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多波形

基于FPGA的多平臺虛擬儀器研究設計.rar

虛擬儀器技術是以傳感器、信號測量與處理、微型計算機等技術為基礎而形成的一門綜合應用技術。目前虛擬儀器大部分是基于PC機，利用PCI等總線技術傳輸數據，數據卡插拔不便，便攜性差。隨著嵌入式技術的飛速發展，嵌入式系統平臺已經應用到各個領域，而市場上的嵌入式虛擬儀器系統還相當少，各種研究工作才剛剛起步，各種高性能的虛擬儀器和處理系統在現代工業控制和科學研究中已成為必不可少的部分。因此在我國開發具有較高性能、接口靈活、功能多樣化、低成本的虛擬儀器裝置勢在必行。針對目前虛擬儀器系統發展趨勢和特點，采用FPGA技術，進行一種支持多種平臺的高速虛擬儀器系統的設計與研究，并針對高速虛擬儀器系統中的一些技術難點提出解決方案。首先進行了系統的總體設計，確定了采用FPGA作為系統的控制核心，并選取了Labview作為PC平臺應用程序開發工具，利用USB2.0接口來進行數據傳輸；同時選取嵌入式處理器S3C2410以及WinCE作為嵌入式系統硬軟件平臺。隨后進行了各個具體模塊的設計，在硬件方面，分別設計了前端處理電路，ADC電路以及USB接口電路。在軟件方面，進行了FPGA控制程序的設計工作，實現了對各個模塊和接口電路的控制功能。在上層應用程序的設計方面，設計了Labview應用程序，實現了波形顯示和頻譜分析等儀器功能，人機界面良好。在嵌入式平臺上面，進行了WinCE下GPIO驅動程序設計，并在上層應用程序中調用驅動來進行數據的讀取。為了解決高速ADC與數據緩存器的速度不匹配的問題，提出利用多體交叉式存儲器結構的設計方案，并在FPGA內對控制程序進行了設計，對其時序進行了仿真。最后對系統進行了聯合調試工作，利用上層軟件對輸入波形進行采集。根據調試結果看，該系統對輸入信號進行了較好的采樣和存儲，還原了波形，達到了預期效果。課題研究并且對設計出一種支持多平臺的新型虛擬儀器系統，具有性能好、使用靈活，節省成本等特點，具有較高的研究價值和現實意義。

標簽： FPGA 虛擬儀器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：shwjl
基于ARMLinux的多道脈沖幅度分析器數字系統設計

