c語言編程技巧，主要講述嵌入式系統(tǒng)編程技巧，包括：背景篇，軟件架構(gòu)篇，內(nèi)存操作，屏幕操作，鍵盤操作，性能優(yōu)化。有助于嵌入式系統(tǒng)編程技術(shù)的提高。
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一本很好的匯編語言教程，跟大家一起分享 課程介紹 第1章 預(yù)備知識 1.1 匯編語言的由來及其特點 1 機器語言 2 匯編語言 3 匯編程序 4 匯編語言的主要特點 5 匯編語言的使用領(lǐng)域 1.2 數(shù)據(jù)的表示和類型 1 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 2 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 3 基本的數(shù)據(jù)類型 1.3 習(xí)題 第2章 CPU資源和存儲器 2.1 寄存器組 1 寄存器組 2 通用寄存器的作用 3 專用寄存器的作用 2.2 存儲器的管理模式 1 16位微機的內(nèi)存管理模式 2 32位微機的內(nèi)存管理模式 2.3 習(xí)題 第3章 操作數(shù)的尋址方式 3.1 立即尋址方式 3.2 寄存器尋址方式 3.3 直接尋址方式 3.4 寄存器間接尋址方式 3.5 寄存器相對尋址方式 3.6 基址加變址尋址方式 3.7 相對基址加變址尋址方式 3.8 32位地址的尋址方式 3.9 操作數(shù)尋址方式的小結(jié) 3.10 習(xí)題 第4章 標(biāo)識符和表達式 4.1 標(biāo)識符 4.2 簡單內(nèi)存變量的定義 1 內(nèi)存變量定義的一般形式 2 字節(jié)變量 3 字變量 4 雙字變量 5 六字節(jié)變量 6 八字節(jié)變量 7 十字節(jié)變量 4.3 調(diào)整偏移量偽指令 1 偶對齊偽指令 2 對齊偽指令 3 調(diào)整偏移量偽指令 4 偏移量計數(shù)器的值 4.4 復(fù)合內(nèi)存變量的定義 1 重復(fù)說明符 2 結(jié)構(gòu)類型的定義 3 聯(lián)合類型的定義 4 記錄類型的定義 5 數(shù)據(jù)類型的自定義 4.5 標(biāo)號 4.6 內(nèi)存變量和標(biāo)號的屬性 1 段屬性操作符 2 偏移量屬性操作符 3 類型屬性操作符 4 長度屬性操作符 5 容量屬性操作符 6 強制屬性操作符 7 存儲單元別名操作符 4.7 表達式 1 進制偽指令 2 數(shù)值表達式 3 地址表達式 4.8 符號定義語句 1 等價語句 2 等號語句 3 符號名定義語句 4.9 習(xí)題 第5章 微機CPU的指令系統(tǒng) 5.1 匯編語言指令格式 1 指令格式 2 了解指令的幾個方面 5.2 指令系統(tǒng) 1 數(shù)據(jù)傳送指令 2 標(biāo)志位操作指令 3 算術(shù)運算指令 4 邏輯運算指令 5 移位操作指令 6 位操作指令 7 比較運算指令 8 循環(huán)指令 9 轉(zhuǎn)移指令 10 條件設(shè)置字節(jié)指令 11 字符串操作指令 12 ASCII-BCD碼調(diào)整指令 13 處理器指令 5.3 習(xí)題 第6章 程序的基本結(jié)構(gòu) 6.1 程序的基本組成 1 段的定義 2 段寄存器的說明語句 3 堆棧段的說明 4 源程序的結(jié)構(gòu) 6.2 程序的基本結(jié)構(gòu) 1 順序結(jié)構(gòu) 2 分支結(jié)構(gòu) 3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 6.3 段的基本屬性 1 對齊類型 2 組合類型 3 類別 4 段組 6.4 簡化的段定義 1 存儲模型說明偽指令 2 簡化段定義偽指令 3 簡化段段名的引用 6.5 源程序的輔助說明偽指令 1 模塊名定義偽指令 2 頁面定義偽指令 3 標(biāo)題定義偽指令 4 子標(biāo)題定義偽指令 6.6 習(xí)題 第7章 子程序和庫 7.1 子程序的定義 7.2 子程序的調(diào)用和返回指令 1 調(diào)用指令 2 返回指令 7.3 子程序的參數(shù)傳遞 1 寄存器傳遞參數(shù) 2 存儲單元傳遞參數(shù) 3 堆棧傳遞參數(shù) 7.4 寄存器的保護與恢復(fù) 7.5 子程序的完全定義 1 子程序完全定義格式 2 子程序的位距 3 子程序的語言類型 4 子程序的可見性 5 子程序的起始和結(jié)束操作 6 寄存器的保護和恢復(fù) 7 子程序的參數(shù)傳遞 8 子程序的原型說明 9 子程序的調(diào)用偽指令 10 局部變量的定義 7.6 子程序庫 1 建立庫文件命令 2 建立庫文件舉例 3 庫文件的應(yīng)用 4 庫文件的好處 7.7 習(xí)題 第8章 