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基于DSP和FPGA的開放式運動控制平臺研究及其應(yīng)用

該文主要介紹基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAX3128A)伺服運動控制平臺的設(shè)計.文中在討論了永磁同步電機的控制策略的基礎(chǔ)上提出了針對表面式永磁同步伺服電機的i=0的矢量控制,介紹了通過光電碼盤確定永磁同步電機轉(zhuǎn)子磁極位置的方法,以及SVPWM的原理和特性及其數(shù)字實現(xiàn)方法.詳細闡述由TMS320LF2407A和MAX3128A構(gòu)建的傳動控制系統(tǒng)平臺.以上述平臺為基礎(chǔ),設(shè)計了一個基于矢量控制的三環(huán)永磁同步伺服系統(tǒng),為解決典Ⅱ系統(tǒng)超調(diào)和抗擾性的矛盾,將IP調(diào)節(jié)器引入系統(tǒng).通過試驗證明IP調(diào)節(jié)器在不影響系統(tǒng)抗擾性和穩(wěn)態(tài)精度的前提下,大大降低了電流的超調(diào).工程實踐證明了設(shè)計的正確性.為了滿足用戶對系統(tǒng)方便操作和監(jiān)視的要求,實現(xiàn)參數(shù)在線修改以及故障綜合,并滿足一定可視性,提出并設(shè)計了基于RS232的串行通訊程序,包括兩部分:PC機的監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字操作器.文中詳細分析了設(shè)計數(shù)字操作器的硬件模塊及框圖和軟件流程,實際應(yīng)用表明數(shù)字操作器方便了用戶對系統(tǒng)的操縱和監(jiān)視,已在實際工程中得到應(yīng)用.

標簽： FPGA DSP 開放式運動控制平臺

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：ainimao
參數(shù)化Viterbi譯碼器的FPGA實現(xiàn)

本文以某型號接收機的應(yīng)用為背景，主要論述了如何實現(xiàn)基于FPGA的參數(shù)化的Viterbi譯碼器的知識產(chǎn)權(quán)(IP)核。文中詳細論述了譯碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、VerilogHDL(硬件描述語言)實現(xiàn)、仿真測試等。這些可變的參數(shù)包括：碼型、ACS(加比選)單元的數(shù)目、軟判決比特數(shù)、回溯深度等。用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)置不同的參數(shù)由開發(fā)工具生成不同的譯碼器用于不同的系統(tǒng)。　　本文的創(chuàng)新之處在于,針對FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出了一種新的累加度量RAM的組織形式，大大節(jié)省了嵌入式RAM塊；提出了一種新的累加度量值的歸一化辦法；此外還給出了用Matlab建模得到軟判決信息輔助仿真工具進行電路仿真的方法，大大提高了仿真的速度。　　所設(shè)計的(2，1，7)連續(xù)型5比特軟判決譯碼器已經(jīng)應(yīng)用于某型號接收機，經(jīng)受了實際應(yīng)用的考驗產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。

標簽： Viterbi FPGA 參數(shù) 譯碼器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：waizhang
基于FPGA的8051單片機IP核設(shè)計及應(yīng)用