隨著電子技術的不斷發展，各種智能核儀器逐步走向自動化、智能化、數字化和便攜式的方向發展。針對傳統的多道脈沖幅度分析器體積大，人機交互不友好，不方便現場分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續出現填補了這一缺點。隨著電子技術的發展，以ARM為核的處理器技術的應用領域不斷擴大，相比較單片機而言，它的主頻高、運算速度快，可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時間上的要求。而且ARM處理器功耗小，適合于功耗要求比較苛刻的地方，這些方面的特點正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時，由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設資源，這樣就簡化了外設電路及芯片的使用，降低了功耗并增強了產品的信賴性。另外，ARM芯片可以方便的移植操作系統，為多道脈沖幅度分析器多任務的管理和并行的處理，甚至硬實時功能的實現提供了前提。而且在ARM平臺使用嵌入式linux操作系統使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級。智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發展趨勢。智能化要求系統的自動化程度高、操作簡便、容錯性好。智能化除了需要控制軟件外，還需要軟件命令的執行者即硬件控制電路來實現相應的控制邏輯，兩者的結合才能真正的實現智能化。小型化要求系統的體積小、功耗小、便于攜帶；小型化除了要求采用微功耗的器件，還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少，但小型化的同時必須保持系統的智能化，即不能減少智能化所要求的復雜的邏輯和時序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實現控制電路能滿意地同時滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中，幾乎所有的控制都可以用控制芯片來實現，如閾值設定、自動穩譜以及多道數據采集，在節省了元件的數目和電路板的尺寸的同時仍能保持系統的智能化程度。 Linux內核精簡而高效，可修改性強，支持多種體系結構的處理器等，使得它是一個非常適合于嵌入式開發和應用的操作系統。嵌入式Linux可以運行的硬件平臺十分廣泛，從x86、MIPS、POWERPC到ARM，以及其他許多硬件體系結構。目前在世界范圍內，ARM體系結構的SOC逐漸占領32位嵌入式微處理器市場，ARM處理器及技術的應用幾乎已經深入到各個領域，例如：工業控制，無線通訊，網絡，消費類電子，成像等。本課題采用三星公司生產的ARM(Advanced RISC Machines，先進精簡指令集機器)芯片S3C2410A設計并研制了一種便攜式的核數據采集系統設計方案。利用ARM芯片豐富的外設資源對傳統的多道脈沖幅度分析器進行改進和簡化。系統由前端探測器系統，以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路，中央處理器模塊，顯示模塊，用戶交互模塊，存儲模塊，網絡傳輸模塊等多個模塊組成。本設計基于ARM9芯片S3C2410，并在此平臺上移植了嵌入式linux操作系統來進行任務的調度和處理等。電路板核心板部分設計采用6層PCB板結構，這樣增加了系統可靠性，提高了電磁兼容的穩定性。數據采集系統是多道脈沖幅度分析器的核心，A/D轉換直接使用了S3C2410內置的ADC(Analog to Digital Converter,模數轉換器)，在2.5 MHz的轉換時鐘下最大轉換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點每秒)，滿足了系統最低轉換時間≤5 μs的要求，并且控制簡單，簡化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card，安全數碼卡)卡存儲容量大、攜帶方便、成本低等優點，所以設計中采用其作為外部的數據存儲設備,其驅動部分采用SD卡軟件包，為開發帶來了方便。本設計采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示)屏作為人機交互的顯示部分，并且通過Qt/Embedded為系統提供圖形用戶界面的應用框架和窗口系統。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設置部分，這樣方便了用戶操作。系統的數據存取方面是基于SQLite嵌入式小型數據庫而進行的。為了方便數據向上位機的傳輸，系統設計中采用XML(Extensible Markup Language，可擴展標記語言)格式來組織傳輸的數據，通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協議的Linux下Socket套接字編程，來進行與上位機或PC(Personal Computer,個人計算機或桌面機)等的連接和數據傳輸。

標簽： ARMLinux 多道分析器脈沖幅度

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：tzl1975
基于FPGA的多功能測試儀的開發

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。

標簽： FPGA 多功能測試儀

上傳時間： 2013-06-25

上傳用戶：moqi
電子設計大賽：波形合成與分解（包含所有電路圖講解、程序代碼）（853594759）

全國大學生電子設計（課題：波形的合成與分解） 1 任務設計制作一個具有產生多個不同頻率的正弦信號，并將這些信號再合成為近似方波和三角波功能的電路。系統示意圖如圖1所示： 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％； 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％； 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％； 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％；一起學習交流 QQ:853594759

標簽： 853594759 電子設計大賽波形合成分解

上傳時間： 2013-10-11

上傳用戶：chongchong1234
波形及序列信號發生器設計

設計由555、移位寄存器、D/A轉換器、PLD等器件構成的多路序列信號輸出和階梯波輸出的發生器電路，重點學習555、D/A轉換器及可編程邏輯器件的原理及應用方法。用Proteus軟件仿真；實驗測試技術指標及功能、繪制信號波形。

標簽： 波形序列信號發生器

上傳時間： 2013-11-03

上傳用戶：crazyer
對非整周期正弦波形信噪比計算方法的研究

以雙音多頻信號為例，通過運用快速傅里葉變換和Hanning窗等數學方法，分析了信號頻率，電平和相位之間的關系，推導出了計算非整周期正弦波形信噪比的算法，解決了數字信號處理中非整周期正弦波形信噪比計算精度低下的問題。以C編程語言進行實驗，證明了算法的正確性和可重用性，并可極大的提高工作效率。

