在工業(yè)生產(chǎn)中，二次自動化儀表是構(gòu)成自動化系統(tǒng)的基本單元之一。我國的單元儀表己基本完成由電動Ⅲ型儀表向基于八位或十六位單片機為基礎設計的數(shù)字化儀表的轉(zhuǎn)換。由于常規(guī)單片機資源的限制，以單片機為基礎設計的單元儀表基本上還是在功能上替代電動Ⅲ型儀表，并按電動Ⅲ型功能進行分類。這樣造成國內(nèi)自動化儀表生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的二次數(shù)字化儀表品種繁雜，標準難以統(tǒng)一，設計隨意性大。因此帶來如下現(xiàn)實問題： 1．自動化系統(tǒng)設計單位的儀表選型、系統(tǒng)調(diào)試、使用中操作、維修和系統(tǒng)的功能優(yōu)化及備件的準備非常的不方便： 2．儀表生產(chǎn)廠家的批量生產(chǎn)困難，產(chǎn)品質(zhì)量的提高及成本的節(jié)約不利： 3．國內(nèi)現(xiàn)在自動化儀表廠家數(shù)量眾多，但都無法形成規(guī)模生產(chǎn)，質(zhì)量不佳，而國外進口的二次儀表往往依附于特定的集散系統(tǒng)，也存在標準不統(tǒng)一，難以靈活替換的問題，且價格昂貴。 自動化系統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用迫切需要一種使用方便、通用性強的智能型二次儀表，以解決上述問題，改變傳統(tǒng)設計、生產(chǎn)及應用方式，這將是未來自動化儀表的發(fā)展趨勢，也就是本課題的努力方向。 本論文正是針對上述問題，以設計出一種可靈活組態(tài)的通用智能型二次儀表為研究對象，在深入分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為： 1．各種常規(guī)二次儀表功能、標準、接線、操作習慣及結(jié)構(gòu)方式的歸類分析； 2．多信號多量程的柔性測量方法研究； 3．系統(tǒng)整機設計以及系統(tǒng)可靠性設計； 4．u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用組態(tài)軟件設計。 本文設計了一種以三星公司的ARM7TDMI系列處理器S3C44BOX為核心，輔以外圍電路，實現(xiàn)同一硬件平臺下多種儀表的功能，并成功制作了樣品系統(tǒng)。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)同樣適用于其它項目的開發(fā)，對其它嵌入式的應用系統(tǒng)開發(fā)有重要的參考價值。
上傳時間： 2013-05-16
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隨著國民經(jīng)濟和電力工業(yè)的飛速發(fā)展，使得對電力系統(tǒng)自動化和信息化水平的要求也越來越高。變電站系統(tǒng)作為電網(wǎng)的重要基本環(huán)節(jié)，其自動化水平的高低直接影響著電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平，于是變電站綜合自動化系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展和推廣應用，成為衡量電力企業(yè)自動化水平的重要依據(jù)。而安全可靠的網(wǎng)絡通信技術(shù)又是實現(xiàn)變電站綜合自動化系統(tǒng)的根本保證。 變電站是輸配電系統(tǒng)中的樞紐環(huán)節(jié)，它是電力系統(tǒng)的重要部分。而作為變電站綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)地測控單元是其非常重要的組成部分，它的性能的優(yōu)劣直接影響著變電站綜合自動化系統(tǒng)整體的高效、安全的運行。 隨著電壓等級和電網(wǎng)復雜程度的提高，供電半徑和輸配電容量的加大，采用傳統(tǒng)的變電站一次和二次設備已越來越難以同時滿足：“降低變電站造價，提高變電站的安全和經(jīng)濟運行水平”這兩方面的要求。為此，很有必要研制和開發(fā)以計算機技術(shù)為基礎的各種電壓等級的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次設備。 本論文以變電站綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，提出并研究了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元。文中從當前各種模式的變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，結(jié)合計算機技術(shù)發(fā)展的趨勢，詳細介紹了該現(xiàn)地測控單元的原理與構(gòu)成及其特點；著重分析了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C4510B為核心的嵌入式網(wǎng)絡系統(tǒng)的軟件硬件設計原理，給出了硬件原理圖；對于該系統(tǒng)的關鍵技術(shù)：操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ的移植、系統(tǒng)軟件的設計等問題本文作了系統(tǒng)、細致的論述，并給出了相關的設計程序。 新型嵌入式智能變電站綜合自動化現(xiàn)地測控單元提供了更快的通信速度以及更強的處理能力，它的應用必定會提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信能力，而且使變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性更高，經(jīng)濟性方面也具有更強的優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-06-21