單片微型計算機(單片機)是將微處理器CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、輸入/輸出并行接口等集成在一起。由于單片機具有專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，所以它最能滿足嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用要求。Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機是我國目前應(yīng)用最廣的單片機之一。隨著可編程邏輯器件設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，每個邏輯器件中門電路的數(shù)量越來越多，一個邏輯器件就可以完成本來要由很多分立邏輯器件和存儲芯片完成的功能。這樣做減少了系統(tǒng)的功耗和成本，提高了性能和可靠性。FPGA就是目前最受歡迎的可編程邏輯器件之一。IP核是將一些在數(shù)字電路中常用但比較復(fù)雜的功能塊，設(shè)計成可修改參數(shù)的模塊，讓其他用戶可以直接調(diào)用這些模塊，這樣就大大減輕了工程師的負擔(dān)，避免重復(fù)勞動。隨著FPGA的規(guī)模越來越大，設(shè)計越來越復(fù)雜，使用IP核是一個發(fā)展趨勢。本課題結(jié)合FPGA與8051單片機的優(yōu)點，主要針對以下三個方面研究： (1)FPGA開發(fā)平臺的硬件實現(xiàn)選用Xilinx公司的XC3S500E-PQ208-4-C作為核心器件，采用Intel公司的EEPROM芯片2816A和SRAM芯片6116作為片內(nèi)程序存儲器，搭建FPGA的硬件開發(fā)平臺。 (2)用VHDL語言實現(xiàn)8051IP核分析研究8051系列單片機內(nèi)部各模塊結(jié)構(gòu)以及各部分的連接關(guān)系，實現(xiàn)了基于FPGA的8051IP核。主要包括如下幾個模塊：CPU模塊、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器模塊、定時/計數(shù)器模塊、并行端口模塊、串行端口模塊、中斷處理模塊、同步復(fù)位模塊等。 (3)基于FPGA的8051IP核應(yīng)用用所設(shè)計的8051IP核，實現(xiàn)了對一個4×4鍵盤的監(jiān)測掃描、鍵盤確認、按鍵識別等應(yīng)用。

標簽： FPGA 8051 單片機 IP核

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：1417818867
基于FPGA的DAB信道編碼器輸入接口的設(shè)計與實現(xiàn)

電臺廣播在我們的社會生活中占有重要的地位。隨著我國廣播事業(yè)的發(fā)展，對我國廣播業(yè)開發(fā)技術(shù)、信號的傳輸質(zhì)量和速度提出了更高更新的要求，促使廣播科研人員不斷更新現(xiàn)有技術(shù)，以滿足人民群眾日益增長的需求。本論文主要分析了現(xiàn)行廣播發(fā)射臺的數(shù)字廣播激勵器輸入接口的不足之處，根據(jù)歐洲ETS300799標準，實現(xiàn)了一種激勵器輸入接口的解決方案，這種方案將復(fù)接器送來的ETI(NA,G704)格式的碼流轉(zhuǎn)換成符合ETS300799標準ETI(NI)的標準碼流，并送往后面的信道編碼器。ETI(NA,G704)格式與現(xiàn)行的ETI(NI,G703)格式相比，主要加入了交織和RS糾錯編碼，使得信號抗干擾能力大大加強，提高了節(jié)目從演播室到發(fā)射臺的傳輸質(zhì)量，特別是實時直播節(jié)目要求信號質(zhì)量比較好時具有更大的作用。本論文利用校驗位為奇數(shù)個的RS碼，對可檢不可糾的錯誤發(fā)出報警信號，通過其它方法替代原有信號，對音質(zhì)影響不大，節(jié)省了糾正這個錯誤的資源和開發(fā)成本。同時，我們采用FPGA硬件開發(fā)平臺和VHDL硬件描述語言編寫代碼實現(xiàn)硬件功能，而不采用專用芯片實現(xiàn)功能，使得修改電路和升級變得異常方便，大大提高了開發(fā)產(chǎn)品的效率，降低了成本。經(jīng)過軟件仿真和硬件驗證，本系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了預(yù)想的功能，擴展性較好，硬件資源開銷較小，具有實用價值。

標簽： FPGA DAB 信道編碼器

上傳時間： 2013-07-15

上傳用戶：afeiafei309
基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡(luò)電能計量系統(tǒng)的研究