標簽： 周期信噪比正弦波形

上傳時間： 2014-01-18

上傳用戶：laomv123
脈沖波形的產生和整形

脈沖波形的產生和整形:介紹矩形脈沖波形的產生和整形電路。在脈沖整形電路中。介紹了最常用的兩類整形電路——施密特觸發器和單穩態觸發器電路。在本章的最后，討論了廣為應用的555定時器和用它構成施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器的方法。 7.1單穩態觸發器單穩態觸發器的工作特性具有如下的顯著特點；第一，它有穩態和暫穩態兩個不同的工作狀態；第二，在外界觸發脈沖作用下，能從穩態翻轉到暫穩態，在暫穩態維持一段時間以后，再自動返問穩態；第三，暫穩態維持時間的長短取決于電路本身的參數，與觸發脈沖的寬度和幅度無關。由于具備這些特點。單穩態觸發器被廣泛應用于脈沖整形、延時(產生滯后于觸發脈沖的輸出脈沖)以及定時(產生固定時間寬度的脈沖信號)等。 7.1.1脈沖波形的主要參數獲取矩形脈沖波形的途徑不外乎有兩種：一種是利用各種形式的多諧振蕩器電路直接產生所需要的矩形脈沖，另一種則是通過各種整形電路把已有的周期性變化波形變換為符合要求的矩形脈沖。當然，在采用整形的方法獲取矩形脈沖時，是以能夠找到頻率和幅度都符合要求的一種已有電壓信號為前提的。在同步時序電路中，作為時鐘信號的矩形脈沖控制和協調著整個系統的工作。因此，時鐘脈沖的特性直接關系到系統能否正常地工作。為了定量描述矩形脈沖的特性，通常給出圖7-1 中所標注的幾個主要參數。這些參數是：脈沖周期 ——周期性重復的脈沖序列中，兩個相鄰脈沖之間的時間間隔。有時也使用頻率表示單位時間內脈沖重復的次數。

標簽： 脈沖波形

上傳時間： 2013-10-08

上傳用戶：gai928943
基于CPLD和單片機的多功能信號發生器

本文介紹了一種基于EDA（電子設計自動化）技術的多功能信號發生器，它采用CPLD（復雜可編程邏輯器件）與單片機結合的方法，可以產生遞增鋸齒波、遞減鋸齒波、三角波、階梯波、方波、正弦波共6種波形。

標簽： CPLD 單片機信號發生器多功能

上傳時間： 2013-10-13

上傳用戶：金宜
基于FPGA的多功能多路舵機控制器的實現

伺服舵機作為基本的輸出執行機構廣泛應用于遙控航模以及人形機器人的控制中。舵機是一種位置伺服的驅動器，其控制信號是PWM信號.，利用占空比的變化改變舵機的位置，也可使用FPGA、模擬電路、單片機來產生舵機的控制信號舊。應用模擬電路產生PWM信號，應用的元器件較多，會增加電路的復雜程度；若用單片機產生PWM信號，當信號路數較少時單片機能滿足要求，但當 PWM信號多于4路時，由于單片機指令是順序執行的，會產生較大的延遲，從而使PWM信號波形不穩，導致舵機發生顫振。

標簽： FPGA 多功能多路舵機

上傳時間： 2014-12-28

上傳用戶：ainimao
采用FPGA的多路高壓IGBT驅動觸發器研制

為有效控制固態功率調制設備,提高系統的可調性和穩定性,介紹了一種基于現場可編程門陣列( FPGA)和微控制器(MCU) 的多路高壓IGBT 驅動觸發器的設計方法和實現電路。該觸發器可選擇內或外觸發信號,可遙控或本控,能產生多路頻率、寬度和延時獨立可調的脈沖信號,信號的輸入輸出和傳輸都使用光纖。將該觸發器用于高壓IGBT(3300 V/ 800 A) 感應疊加脈沖發生器中進行實驗測試,給出了實驗波形。結果表明,該多路高壓IGBT驅動觸發器輸出脈沖信號達到了較高的調整精度,頻寬’脈寬及延時可分別以步進1 Hz、0. 1μs、0. 1μs 進行調整,滿足了脈沖發生器的要求,提高了脈沖功率調制系統的性能。

標簽： FPGA IGBT 多路驅動

上傳時間： 2013-10-22

上傳用戶：zhulei420