遺傳算法是一種基于自然選擇原理的優化算法，在很多領域有著廣泛的應用。但是，遺傳算法使用計算機軟件實現時，會隨著問題復雜度和求解精度要求的提高，產生很大的計算延時，這種計算的延時限制了遺傳算法在很多實時性要求較高場合的應用。為了提升運行速度，可以使用FPGA作為硬件平臺，設計數字系統完成遺傳算法。和軟件實現相比，硬件實現盡管在實時性和并行性方面具有很大優勢，但同時會導致系統的靈活性不足、通用性不強。本文針對上述矛盾，使用基于功能的模塊化思想，將基于FPGA的遺傳算法硬件平臺劃分成兩類模塊：系統功能模塊和算子功能模塊。針對不同問題，可以在保持系統功能模塊不變的前提下，選擇不同的遺傳算子功能模塊完成所需要的優化運算。本文基于Xilinx公司的Virtex5系列FPGA平臺，使用VerilogHDL語言實現了偽隨機數發生模塊、隨機數接口模塊、存儲器接口/控制模塊和系統控制模塊等系統功能模塊，以及基本位交叉算子模塊、PMX交叉算子模塊、基本位變異算子模塊、交換變異算子模塊和逆轉變異算子模塊等遺傳算法功能模塊，構建了系統功能構架和遺傳算子庫。該設計方法不僅使遺傳算法平臺在解決問題時具有更高的靈活性和通用性，而且維持了系統架構的穩定。本文設計了多峰值、不連續、不可導函數的極值問題和16座城市的旅行商問題 (TSP)對遺傳算法硬件平臺進行了測試。根據測試結果，該硬件平臺表現良好，所求取的最優解誤差均在1％以內。相對于軟件實現，該系統在求解一些復雜問題時，速度可以提高2個數量級。最后，本文使用FPGA實現了粗粒度并行遺傳算法模型，并用于 TSP問題的求解。將硬件平臺的運行速度在上述基礎上提高了近1倍，取得了顯著的效果。關鍵詞：遺傳算法，硬件實現，并行設計，FPGA，TSP
上傳時間： 2013-06-15
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高性能ADC產品的出現，給混合信號測試領域帶來前所未有的挑戰。并行ADC測試方案實現了多個ADC測試過程的并行化和實時化，減少了單個ADC的平均測試時間，從而降低ADC測試成本。本文實現了基于FPGA的ADC并行測試方法。在閱讀相關文獻的基礎上，總結了常用ADC參數測試方法和測試流程。使用FPGA實現時域參數評估算法和頻域參數評估算法，并對2個ADC在不同樣本數條件下進行并行測試。 本研究通過在FPGA內部實現ADC測試時域算法和頻域算法相結合的方法來搭建測試系統，完成了音頻編解碼器WM8731L的控制模式接口、音頻數據接口、ADC測試時域算法和頻域算法的FPGA實現。整個測試系統使用Angilent33220A任意信號發生器提供模擬激勵信號，共用一個FPGA內部實現的采樣時鐘控制模塊。并行測試系統將WM8731.L片內的兩個獨立ADC的串行輸出數據分流成左右兩通道，并對其進行串并轉換。然后對左右兩個通道分別配置一個FFT算法模塊和時域算法模塊，并行地實現了ADC參數的評估算法。在樣本數分別為128和4096的實驗條件下，對WM8731L片內2個被測.ADC并行地進行參數評估，被測參數包括增益GAIN、偏移量OFFSET、信噪比SNR、信號與噪聲諧波失真比SINAD、總諧波失真THD等5個常用參數。實驗結果表明，通過在FPGA內配置2個獨立的參數計算模塊，可并行地實現對2個相同ADC的參數評估，減小單個ADC的平均測試時間。FPGA片內實時評估算法的實現節省了測試樣本傳輸至自動測試機PC端的時間。而且只需將HDL代碼多次復制，就可實現多個被測ADC在同一時刻并行地被評估，配置靈活?；贔PGA的ADC并行測試方法易于實現，具有可行性，但由于噪聲的影響，測試精度有待進一步提高。該方法可用于自動測試機的混合信號選項卡或測試子系統。
上傳時間： 2013-06-07
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隨著圖像采集系統的廣泛應用，人們對CCD探測系統的要求日益提高。傳統的CCD探測系統由于結構復雜，造價較高，己不能滿足日益廣泛的應用需要。本文設計了一套基于單片FPGA的小型化與經濟化的CCD探測系統，能夠滿足空間光強的測量并實現光信號的識別和處理。 本文研究了CCD探測系統的基本結構。設計了基于單片FPGA的CCD探測系統的硬件電路原理圖，完成了硬件電路板制作與調試。系統FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，電路板采用雙層板設計，實現了CCD探測系統的小型化與經濟化的目標。利用FPGA器件實現了CCD驅動時序脈沖的設計、實現了單采樣與相關雙采樣的控制程序設計，利用FPGA的數字信號處理功能實現了相關雙采樣的信號處理。基于FPGA的可編程特性，在不改變外部電路的基礎上，通過程序的改變，對CCD驅動頻率、模數轉換器采樣時刻的選擇進行方便調節。系統與上位機的數據傳輸接口采用了網絡傳輸方案，充分發揮了網絡傳輸的遠距離傳輸、遠程訪問、信息共享等優勢，系統采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式處理器系統，通過對其應用軟件的開發，實現了系統與上位機之間數據的可靠性傳輸。
上傳時間： 2013-08-06
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設計了一個基于單片機的轎車車內一氧化碳濃度測控功能的系統。該系統以16位高性能單片機SPCE061A為控制核心，采用高精度敏感元件MQ-7，集成運算放大器INA128進行信號調理，并引入了實時操作系統μC/OS-II進行任務管理。實驗表明：系統實現了轎車空調運行時一氧化碳氣體的實時監控，CO濃度不超過300 ppm，同時具有溫度測量功能，便于進行空調操作，參數測量準確，為保證轎車內人員安全提供了可靠方案。