基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡(luò)電能計量系統(tǒng)的研究電力電子與電力傳動專業(yè)隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的日益提高，用電量也持續(xù)上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關(guān)心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業(yè)用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統(tǒng)的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統(tǒng)計繁瑣等缺點，因此，研究開發(fā)高精度、低功耗、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的電能表是明顯的趨勢。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是近幾年電子產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能交通、信息家電、公共服務(wù)等領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)正對人類的后PC時代產(chǎn)生著深遠的影響。本文針對傳統(tǒng)的機電式電能表的缺點和不足，結(jié)合當(dāng)前的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研究并設(shè)計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網(wǎng)傳輸?shù)那度胧骄W(wǎng)絡(luò)電能表系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網(wǎng)絡(luò)中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290是一款16/32位RISC微處理器，采用ARM公司的ARM7TDMI-S內(nèi)核，提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設(shè)接口。采用L2C2290處理器，不但降低了整個系統(tǒng)的設(shè)計成本，而且也大大減少了額外的接口電路。網(wǎng)絡(luò)中繼模塊軟件是通過μCLinux操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的BOA實現(xiàn)嵌入式WEB服務(wù)器，并應(yīng)用CGI接口程序完成了動態(tài)網(wǎng)頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN總線進行通信，保證了信息的可靠性。當(dāng)客戶端通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問WEB服務(wù)器時，CGI程序就將電能量采集終端所采集的電能量數(shù)據(jù)上傳給客戶端，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動抄表。

標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 電能計量

上傳時間： 2013-06-23

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基于ARM的三維雕刻機控制系統(tǒng)設(shè)計

雕刻機的數(shù)控系統(tǒng)是三維雕刻機的控制核心，其控制系統(tǒng)的性能直接關(guān)系著三維雕刻機的加工質(zhì)量和加工效率，對雕刻機的性價比有著重要的影響。本論文在對三維雕刻機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進行分析的基礎(chǔ)上，提出了一個以．ARM微處理器和CPLD器件構(gòu)建硬件平臺、基于μC/OS-Ⅱ為嵌入式控制系統(tǒng)的解決方案，充分利用ARM微處理器的高速運算能力與CPLD的高速并行運算能力，大大減少了系統(tǒng)的外圍接口器件，有效的降低系統(tǒng)成本。此方案中選用Philips公司的基于ARM7內(nèi)核的LPC2214處理器作為主控芯片。對于系統(tǒng)的輸入/輸出的邏輯控制通過CPLD來實現(xiàn)，該芯片選用Atlera公司的EPM7128SLC84，作為處理器的外圍器件。同時對整個系統(tǒng)的硬件開發(fā)作了詳細說明：電源、SRAM、FLASH等芯片選型及設(shè)計；液晶顯示模塊及鍵盤的應(yīng)用設(shè)計；電機的輸入輸出電路設(shè)計等。軟件部分包括Boot Loader、RTOS、應(yīng)用程序的設(shè)計等。其中，Rot Loader支持系統(tǒng)Boot、程序下載到RAM中執(zhí)行和燒寫到Flash存儲器等功能；RTOS包括操作系統(tǒng)的移植、任務(wù)管理、任務(wù)間的通信等，應(yīng)用程序的設(shè)計包括設(shè)備驅(qū)動程序、液晶顯示、鍵盤操作、電機控制等。同時用VB6.0開發(fā)了PC機下載控制界面，并對液晶模塊和電機進行調(diào)試。

