏輯器件中，充分體現(xiàn)了可編程邏輯器件的優(yōu)勢。 本文首先對相關(guān)的概念理論進行了介紹，包括DDS原理、流水線技術(shù)等，進而提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，包括設(shè)計工具、語言和實現(xiàn)載體的選擇，而后，簡要介紹了微處理器電路和外圍電路，最后，較為詳細地闡述了兩個主要模塊的設(shè)計，并給出了實現(xiàn)方式。
上傳時間： 2013-06-08
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隨著圖像處理和模式識別技術(shù)的進步，基于生物特征的識別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一，根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統(tǒng)計和預(yù)測，該領(lǐng)域的收入的年增長率30-50％，到2008年，全球總收入將達到46.39億美元。而基于指紋特征的識別技術(shù)由于其獨特的可靠性，穩(wěn)定性，方便快捷的特點，恰好符合了市場的需求。目前指紋識別技術(shù)是生物識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識別技術(shù)，也是研究與應(yīng)用的一個熱點。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核，可以將它嵌入FPGA內(nèi)部，與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個基于FPGA的片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較，嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識別系統(tǒng)對速度的要求。 本文對指紋識別技術(shù)中各個環(huán)節(jié)的算法進行了較為深入的研究，結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點，對算法進行了合理的選擇與優(yōu)化，形成了一套完整的指紋識別算法，并提出了一種基于FPGA的指紋識別系統(tǒng)硬件設(shè)計方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個方面： 1、對指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進行了改進，提高了算法的性能；設(shè)計了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；提出了一套基于特征點匹配的指紋識別算法。實驗結(jié)果表明該算法速度快、誤識率較低、可靠性較高，可以滿足實用的要求。 2、本著增加系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本，同時提升系統(tǒng)的性能的原則，使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個單片嵌入式系統(tǒng)，然后以內(nèi)嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片，外配片外RAM和Flash存儲器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件，設(shè)計了一個便攜式指紋識別系統(tǒng)，提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計方案。 3、利用NiosⅡ開發(fā)板對硬件設(shè)計方案進行了初步的驗證，實現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口，并進行了算法的移植。 實驗結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計方案是可行的。基于FPGA的自動指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴展性方面有著獨特的優(yōu)勢，具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對這一設(shè)計繼續(xù)改進的思路和下一步研究的內(nèi)容。
標簽： FPGA 指紋識別 法的研究 硬件實現(xiàn)
上傳時間： 2013-06-07
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顯示技術(shù)被定義為新世紀世界朝陽產(chǎn)業(yè)之一。幾十年來，LED顯示技術(shù)成為一項使用最廣泛和最普及的技術(shù)，由于其極高的性價比、高亮度、主動發(fā)光等特性，使得LED構(gòu)成的大屏幕已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于車站、碼頭、廣場等各種場合以及各企事業(yè)單位，成為各單位、部門很好的信息發(fā)布與交流工具。傳統(tǒng)的顯示技術(shù)以簡單的8位或者16位單片微控制器為核心，其運算速度、內(nèi)存容量、存儲空間和通訊方式等方面存在著很大的局限性，很難實現(xiàn)高難度圖文動態(tài)特技顯示和高灰度級顯示，并且無法滿足信息容量大和處理速度很高的場所。 本文在分析LED顯示控制原理、灰度級實現(xiàn)以及彩色顯示實現(xiàn)原理的基礎(chǔ)上，制定了ARM+FPGA的LED點陣顯示控制方案，采用三星公司S3C2410芯片上的LCD顯示接口，設(shè)計了顯示數(shù)據(jù)重組、非線性占空比γ反校正等邏輯，結(jié)合FPGA技術(shù)實現(xiàn)了高性能的LED點陣顯示控制；同時研究了嵌入式Linux操作系統(tǒng)，在實驗基礎(chǔ)上詳細論述基于Linux操作系統(tǒng)的幀緩存設(shè)備模塊加載模式下的控制技術(shù)，并開發(fā)基于ARM平臺的LED顯示屏播放以及管理應(yīng)用程序。 本文的創(chuàng)新之處在于提出并系統(tǒng)研究了改善LED顯示效果的數(shù)據(jù)重組技術(shù)以及非線性占空比下的γ反校正技術(shù)，并通過軟硬件調(diào)試系統(tǒng)達到預(yù)期顯示效果。
上傳時間： 2013-04-24