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大圓機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域，比較復雜的典型機電一體化產(chǎn)品。近幾年來，伴隨著我國針織行業(yè)的快速發(fā)展，大圓機的需求日益加大，傳統(tǒng)的基于MCU面板控制和采用薄膜按鍵方式的大圓機控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足需求。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)以其高集成度和高穩(wěn)定性、高性價比在工控領域有著廣闊的應用前景。 近幾年，隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，對人機界面的要求越來越高，友好的圖形人機界面為嵌入式系統(tǒng)的人機交互提供了豐富的圖形圖像信息。uC/GUI是一款不僅可以實現(xiàn)快速開發(fā)，而且能夠提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI軟件。用戶可以使用它方便地定制出自己的圖形用戶界面，完成各種應用程序的開發(fā)。因此已經(jīng)被越來越多的領域所采用。 本文在對大圓機系統(tǒng)的功能和控制要求進行分析的基礎上，提出了一個以ARM微處理器和CPLD器件為中心構(gòu)建硬件平臺、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圓機控制系統(tǒng)解決方案。 此方案中的硬件平臺由主CPU核心應用系統(tǒng)電路、人機交互接口電路、協(xié)處理器CPLD模塊電路等部分組成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7內(nèi)核的S3C44BOX處理器，人機交互接口電路采用觸摸屏和LCD液晶顯示器，為了解決閉環(huán)控制的問題，采用了CPLD作為協(xié)處理器，進行外圍擴展構(gòu)成控制電路，軟件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、設備驅(qū)動程序、人機界面和主控制應用程序等。其中Boot Loader支持系統(tǒng)啟動,程序下載到RAM執(zhí)行和燒寫到Flash存儲器等功能,而人機界面和主控制應用程序則基于設備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了對于大圓機系統(tǒng)的控制。 與傳統(tǒng)的基于MCU或工控機的大圓機控制系統(tǒng)相比，基于此設計方案實現(xiàn)的控制系統(tǒng)具有低成本、高集成度和高性能等特點，具有較大的實用價值和廣闊的應用前景。
標簽： CPLD ARM 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-13
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新型樓道聲控燈系統(tǒng)，絕對原創(chuàng)。程序和硬件調(diào)成通過，里面有原理圖和程序，主控IC是大家熟悉的 89S52.
上傳時間： 2013-07-11
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第三代移動通信系統(tǒng)及技術(shù)是目前通信領域的研究熱點。本系統(tǒng)采用了第三代移動通信系統(tǒng)的部分關鍵技術(shù)，采用直接序列擴頻方式實現(xiàn)多路寬帶信號的碼分復用傳輸。在系統(tǒng)設計中，我們綜合考慮了系統(tǒng)性能要求，功能實現(xiàn)復雜度與系統(tǒng)資源利用率，選擇了并行導頻體制、串行滑動相關捕獲方式、延遲鎖相環(huán)跟蹤機制、導頻信道估計方案和相干解擴方式，并在Quartus軟件平臺上采用VHDL語言，在FPGA芯片CycloneEP1C12Q240C8上完成了系統(tǒng)設計。通過對硬件測試板的測試表明文中介紹的方案和設計方法是可行和有效的。并在測試的基礎上對系統(tǒng)提出了改進意見。
標簽： FPGA 多路 分 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-27
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隨著嵌入式控制在工業(yè)領域的不斷滲入，進入21世紀之后，基于ARM體系Linux操作系統(tǒng)的嵌入式一體化工業(yè)控制系統(tǒng)成為了工業(yè)控制的主要發(fā)展方向，ARM芯片不僅體積小，功耗低，而且功能強；Linux由于其開源，穩(wěn)定以及成本低的優(yōu)點，在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。 本文研究的主要內(nèi)容是基于Linux操作系統(tǒng)ARM體系的嵌入式工控一體機設計與實現(xiàn)。該嵌入式工控一體機是基于Motorola公司研發(fā)的ARM9嵌入式系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的設備，整個系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)精簡，并有很高的執(zhí)行效率。它根據(jù)特定的工業(yè)控制對象定制特定的模型與控制算法。另外，該設備自身還具備各種數(shù)字PID控制算法，實現(xiàn)PID閉環(huán)控制。可以應用于工業(yè)控制領域中的各類被控設備，以及為高校自動化控制實驗和工業(yè)應用研究提供解決方案。它的軟件編程由Qt集成開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)，Qt是基于C++的針對構(gòu)造圖形用戶界面（程序）所使用的GUI工具包，它速度塊，易于使用，并具有很好的可移植性。 本文首先對嵌入式系統(tǒng)進行選型，然后提出了系統(tǒng)的軟硬件整體架構(gòu)和系統(tǒng)的啟動流程。接著介紹了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建，包括啟動加載器的設計和實現(xiàn)，Linux內(nèi)核的移植，設備驅(qū)動程序的編寫以及圖形用戶界面的實現(xiàn)。最后，詳細介紹了一個具有創(chuàng)新性的案例作為該嵌入式Linux工控一體機作為通訊和控制終端的典型應用。 該嵌入式Linux工控一體機具有極好的實用性和應用前景，并且其設計和實現(xiàn)過程對于其它嵌入式平臺也具有很好的參考價值。
上傳時間： 2013-07-27