標簽： ARM 雕刻機控制系統(tǒng)設(shè)計

上傳時間： 2013-06-06

上傳用戶：smthxt
基于ARM的指紋采集系統(tǒng)研究

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，安全、可靠的身份識別技術(shù)成為許多系統(tǒng)首先考慮的問題。指紋具有唯一性和穩(wěn)定性，因此指紋采集技術(shù)是指紋識別技術(shù)中的最為重要的一個環(huán)節(jié)，伴隨著生物識別技術(shù)的不斷提高，以及指紋傳感器的性能不斷提升，指紋識別技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。因此，高質(zhì)量的采集指紋圖像技術(shù)已經(jīng)成為一個重要的研究課題。本文的內(nèi)容是基于ARM的指紋采集系統(tǒng)的設(shè)計。按照設(shè)計思想，系統(tǒng)主要包括兩個大的模塊：指紋圖像采集模塊、指紋圖像傳輸模塊。在設(shè)計工作中，根據(jù)系統(tǒng)的實現(xiàn)要求和本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)最新技術(shù)的發(fā)展狀況，確定了以Samsung公司的ARM7處理器S3C44BOX和ALTERA公司的復(fù)雜可邏輯編程器件EPM240為核心的系統(tǒng)組成方案。本文主要做的工作有：首先介紹了指紋識別技術(shù)的基本原理和方法，通過對不同類型指紋傳感器的比較選擇了性價比較高的電容式指紋傳感器。設(shè)計了以Samsung ARM和MBF200電容式指紋傳感器為主要組成部分的電容式指紋采集系統(tǒng)。在ADS1.2編譯環(huán)境下對ARM進行基于C語言和匯編語言混合編程的初始化程序，指紋采集程序以及數(shù)據(jù)傳輸程序；采用了USB技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)與計算機之間的通訊，大大提高了指紋圖像數(shù)據(jù)的傳輸速度；采用CPLD對系統(tǒng)各個芯片之間的信號進行邏輯控制；采用SST公司的閃爍存儲器SST39VF160存放系統(tǒng)啟動程序Boot loader。本文首先描述了整個系統(tǒng)的總體方案，然后主要從硬件電路設(shè)計和軟件編程兩個方面對系統(tǒng)進行了詳細的描述，硬件設(shè)計包括芯片的選型、核心芯片接口電路設(shè)計以及處理器的外圍電路設(shè)計，軟件設(shè)計包括系統(tǒng)主程序、指紋采集程序以及指紋數(shù)據(jù)通訊的流程圖。最后列舉了一些在調(diào)試過程中碰到的一些問題以及解決辦法，并為系統(tǒng)進一步優(yōu)化提出了建議。

標簽： ARM 指紋采集系統(tǒng)研究

上傳時間： 2013-07-23

上傳用戶：zhf1234
基于ARM平臺的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計與實現(xiàn)

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、集成電路技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，開始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。本文即從未來工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要出發(fā)，設(shè)計并實現(xiàn)了以S3C2410微處理器為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器。本文以S3C2410-32 位微處理為核心，設(shè)計并實現(xiàn)了具有1路以太網(wǎng)接口、1路 USB Host 接口、1路USB Device 接口、3路RS232串口、1個CAN總線擴展卡、1個RS485擴展卡、1個RS422擴展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路 PWM、一個 240×320TFT LCD 顯示觸摸屏的功能強大的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器。并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE建立了一個嵌入式軟件開發(fā)平臺。在深入研究和分析CANopen協(xié)議的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了基于Windows CE 的嵌入式 CANopen 協(xié)議棧，大大提高了嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器在現(xiàn)場總線上的通信和控制能力，為新型的網(wǎng)絡(luò)控制算法研究提供了實驗平臺。在探討了TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上研究了基于 Windows CE 的嵌入式 TCP/IP 協(xié)議棧，掌握了Windows CE 平臺的網(wǎng)絡(luò) Socket 通信編程，使控制器能夠通過以太網(wǎng)接到Intranet或Intemet上。在完成嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器硬件與軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上，將控制器應(yīng)用到了網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的中央數(shù)控單元中，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)等數(shù)控設(shè)備小型化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的需要。并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機控制實驗室建設(shè)，構(gòu)建了三層(信息層、控制層和設(shè)備層)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實驗平臺，實現(xiàn)了實驗室設(shè)備真正的網(wǎng)絡(luò)互連，為網(wǎng)絡(luò)控制研究提供了一個高性能的平臺。

標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 控制器

上傳時間： 2013-06-10

上傳用戶：hzy5825468
嵌入式調(diào)試系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