輸入輸出和中斷 8.1 輸入輸出的基本概念 1 I/O端口地址 2 I/O指令 8.2 中斷 1 中斷的基本概念 2 中斷指令 3 中斷返回指令 4 中斷和子程序 8.3 中斷的分類 1 鍵盤輸入的中斷功能 2 屏幕顯示的中斷功能 3 打印輸出的中斷功能 4 串行通信口的中斷功能 5 鼠標(biāo)的中斷功能 6 目錄和文件的中斷功能 7 內(nèi)存管理的中斷功能 8 讀取和設(shè)置中斷向量 8.4 習(xí)題 第9章 宏 9.1 宏的定義和引用 1 宏的定義 2 宏的引用 3 宏的參數(shù)傳遞方式 4 宏的嵌套定義 5 宏與子程序的區(qū)別 9.2 宏參數(shù)的特殊運算符 1 連接運算符 2 字符串整體傳遞運算符 3 字符轉(zhuǎn)義運算符 4 計算表達式運算符 9.3 與宏有關(guān)的偽指令 1 局部標(biāo)號偽指令 2 取消宏定義偽指令 3 中止宏擴展偽指令 9.4 重復(fù)匯編偽指令 1 偽指令REPT 2 偽指令I(lǐng)RP 3 偽指令I(lǐng)RPC 9.5 條件匯編偽指令 1 條件匯編偽指令的功能 2 條件匯編偽指令的舉例 9.6 宏的擴充 1 宏定義形式 2 重復(fù)偽指令REPEAT 3 循環(huán)偽指令WHILE 4 循環(huán)偽指令FOR 5 循環(huán)偽指令FORC 6 轉(zhuǎn)移偽指令GOTO 7 宏擴充的舉例 8 系統(tǒng)定義的宏 9.7 習(xí)題 第10章 應(yīng)用程序的設(shè)計 10.1 字符串的處理程序 10.2 數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計程序 10.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 10.4 文件操作程序 10.5 動態(tài)數(shù)據(jù)的編程 10.6 COM文件的編程 10.7 駐留程序 10.8 程序段前綴及其應(yīng)用 1 程序段前綴的字段含義 2 程序段前綴的應(yīng)用 10.9 習(xí)題 第11章 數(shù)值運算協(xié)處理器 11.1 協(xié)處理器的數(shù)據(jù)格式 1 有符號整數(shù) 2 BCD碼數(shù)據(jù) 3 浮點數(shù) 11.2 協(xié)處理器的結(jié)構(gòu) 11.3 協(xié)處理器的指令系統(tǒng) 1 操作符的命名規(guī)則 2 數(shù)據(jù)傳送指令 3 數(shù)學(xué)運算指令 4 比較運算指令 5 超越函數(shù)運算指令 6 常數(shù)操作指令 7 協(xié)處理器控制指令 11.4 協(xié)處理器的編程舉例 11.5 習(xí)題 第12章 匯編語言和C語言 12.1 匯編語言的嵌入 12.2 C語言程序的匯編輸出 12.3 一個具體的例子 12.4 習(xí)題 附錄
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本文提出了一種基于USB和FPGA的高性能數(shù)據(jù)采集模塊USB12016(USB總線，A/D垂直分辨率為12位，存儲容量為16兆)的軟硬件設(shè)計與實現(xiàn)方法。該數(shù)據(jù)采集卡包括模擬輸入、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存、FPGA控制電路和USB總線接口等，在一張卡上實現(xiàn)了8通道模擬信號調(diào)理、采集、處理，并可實現(xiàn)多卡同步觸發(fā)采集，具有高精度，低噪聲，低失真和測試信號范圍寬的特點。USB12016配有系統(tǒng)驅(qū)動控制程序軟件，在Windows9X/2000版本的操作平臺下運行，控制面板完全是虛擬儀器軟面板，圖形化界面十分友好。USB12016是USB接口技術(shù)、FPGA技術(shù)和嵌入式技術(shù)融為一體的結(jié)晶，已成功應(yīng)用于軍事測控領(lǐng)域。
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電力電子裝置的控制技術(shù)隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展而愈來愈復(fù)雜。開關(guān)電源是現(xiàn)代電力電子設(shè)備中不可或缺的組成部分，其質(zhì)量的優(yōu)劣以及體積的大小直接影響電子設(shè)備整體性能。高頻化、小型化、數(shù)字化是開關(guān)電源的發(fā)展方向。 在應(yīng)用數(shù)字技術(shù)進行控制系統(tǒng)設(shè)計時，數(shù)字控制器的性能決定了控制系統(tǒng)的整體性能。數(shù)字化電力電子設(shè)備中的控制部分多以MCU/DSP為核心，以軟件實現(xiàn)離散域的運算及控制。