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數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現(xiàn)配套，在沖孔過程中按照程序設(shè)定控制板料移動和沖床沖孔，實現(xiàn)沖孔的高度自動化。自動送料機構(gòu)作為沖壓加工生產(chǎn)實現(xiàn)自動化的最基本的要求，它的自動化程度高低，直接影響著沖壓生產(chǎn)效率以及沖壓生產(chǎn)整體自動化水平，只有其自動化程度與沖壓設(shè)備相匹配甚至高于沖壓設(shè)備，才能夠?qū)崿F(xiàn)沖壓生產(chǎn)的完全自動化。 嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個新的發(fā)展方向，由于嵌入式系統(tǒng)自身的優(yōu)點，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到軍事國防、消費電子、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。隨著電子、計算機、自動控制以及精密機械與測試技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，自動送料裝置也在隨著數(shù)控機床的發(fā)展而在迅速發(fā)展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)也開始運用到數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器，Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統(tǒng)的主控制器，該處理器主要面向嵌入式設(shè)備，具有性價比高、功耗低的特點，并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好，具有較強的控制能力和豐富的片內(nèi)資源。該系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)控沖床的自動送料，軟硬件結(jié)構(gòu)簡單，定位精度高，操作簡單方便，具有良好的人機界面。論文首先根據(jù)生產(chǎn)實際要求和控制系統(tǒng)設(shè)計原則，確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計方案。硬件方面，在S3C2440A的基礎(chǔ)上擴展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊，并設(shè)計了X、Y軸電機及其驅(qū)動電路。軟件方面，選用Linux操作系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了Bootloader、Linux內(nèi)核、YAFFS根文件系統(tǒng)的移植，選用Qt/Embeded設(shè)計系統(tǒng)的操作界面，給出了系統(tǒng)各個模塊的程序設(shè)計，包括人機界面、速度預(yù)處理、插補模塊和電機控制部分，文章對系統(tǒng)的軟硬件的抗干擾技術(shù)也專門做了介紹。隨后，文章還介紹了積分分離的PID控制算法，并通過使用matlab對電機控制進行仿真，驗證了該算法的可行性。 文章在最后對整個設(shè)計進行了總結(jié)和展望，指出了系統(tǒng)存在的問題和一些可以改進的地方。
上傳時間： 2013-06-28
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在信息化社會中，LED顯示屏作為一種信息的傳播媒體，在交通、天氣預(yù)報、廣告、通知、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)信息等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標志。 本文介紹了LED顯示屏國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，在分析LED顯示屏工作原理后，結(jié)合LED顯示屏控制系統(tǒng)及顯示驅(qū)動設(shè)備的具體要求，提出了使用嵌入式處理器LPC2124作為控制核心，使用挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器nRF905傳送無線顯示信息的總體設(shè)計方案。由于LPC2124所具有的豐富的接口資源，使用其SPI口實現(xiàn)了和驅(qū)動芯片SD16726的串行傳輸，這在很大程度上簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的可靠性。單片收發(fā)芯片實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)顯示信息傳遞與更新，避免了使用基于中國移動通訊運營商的GSM/GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，而帶來在信息更新時的額外開銷費用。在系統(tǒng)硬件設(shè)計中，給出了各功能模塊：包括電源、時鐘電路、存儲器的擴展、射頻模塊、LED掃描驅(qū)動模塊等的具體設(shè)計。最后，在系統(tǒng)軟件設(shè)計中，完成了對顯示屏數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收數(shù)據(jù)和對顯示屏進行顯示控制驅(qū)動程序設(shè)計，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。在設(shè)計過程中，通過做各種測試和試驗，驗證了基于ARM的無線LED顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計是完全可行的，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-06-07