近年來，隨著計算機、微電子、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)滲透到了各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域的一個重要組成部分，成為新興的研究熱點，嵌入式軟件也在整個軟件產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了重要地位。一個好的調(diào)試工具對軟件產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)周期的促進作用是不言而喻的，使得嵌入式調(diào)試工具成為了人們關(guān)注的重點。目前使用集成開發(fā)環(huán)境配合JTAG調(diào)試器進行開發(fā)是目前采用最多的一種嵌入式軟件開發(fā)調(diào)試方式。國內(nèi)在JTAG調(diào)試器開發(fā)領(lǐng)域中相對落后，普遍采用的是國外的工具產(chǎn)品。因此開發(fā)功能強大的嵌入式調(diào)試系統(tǒng)具有重要的實際意義。當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)中尤其流行和值得關(guān)注的是ARM系列的嵌入式處理器。為此本課題的目標就是設(shè)計并實現(xiàn)一個應(yīng)用于ARM平臺的JTAG調(diào)試系統(tǒng)。GDB是一個源碼開放的功能強大的調(diào)試器，可以調(diào)試各種程序，包括 C、C++、JAvA、PASCAL、FORAN和一些其它的語言，還包括GNU所支持的所有微處理器的匯編語言。此外GDB同目標板交換信息的能力相當(dāng)強，勝過絕大多數(shù)的商業(yè)調(diào)試內(nèi)核，因此使用GDB不僅能夠保證強大的調(diào)試功能，同時可以降低調(diào)試系統(tǒng)的開發(fā)成本。為此本課題在對邊界掃描協(xié)議、ARM7TDMI片上仿真器Embedded-ICE和GDB遠程調(diào)試協(xié)議RSP做了深入研究的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了GDB調(diào)試器對嵌入式JTAG調(diào)試的支持。此外設(shè)計中還把可重夠計算技術(shù)引入到硬件JTAG協(xié)議轉(zhuǎn)換器的開發(fā)設(shè)計中，使調(diào)試器硬件資源可復(fù)用、易于升級，并大大提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度。從而實現(xiàn)了一個低成本的、高效的、支持源代碼級調(diào)試的JTAG調(diào)試系統(tǒng)。

標簽： 嵌入式調(diào)試系統(tǒng)

上傳時間： 2013-08-04

上傳用戶：huangld
基于FPGA的32位RISC處理器設(shè)計與實現(xiàn)

隨著SOC技術(shù)、IP技術(shù)以及集成電路技術(shù)的發(fā)展，RISC軟核處理器的研究與開發(fā)設(shè)計開始受到了人們的重視。基于FPGA的RISC軟核處理器在各個行業(yè)開始得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在一些基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)中有著越來越廣泛的應(yīng)用前景。該論文在研究了大量國內(nèi)外技術(shù)文獻的基礎(chǔ)上，總結(jié)了RISC處理器發(fā)展的現(xiàn)狀與水平。認真分析了RISC處理器的基本結(jié)構(gòu)，包括總線結(jié)構(gòu)，流水線處理的原理，以及流水線數(shù)據(jù)通路和流水線控制的原理；并詳細分析了該設(shè)計采用的指令集——MIPS指令集的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。設(shè)計出了一個32位RISC軟核處理器，這個軟核處理器采用五級流水線結(jié)構(gòu)，能完成加法、減法、邏輯與、邏輯或、左移右移等算術(shù)邏輯操作，以及它們的組合操作。通過軟件仿真和在Altera的FPGA開發(fā)板上進行驗證，證明了所設(shè)計的32位RISC處理器能準確的執(zhí)行所選用的MIPS指令集，運行速度能達到30MHz，功能良好。通過對所設(shè)計對象特點及其可行性的研究，選用了Altera公司QuartusⅡ軟件作為設(shè)計與仿真驗證的環(huán)境。在設(shè)計方法上，該課題采用了自頂向下的設(shè)計方法。在設(shè)計過程中采用了邊設(shè)計邊驗證這種設(shè)計與驗證相結(jié)合的設(shè)計流程，大大提高了設(shè)計的可靠性。該課題在設(shè)計過程中還提出了兩個有效的設(shè)計思路：第一是在32位寄存器的設(shè)計中利用FPGA的內(nèi)部RAM資源來設(shè)計，減少了傳輸延時，提高了運行速度，并大大減少了對FPGA內(nèi)部資源的占用；第二是在系統(tǒng)架構(gòu)上采用了柔性化的設(shè)計方法，使得設(shè)計可以根據(jù)實際的需求適當(dāng)?shù)脑鰷p相應(yīng)的部件，以達到需求與性能的統(tǒng)一。這兩個方法都有效地解決了設(shè)計中出現(xiàn)的問題，提高了處理器的性能。

標簽： FPGA RISC 處理器

上傳時間： 2013-07-21

上傳用戶：caozhizhi

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