在很多高頻應(yīng)用的場合，目前常用的控制器(高性能單片機或DSP)的速度往往不能完全滿足要求。FPGA具有設(shè)計靈活、集成度高、速度快、設(shè)計周期短等優(yōu)點，與單片機和DSP相比，F(xiàn)PGA具有更高的處理速度。同時FPGA應(yīng)用在數(shù)字化電力電子設(shè)備中，還可以大大簡化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并可實現(xiàn)多種高速算法，具有較高的性價比。 依據(jù)FPGA的這些突出優(yōu)點，本文將FPGA應(yīng)用于直流開關(guān)電源控制器設(shè)計中，以實現(xiàn)開關(guān)電源數(shù)字化和高頻化的要求。主要研究工作如下： 介紹了基于FPGA的DC/DC數(shù)字控制器中A/D采樣控制、數(shù)字PI算法的實現(xiàn)；重點描述了采用混合PWM方法實現(xiàn)高分辨率、高精度數(shù)字PWM的設(shè)計方案，并對各模塊進行了仿真測試；用FPGA開發(fā)板進行了一部分系統(tǒng)的仿真和實際結(jié)果的檢測，驗證了文中的分析結(jié)論，證實了可編程邏輯器件在直流開關(guān)電源控制器設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢。
上傳時間： 2013-07-23
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調(diào)整視頻圖像的分辨率需要視頻縮放技術(shù)。如果圖像縮放技術(shù)的處理速度達到實時性要求就可以應(yīng)用于視頻縮放。 傳統(tǒng)圖像縮放技術(shù)利用插值核函數(shù)對已有像素點進行插值重建還原圖像。本文介紹了圖像插值的理論基礎(chǔ)一采樣定理，并對理想重建函數(shù)Sinc函數(shù)進行了討論。本文介紹了常用的線性圖像插值技術(shù)及像素填充、自適應(yīng)插值和小波域圖像縮放等技術(shù)。然后，本文討論了分級線性插值算法的思想，設(shè)計并實現(xiàn)了FPGA上的分級雙三次算法。最后本文對各種算法的縮放效果進行了分析和討論。 本文在分析現(xiàn)有視頻縮放算法基礎(chǔ)之上，提出了分級線性插值算法，并應(yīng)用在簡化線性插值算法中。分級線性插值算法以犧牲一定的計算精度為代價，用查找表代替乘法計算，降低了算法復(fù)雜度。本文設(shè)計并實現(xiàn)了分級雙三次插值算法，詳細說明了板上系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)。最后本文將分級線性插值算法與原線性插值算法效果圖進行比較，比較結(jié)果顯示分級插值算法與原算法誤差較小，在放大比例較小時可以取代原算法。結(jié)果證明分級雙三次線性插值算法的FPGA實現(xiàn)能夠滿足額定幀頻，可以進行實時視頻縮放。
上傳時間： 2013-04-24
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在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，數(shù)字化已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢，接收機數(shù)字化是電子系統(tǒng)數(shù)字化中的一項重要內(nèi)容，對數(shù)字化接收機的研究具有重要的意義。隨著數(shù)字化理論和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，高速的中頻數(shù)字化接收機的實現(xiàn)已經(jīng)成為可能。本文研究了一種基于FPGA的軟件無線電數(shù)字接收平臺的設(shè)計，并著重研究了其中數(shù)字中頻處理單元的設(shè)計和實現(xiàn)。FPGA器件具有設(shè)計靈活、開發(fā)周期短和開發(fā)成本低等優(yōu)點，所以廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中。相比于傳統(tǒng)的DSP串行結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA能夠進行流水線性設(shè)計，對數(shù)據(jù)進行并行處理，所以FPGA在進行數(shù)據(jù)量大，要求實時處理的系統(tǒng)設(shè)計時有很大的優(yōu)勢。 本文首先首先分析了軟件無線電當(dāng)前的發(fā)展趨勢及技術(shù)現(xiàn)狀，針對存在的處理速度跟不上的DSP瓶頸問題，提出了中頻軟件無線電的FPGA實現(xiàn)方案。