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直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)采用全數(shù)字的合成方法，所產(chǎn)生的信號具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、頻率切換時相位連續(xù)、輸出相位噪聲低和可以產(chǎn)生任意波形等諸多優(yōu)點。本文研究的是一種基于DDS/FPGA的多波形信號源系統(tǒng)，其中，DDS技術(shù)是其核心技術(shù)。DDS可以精確地控制合成信號的三個參量：幅度、相位以及頻率，因此利用DDS技術(shù)可以合成任意波形。但因其數(shù)字化合成的固有特點，使其輸出信號中存在大量雜散信號。雜散信號的主要來源是：相位截斷帶來的雜散信號；幅度量化帶來的雜散信號；DAC的非線性特性帶來的雜散信號。這些雜散信號嚴重影響了合成信號的頻譜純度。因此抑制這些雜散信號是提高合成信號譜質(zhì)的關鍵。 本文在研究各種抑制DDS雜散技術(shù)的基礎上，提出了中和加擾技術(shù)，這可以在很大程度上減小雜散對DDS輸出信號譜質(zhì)的影響。 EP1S808956C6是一款高性能的FPGA芯片，其超強的數(shù)據(jù)處理能力十分適合應用于DDS多波形信號源的開發(fā)。在QuartusⅡ平臺下運用Verilog HDL語言和原理圖設計可以很方便地應用各種抑制雜散信號的方法來提高輸出信號的譜質(zhì)。 結(jié)合高速DDS技術(shù)和FPGA兩者的優(yōu)點，本文設計了一種基于DDS/FPGA的多波形信號源，它能完成正弦波、余弦波、三角波、鋸齒波、方波、AM、SSB、FM、2ASK、2FSK、π/4-QDPSK等多種信號。使得所設計的信號源可以適應多種不同的工作環(huán)境，給工作帶了方便。
上傳時間： 2013-07-27
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擴頻通信具有較強的抗干擾、抗偵查和抗衰落能力,可以實現(xiàn)碼分多址,目前廣泛應用于通信抗干擾、衛(wèi)星通信、導航、保密通信、測距和定位等各個方面。另外,隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字接收機和軟件無線電也已經(jīng)是現(xiàn)代通信研究的一個熱點。 本文正是順應這種發(fā)展趨勢,在某工程項目的通信分系統(tǒng)中建立CDMA直接序列擴頻通信系統(tǒng)。 本文作者承擔了多點無線擴頻通信系統(tǒng)的研究,建立了一個完整的仿真系統(tǒng)。提出了適合于本系統(tǒng)的實現(xiàn)算法,同時還建立了基于軟件無線電平臺的系統(tǒng)的全FPGA設計和實現(xiàn),包括各個模塊的測試和整個系統(tǒng)的聯(lián)合測試。 文章的主要內(nèi)容如下： 1.簡述了擴頻通信及軟件無線電的發(fā)展及現(xiàn)狀。 2. 對直擴系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)中采用的相關關鍵技術(shù)進行了闡述。相關關鍵技術(shù)包括擴頻碼的研究和選取,擴頻碼同步的研究,包括捕獲算法和跟蹤算法的研究,以及自適應門限的研究。 3.詳細討論了該多點無線通信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn),提出了適合于本系統(tǒng)的算法。首先闡述了系統(tǒng)的總體設計方案和設計參數(shù),接著分為物理層和鏈路層詳細闡述了各個模塊的設計與仿真,包括matlab仿真和modelsim仿真,文中給出了大量的仿真結(jié)果圖。仿真結(jié)果證明算法的正確性,仿真性能也能滿足系統(tǒng)設計的要求。 4.介紹了該多點無線通信系統(tǒng)的硬件平臺與系統(tǒng)調(diào)試。首先介紹了系統(tǒng)的硬件平臺和硬件框圖,介紹了系統(tǒng)的相關器件及其配置,接著介紹了FPGA的開發(fā)流程、開發(fā)工具、設計原則及遇到的相關問題,最后介紹了系統(tǒng)的設計驗證與性能分析,給出了系統(tǒng)的調(diào)試方案和調(diào)試結(jié)果。 本文所討論的多點無線通信系統(tǒng)已經(jīng)在某工程項目的通信分系統(tǒng)中實現(xiàn)。目前工作正常,性能良好,具有通用性、可移植性,有重要的理論及實用價值。
標簽： 多點 無線擴頻 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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文章開篇提出了開發(fā)背景。認為現(xiàn)在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統(tǒng)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(chǎn)品，同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關電源已經(jīng)很難跟上時代的發(fā)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(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)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(tài)的遠距離監(jiān)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(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號處理新技術(shù)，數(shù)字化開關電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領域的今天，最后一個沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領域。