上傳時間： 2013-12-04
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針對目前普通日光燈因不能調節光強而造成的能源浪費問題，設計了一種基于單片機的新型節能日光燈系統，該系統主要分為3個部分，首先采集外界光強信息并將數據傳至單片機；隨后單片機根據輸入量的不同調整輸出的PWM波；最后日光燈控制電路通過PWM波的控制，調節日光燈兩端的電壓，控制日光燈輸出的光強，使日光燈隨外界光強的變化而自動調整照射光強。經過不同外界環境的實驗調試，在滿足使用者的用光要求的前提下，日光燈工作穩定，功率明顯降低，適宜推廣使用。
上傳時間： 2013-10-29
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為了實現把軟件仿真的數據通過PCI總線DMA傳輸、處理后轉換成高速視頻串行數據流（LVDS數據流），設計出了基于PCI9054的數據轉換模塊。通過介紹PCI總線接口協議芯片PCI9054的性能、特點，分析了windows的WDM驅動程序的特點，在軟硬件設計中采用把數據緩存器設置為兩組SRAM的結構，兩組SRAM交替進行數據存取的方式，有效克服了數據流不連續的現象，解決了形成不間斷數據流和兩次DMA傳輸之間的數據間斷問題。應用結果表明，該設計可滿足數字視頻帶寬20 MHz以內的LVDS數據流的轉換與傳輸。
上傳時間： 2014-12-26
上傳用戶：jisujeke
摘要:為解決基于單片機的電子提花機所面臨的問題,提出一種新的基于單片機W78E516B的嵌入式提花機控制器,包括硬件電路和單片機軟件.分析了控制器實際中遇到的及可能遇到的技術問題,提出相應的對策.用盤代替軟盤輸入花樣數據,解決了花樣緯數受限制的實際問題.控制器實現了意外停機保護功能,且意外停機后可以快速恢復生產,文件管理系統經過反復拷貝刪除也不會產生碎片.經在多家工廠運行,結果表明使用該控制器的提花機動作簡潔、準確.關鍵詞:提花機;控制器;單片機;USB;文件管理
上傳時間： 2013-11-11
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摘要：為解決采用原子力顯微鏡（ＡＦＭ）系統進行納米機械性能測試中存在的不能夠直接獲得載荷?壓深曲線以及不能夠隨意改變加載、保載、卸載時間等問題，對ＡＦＭ系統進行了改造，開發了一套基于單片機的信號輸入輸出模塊。將該模塊與ＡＦＭ控制系統相聯，形成新的納米機械性能測試系統。該系統信號輸出精度為０．１５ｍＶ，信號采集精度為０．３ｍＶ，工作臺的移動靈敏度為１．５３ｎｍ，可以動態改變垂直載荷，并實時獲得載荷?壓深曲線。通過單片機設置模擬信號的輸出速率可以實現加載、保載和卸載速率的改變；結合二維微動精密工作臺，可以實現較大范圍內高精度的點陣壓痕測試。通過在聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料表面進行實驗測試表明：該系統可以高速高精度地測量樣品的納米機械性能參數，包括對樣品進行納米壓痕測試和對樣品的純彈性變形過程進行檢測，如聚二甲基硅氧烷或者各種微梁等微小構件。關 鍵 詞：原子力顯微鏡（ＡＦＭ）；單片機；納米機械性能；載荷-壓深曲線
上傳時間： 2013-10-18
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摘要：單片機應用技術飛速發展，縱觀我們現在生活的各個領域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網絡通訊與數據傳輸，到工業自動化過程的實時控制和數據處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。單片機是集CPU,RAM,ROM,定時，計數和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強，廣泛應用于智能產業和工業自動化上。而51系列單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業設計通過對它的學習，應用，從而達到學習、設計、開發軟、硬的能力。通過對基于單片機的日歷設計，從而達到學習、了解單片機相關指令在各方面的應用。系統以AT89S52為核心，主要進行基于AT89S52低功耗MCU的字符型日歷時鐘及其系統的研究。系統還帶有DS1302、顯示電路、按鍵電路、和復位電路等部分，能實現時鐘日歷顯示的功能，能進行時、分、秒、年、月、日的調整。 關鍵詞：AT89S52 LCD 復位電路 DS1302
上傳時間： 2013-10-28
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基于TMS320F2812的數字頻率計摘 要:采用多周期測量原理,即用標準頻率信號填充整數個周期的被測信號,從而消除了被測信號±1的計數誤差,其測量精度僅與門控時間和標準頻率有關,克服傳統的直接測頻或者直接測周法均不能全面滿足高精度要求的缺陷。選用TMS320F2812型號的DSP芯片作為核心處理單元,結合其高精時鐘和快速運算的優點,利用其內部的事件管理器:捕獲單元,定時/計數單元,比較單元,脈寬調制電路PWM,實現高精度的頻率測量,并實現了脈寬和占空比的測量。關鍵詞:高精度頻率測量; 脈寬; 占空比; 多周期測量原理; 數字信號處理器
上傳時間： 2014-10-14
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