本文以FPGA實現(xiàn)為重點，在深入分析軟件無線電相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，著重研究和完成了中頻軟件無線電數(shù)字接收平臺兩大模塊的FPGA實現(xiàn)：數(shù)字下變頻相關(guān)模塊和數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊。其中，在深入研究數(shù)字下變頻實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先對數(shù)字下變頻模塊的數(shù)控振蕩器(NCO)采用了直接頻率合成技術(shù)(DDS)實現(xiàn)，其頻率分辨率高，靈活，易于實現(xiàn)；高效抽取濾波器組由積分梳狀濾波器(CIC)，半帶濾波器(HB)，F(xiàn)IR濾波器組成。對積分梳狀濾波器(CIC)本文采用了Hogenaur“剪除”理論對內(nèi)部寄存器的位寬進行改進，極大地節(jié)約了資源，提高了運行速率。對FIR濾波器和半帶濾波器采用了(DA)分布式算法，它的運行速度只與數(shù)據(jù)的寬度有關(guān)，只有加減法運算和二進制除法，既縮減了系統(tǒng)資源又大大節(jié)省了運算時間，實現(xiàn)了高效的實時處理。對數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊，重點研究和完成了2ASK和2FSK的調(diào)制解調(diào)的FPGA實現(xiàn)，模塊有很好的通用性，能方便地移植到其它的系統(tǒng)中。在文章的最后還對整個系統(tǒng)進行了Matlab仿真，驗證了系統(tǒng)設(shè)計思想的正確性。在系統(tǒng)各個關(guān)鍵模塊的設(shè)計過程中，都是先依據(jù)一定的設(shè)計指標(biāo)進行verilog編程，然后再在Quartus軟件中編譯，時序仿真測試，并與Matlab仿真結(jié)果進行對比，驗證設(shè)計的正確性。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無線電 數(shù)字接收機
上傳時間： 2013-05-18
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圖像顯示器是人類接受外部信息的重要手段之一。而立體顯示則能再現(xiàn)場景的三維信息，提供場景更為全面、詳實的信息，在醫(yī)學(xué)、軍事、娛樂具有廣泛的應(yīng)用前景。而現(xiàn)有的3D立體顯示設(shè)備價格都比較貴，基于此，本人研究了基于SDRAM存儲器和FPGA處理器的3D頭盔顯示設(shè)備并且設(shè)計出硬件和軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)圖像效果好，并且價格成本便宜，從而具有更大的實用性。本文完成的主要工作有三點： 1.設(shè)計了基于FPGA處理器和SDRAM存儲器的3D頭盔顯示器。該方案有別于現(xiàn)有的基于MCU、DSP和其它處理芯片的方案。本方案能通過線性插值算法把1024×768的分辨率變成800×600的分辨率，并能實現(xiàn)120HZ圖像刷新率，采用SDRAM作為高速存儲器，并且采用乒乓操作，有別于其它的開關(guān)左右眼視頻實現(xiàn)立體圖像。在本方案中每時每刻都是左右眼視頻同時輸出，使得使用者感覺不到視頻圖像有任何閃爍，減輕眼睛疲勞。本方案還實現(xiàn)了圖像對比對度調(diào)節(jié)，液晶前照光調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)輸出脈沖的占空比)，立體圖像源自動識別，還有人性化的操作界面(OSD)功能。 2.完成了該系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計和軟件設(shè)計。從便攜性角度考慮，盡量減小PCB板面積，給出了它們詳細的硬件設(shè)計電路圖。完成了FPGA系統(tǒng)的設(shè)計，包括系統(tǒng)整體分析，各個模塊的實現(xiàn)原理和具體實現(xiàn)的方法。完成了單片機對AD9883的配置設(shè)計。 3.完成了本方案的各項測試和調(diào)試工作，主要包括：數(shù)據(jù)采集部分測試、數(shù)據(jù)存儲部分測試、FPGA器件工作狀態(tài)測試、以電腦顯示器作為顯示器的聯(lián)機調(diào)試和以HX7015A作為顯示器的聯(lián)機調(diào)試，并且最終調(diào)試通過，各項功能都滿足預(yù)期設(shè)計的要求。實驗和分析結(jié)果論證了系統(tǒng)設(shè)計的合理性和使用價值。 本文的研究與實現(xiàn)工作通過實驗和分析得到了驗證。結(jié)果表明，本文提出的由FPGA和SDRAM組成的3D頭盔顯示系統(tǒng)完全可以實現(xiàn)高質(zhì)量的立體視覺效果，從而可以將該廉價的3D頭盔顯示系統(tǒng)用于我國現(xiàn)代化建設(shè)中所需要的領(lǐng)域。