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀)，亦稱“汽車黑匣子”，是安裝在車輛上，對車輛行駛速度、時間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其它狀態(tài)信息進行監(jiān)控、記錄、存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態(tài)和處理交通事故提供了可靠準確的科學(xué)依據(jù)。本課題的來源是國家信息產(chǎn)業(yè)部下達的電子發(fā)展基金項目，與同類產(chǎn)品相比，增加了音/視頻功能，目前已通過信產(chǎn)部驗收。 本文主要分析和設(shè)計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案，該系統(tǒng)作為信產(chǎn)部項目中的主控模塊實現(xiàn)了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應(yīng)ARM片內(nèi)外圍電路與外部器件的設(shè)計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統(tǒng)與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應(yīng)用方面的高可用性，主要描述YAFFS的特點與基本原理，Linux中線程的實現(xiàn)機制與Linux Kernel 2.6在響應(yīng)時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序的設(shè)計要點、流程圖和主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 作為擴展，為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數(shù)字媒體應(yīng)用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮，壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H．263、H．264等。論述了實現(xiàn)音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結(jié)構(gòu)、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間： 2013-07-02
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SoC(System On a Chip)又稱為片上系統(tǒng)，是指將微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲器（或片外存儲器接口）集成在單一芯片上。SoC產(chǎn)品不斷朝著體積小、功能強的方向發(fā)展，芯片內(nèi)部整合越來越多的功能。ARM架構(gòu)作為嵌入式系統(tǒng)流行的應(yīng)用，其應(yīng)用的擴展面臨軟件擴充的問題，而X86平臺上卻有很多軟件資源。若將已有的X86軟件移植到ARM平臺，則可以在一定程度上解決軟件擴充的問題。 本論文針對X86指令在ARM中兼容的應(yīng)用，以智能手機的應(yīng)用為例，提出了基于ARM嵌入式平臺，使用X86指令到ARM指令的二進制翻譯模塊，達到對X86指令的兼容。主要研究ARM公司的片上總線系統(tǒng)——AMBA AHB和AMBA APB片上總線標準。對Multi-layer總線結(jié)構(gòu)進行研究，分析了Multi-layer AHB系統(tǒng)中使用的Bus Matrix模塊的結(jié)構(gòu)，從Bus Matrix模塊的內(nèi)部矩陣結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)架構(gòu)兩方面針對系統(tǒng)的特點作出優(yōu)化。 最后介紹了論文采用的事物級模型與Verilog HDL協(xié)同仿真的方法和系統(tǒng)的控制過程，通過仿真結(jié)果的比較，驗證了利用二進制翻譯模塊實現(xiàn)X86指令執(zhí)行的可行性和優(yōu)化后的架構(gòu)較適合于X86翻譯系統(tǒng)的應(yīng)用。
上傳時間： 2013-06-28
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多媒體正在使我們的生活變得越來越豐富多彩。報紙，相片，CD機，電視，電影已經(jīng)被PC機很好地整合到了一起，而互聯(lián)網(wǎng)又使得多媒體資源的交流成為可能。跨越網(wǎng)絡(luò)時代、信息時代、多媒體時代，后PC時代的到來，呼喚新一代的多媒體系統(tǒng)，它體積更小，功能更全，界面更友好。本系統(tǒng)就是面向這一需求而設(shè)計的。 嵌入式多媒體系統(tǒng)除了具有播放音樂，視頻，瀏覽圖片，電子書的基本功能外，一些方案還集成了視頻錄制、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、FM收音機、衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)、掌上游戲機和移動電視等等各種附加功能以滿足不同的市場需求。本課題開發(fā)一套具有音頻、視頻、圖片和電子書等功能的嵌入式多媒體系統(tǒng)解決方案，硬件部分以ARM處理器S3C241O為核心，軟件部分以Linux操作系統(tǒng)為核心進行開發(fā)，系統(tǒng)具有體積小，成本低等特點。 本論文按照硬件、固件、軟件三個層面分析了基于ARM Linux的嵌入式多媒體系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。硬件部分分處理器和外圍電路兩部分進行介紹。固件部分包括引導(dǎo)加載程序vivi的移植，Linux 2.6內(nèi)核的移植，配置Cramfs根文件系統(tǒng)，Linux設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)。軟件部分對Linux應(yīng)用開發(fā)作出了討論，包括系統(tǒng)的功能模塊和軟件構(gòu)架，重點是基于MiniGUI的圖形界面設(shè)計。在論文的最后，分析了系統(tǒng)的優(yōu)缺點，以及單片解決方案和多處理器方案的比較，并展望了嵌入式多媒體系統(tǒng)的發(fā)展方向。
標簽： ARMLinux 嵌入式多媒體 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-06-03
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