近年來，數(shù)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(tǒng)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(nèi)容是在傳統(tǒng)開關電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對系統(tǒng)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(jié)果。測試證明該方案能夠適合本行業(yè)時代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)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(nèi)外開關電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關電源的總體設計框圖和實現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)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(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡單，精度更高，通用性更強。傳統(tǒng)的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實現(xiàn)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(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實現(xiàn)閉環(huán)控制。同時用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實現(xiàn)系統(tǒng)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(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環(huán)境開關量檢測、環(huán)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(shù)字低通濾波。由于整個系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)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(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關速率，從而達到閉環(huán)控制的目的。 最后，對數(shù)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(jié)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(yè)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(shù)值還會隨著使用時間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動并對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應能力造成負面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時數(shù)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(fā)成本與風險。在當前對產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)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(shù)字化電源，系統(tǒng)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(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測控等技術(shù)領域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)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： 2013-06-21
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本文重點研究的是補償編碼鍵控(CCK)的調(diào)制與解調(diào)算法原理，以及基于FPGA進行的系統(tǒng)設計實現(xiàn)。作為IEEE802.11b標準中關鍵的調(diào)制技術(shù)，CCK碼具有良好的相關特性，能夠在高速率傳輸數(shù)據(jù)的同時有效的克服多徑效應。本文首先對WLAN的結(jié)構(gòu)和特點進行了簡單介紹，對其中的IEEE802.11b標準進行了研究，并著重分析了其物理層基帶部分的結(jié)構(gòu)和規(guī)范。然后系統(tǒng)的介紹了CCK碼的特點，重點對11Mb/s模式下基于“基本CCK碼字集”的CCK調(diào)制原理和基于快速沃爾什變換(FWT)塊的CCK解調(diào)原理進行了分析討論。接下來通過在Matlab中對調(diào)制和解調(diào)方案的仿真，得到了正確的理論數(shù)據(jù)，并驗證了系統(tǒng)設計的可行性。最后在Xilinx公司的ISE6.2開發(fā)環(huán)境下，使用硬件描述語言Verilog HDL對CCK調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)在FPGA中進行了設計，然后將整個系統(tǒng)在ModelSim中進行了功能仿真。理論分析和仿真結(jié)果的比較表明系統(tǒng)設計是正確的，而且系統(tǒng)性能良好。 本文所設計的基于FPGA的CCK調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)具有集成度高、穩(wěn)定性強和能夠在線軟件更新等特點。研究成果可以給將來設計更高性能、更高集成度的基帶WLAN芯片提供基礎。
標簽： CCK 基帶 調(diào)制 解調(diào)技術(shù)
上傳時間： 2013-06-02
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