上傳時間： 2013-07-16
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作為電子類專業(yè)學(xué)生，實驗是提高學(xué)生對所學(xué)知識的印象以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，增加學(xué)生動手能力的必須環(huán)節(jié)。本設(shè)計的目的就是開發(fā)一套滿足學(xué)生實驗需求的信號源，基于此目的本信號源并不需要突出的性能，但經(jīng)濟上要求低成本，同時要求操作簡單，能夠輸出多種波形，并且利于學(xué)生在此平臺上認識信號源原理，同時方便在此平臺上進行拓展開發(fā)。 設(shè)計中運用虛擬儀器技術(shù)將計算機屏幕作為儀器面板，采用EPP接口，同時在FPGA上開發(fā)控制電路，為后續(xù)開發(fā)留下了空間，同時節(jié)省了成本。本設(shè)計采用地址線16位，數(shù)據(jù)線12位的靜態(tài)RAM作為信號源的波形存儲器，后端采用兩種濾波類型對需要濾波的信號進行濾波。啟動信號時軟件需要先將波形數(shù)據(jù)預(yù)存在存儲器中便于調(diào)用，最后得到的結(jié)果基本滿足教學(xué)實驗的需求。 本文結(jié)構(gòu)上首先介紹了直接采用DDS芯片制作信號源的利弊，及作者采用這種設(shè)計的初衷，然后介紹了信號源的整體結(jié)構(gòu)，總體模塊。以下章節(jié)首先介紹FPGA內(nèi)部設(shè)計，包括總體結(jié)構(gòu)和幾大部分模塊，包括：時鐘產(chǎn)生電路，相位累加器，數(shù)據(jù)輸入控制電路，濾波器控制電路，信號源啟動控制電路。 然后介紹了其他模塊的設(shè)計，包括存儲器選擇，幅度控制電路的設(shè)計以及濾波器電路的設(shè)計，本設(shè)計的幅度控制采用兩級DA級聯(lián)，以及后端電阻分壓網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的方式進行設(shè)計，提高了幅度調(diào)節(jié)的范圍。對于濾波器的設(shè)計，依據(jù)不同的信號頻率，分成了4個部分，對于500K以下的信號采用的是二階巴特沃斯有源低通濾波，對于500K以上至5M以下信號采用的五階RC低通濾波器。 在軟件設(shè)計部分，分成兩個部分，對于底層驅(qū)動程序采用以Labwindows/CVI為平臺進行開發(fā)，利用其編譯和執(zhí)行速度快，并且和LabVIEW能夠很好連接的特性。對于上層控制軟件，采用以LabVIEW為平臺進行開發(fā)，充分利用其圖化設(shè)計，易于擴展。 論文最后對所做工作進行了總結(jié)，提出了進一步改進的方向。
上傳時間： 2013-04-24
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便攜式B型超聲診斷儀具有無創(chuàng)傷、簡便易行、相對價廉等優(yōu)勢，在臨床中越來越得到廣泛的應(yīng)用。它將超聲波技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、機械設(shè)計與制造及生物醫(yī)學(xué)工程等技術(shù)融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機交互系統(tǒng)、探頭、成像系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)構(gòu)成。其基本工作過程是：首先人機交互系統(tǒng)接收到用戶通過鍵盤或鼠標(biāo)發(fā)出的命令，然后成像系統(tǒng)根據(jù)命令控制探頭發(fā)射超聲波，并對回波信號處理、合成圖像，最后通過顯示系統(tǒng)完成圖像的顯示。 成像系統(tǒng)作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質(zhì)量有決定性影響，但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統(tǒng)在三個方面存在不足：第一、采用的是單片機控制步進電機，控制精度不高，導(dǎo)致成像系統(tǒng)采樣不精確；第二、采用的數(shù)字掃描變換算法太粗糙，影響超聲圖像的分辨率；第三、它的CPU多采用的是51系列單片機，測量速度太慢，同時也不便于系統(tǒng)升級和擴展。 針對以上不足，提出了基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)解決方案，采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實現(xiàn)了步進電機步距角的細分，使電機旋轉(zhuǎn)更勻速，提高了采樣精度；提出并采用DSTI-ULA算法（Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation）在FPGA內(nèi)實現(xiàn)數(shù)字掃描變換，提高了圖像分辨率；人機交互系統(tǒng)采用S3C2410-AL作為CPU，改善了測量速度和系統(tǒng)的擴展性。 通過對系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計、制作，軟件的編寫、調(diào)試，結(jié)果表明，本文所設(shè)計的便攜式B型超聲成像系統(tǒng)圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設(shè)計的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業(yè)和搶險（諸如地震、抗洪）中發(fā)揮作用，同時也可在鄉(xiāng)村診所中完成對相關(guān)疾病的診斷工作。
上傳時間： 2013-05-18
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隨著數(shù)碼技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，其實時處理技術(shù)成為研究的熱點。VLSI技術(shù)的迅猛發(fā)展為數(shù)字圖像實時處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)。其中FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的特點使其非常適用于進行一些基于像素級的圖像處理。 傳統(tǒng)的圖像顯示系統(tǒng)必須連接到PC才能觀察圖像視頻，存在著高速實時性、穩(wěn)定性問題。本設(shè)計脫離高清晰工業(yè)相機必須與PC連接才可以觀看到高清晰圖像的束縛，實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。針對130萬像素彩色1/2英寸鎂光CMOS圖像傳感器，提出用硬件實現(xiàn)Bayer格式到RGB格式轉(zhuǎn)換的設(shè)計方案，完成由黑白圖像到高清彩色圖像的轉(zhuǎn)換，用SDRAM作緩存，輸出標(biāo)準VGA信號，可直接連接VGA顯示器、投影儀等設(shè)備進行實時的視頻圖像觀看，與模擬相機740X576分辨率(480線)圖像相比，設(shè)計圖像畫質(zhì)相當(dāng)于1280X1024分辨率(750線)，最高幀率25fps，整個結(jié)構(gòu)應(yīng)用FPGA作為主控制器，用少量的緩存代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大容量存儲，加快了運算速率，減小了電路規(guī)模，滿足圖像實時處理的要求，使展現(xiàn)出來的視頻圖像得到質(zhì)的飛躍。可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和遠程監(jiān)控等領(lǐng)域。 論文研究的重點是采用altera公司EP2C芯片前端驅(qū)動CMOS圖像傳感器，實時采集Bayer圖像象素，分析研究CFA圖像插值算法，實現(xiàn)了基于FPGA的實時線性插值算法，能夠?qū)斎胧敲肯袼?bit、分辨率為1280×1204的Bayer模式圖像數(shù)據(jù)進行實時重構(gòu)，輸出彩色RGB圖像。由端口FIFO作為數(shù)據(jù)緩沖，存儲一幀圖像到高速SDRAM，構(gòu)建VGA顯示控制器，實現(xiàn)對輸入是每像素24bit(RGB101010)、分辨率為640×480、幀頻25HZ彩色圖像進行實時顯示。 整個模塊結(jié)構(gòu)包括電源模塊單元等、CMOS成像單元、FPGA數(shù)據(jù)處理單元、SDRAM控制單元、VGA顯示接口單元。 最后，對系統(tǒng)進行了調(diào)試。經(jīng)實驗驗證，系統(tǒng)達到了實時性，能正確和可靠的工作。整個設(shè)計模塊能夠滿足高幀率和高清晰的實時圖像處理，占用系統(tǒng)資源很少，用較少的時間完成了圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，提高了效率。
標(biāo)簽： FPGA 實時圖像采集 與處理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-08
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