本文在深入研究MIL-STD-1553B總線傳輸協(xié)議以及國(guó)外協(xié)議芯片設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前較流行的EDA技術(shù)，基于Xilinx公司Virtex-II系列FPGA完成了1553B總線接口協(xié)議設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)板將所做的設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)證。論文從專用芯片實(shí)現(xiàn)的具體功能出發(fā)，結(jié)合自頂向下的設(shè)計(jì)思想，給出基于FPGA的總線接口協(xié)議設(shè)計(jì)的總體方案，并根據(jù)功能的需求完成了模塊化設(shè)計(jì)。文章重點(diǎn)介紹基于FPGA的總線控制器(BC)、遠(yuǎn)程終端(RT)、總線監(jiān)視器(MT)三種類型終端設(shè)計(jì)，詳細(xì)給出其設(shè)計(jì)邏輯框圖、引腳說明及關(guān)鍵模塊的仿真結(jié)果，最終通過工作方式選擇信號(hào)以及其它控制信號(hào)將三種終端結(jié)合起來以達(dá)到通用接口的功能。本設(shè)計(jì)使用硬件描述語(yǔ)言(VHDL)進(jìn)行描述，在此基礎(chǔ)上使用Xilinx專用開發(fā)工具對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合、布局布線等，最終下載到FPGA芯片XC2V2000中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 文章最后通過自行搭建的硬件平臺(tái)對(duì)所做的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試驗(yàn)證，選擇ADSP21161作為主處理器，對(duì)。FPGA芯片進(jìn)行初始化配置以及數(shù)據(jù)的輸入輸出控制，同時(shí)利用示波器觀測(cè)FPGA的輸出，完成系統(tǒng)的硬件測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明本文的設(shè)計(jì)方案是合理、可行的。
標(biāo)簽： 1553B 總線接口 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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在航空航天，遙感測(cè)量，安全防衛(wèi)以及家用影視娛樂等領(lǐng)域，要求能及時(shí)保存高清晰度的視頻信號(hào)供后期分析、處理、研究和欣賞。因此，研究一套處理速度快，性能可靠，使用方便，符合行業(yè)相關(guān)規(guī)范的高清視頻編解碼系統(tǒng)是十分必要的。 本文首先介紹了高清視頻的發(fā)展歷史。并就當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展闡述了高清視頻編解碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，提出了可行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。基于H.264的高清視頻編碼系統(tǒng)對(duì)處理器的要求非常高，一般的DSP和通用處理器難以達(dá)到性能要求。本系統(tǒng)選擇富士通公司最新的專用視頻編解碼芯片MB86H51，實(shí)時(shí)編解碼分辨率達(dá)到1080p的高清視頻。芯片具有壓縮率高，功耗低，體積小等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的控制設(shè)備由三塊FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分別負(fù)責(zé)視頻輸入輸出，碼流輸入輸出和主編解碼芯片的控制。ARM作為上層人機(jī)交互的控制器，向系統(tǒng)使用者提供操作界面，并與主控FPGA相連。方案實(shí)現(xiàn)了高清視頻的輸入，實(shí)時(shí)編碼和碼流存儲(chǔ)輸出等功能于一體，能夠編碼1080p的高清視頻并存儲(chǔ)在硬盤中。系統(tǒng)開發(fā)的工作難點(diǎn)在于FPGA的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試工作。其次，詳細(xì)介紹了FPGA在系統(tǒng)中的功能實(shí)現(xiàn)，使用的方法和程序設(shè)計(jì)。使用VHDL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)I2C總線接口和接口控制功能，利用stratix系列FPGA內(nèi)置的M4K快速存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)128K的命令存儲(chǔ)ROM，并對(duì)設(shè)計(jì)元件模塊化，方便今后的功能擴(kuò)展。編程實(shí)現(xiàn)了PIO模式的硬盤讀寫和SDRAM接口控制功能，實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。利用時(shí)序狀態(tài)機(jī)編程實(shí)現(xiàn)主芯片編解碼控制功能，完成編解碼命令的發(fā)送和狀態(tài)讀取，并對(duì)設(shè)計(jì)思路，調(diào)試結(jié)果和FPGA資源使用情況進(jìn)行分析。著重介紹設(shè)計(jì)中用到的最新芯片及其工作方式，分析設(shè)計(jì)過程中使用的最新技術(shù)和方法。有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。最后，論文對(duì)系統(tǒng)就不同的使用情況提出了可供改進(jìn)的方案，并對(duì)與高清視頻相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)作了分析和展望。
標(biāo)簽： 高清視頻 編解碼 系統(tǒng)控制 模塊設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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隨著紅外焦平面陣列的不斷發(fā)展，紅外技術(shù)的應(yīng)用范圍將越來越廣泛。焦平面面陣探測(cè)器的一個(gè)最大的缺點(diǎn)是固有的非均勻性。本文首先介紹了紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展，討論了紅外焦平面陣列的基本原理和工作方式，分析了紅外非均勻性產(chǎn)生的原因。其次研究了幾種主要的非均勻校正方法以及焦平面陣列元的盲元檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑢?duì)紅外圖像處理技術(shù)做了研究。 本文研究的探測(cè)器是法國(guó)ULIS公司的320×240非制冷微測(cè)輻射熱計(jì)焦平面陣列探測(cè)器。主要研究對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行非均勻性校正和圖像增強(qiáng)。最后針對(duì)這一課題編寫了基于FPGA的兩點(diǎn)校正、兩點(diǎn)加一點(diǎn)校正、全局非均勻校正算法和紅外圖像直方圖均衡化增強(qiáng)程序，并對(duì)三種校正方法做了比較。
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，尤其是現(xiàn)場(chǎng)可編程器件的出現(xiàn)，為滿足實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的要求，誕生了一種新穎靈活的技術(shù)——可重構(gòu)技術(shù)。它采用實(shí)時(shí)電路重構(gòu)技術(shù)，在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要，動(dòng)態(tài)改變系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，從而使系統(tǒng)既有硬件優(yōu)化所能達(dá)到的高速度和高效率，又能像軟件那樣靈活可變，易于升級(jí)，從而形成可重構(gòu)系統(tǒng)。可重構(gòu)系統(tǒng)的關(guān)鍵在于電路結(jié)構(gòu)可以動(dòng)態(tài)改變，這就需要有合適的可編程邏輯器件作為系統(tǒng)的核心部件來實(shí)現(xiàn)這一功能。 論文利用可重構(gòu)技術(shù)和“FD-ARM7TDMLCSOC”實(shí)驗(yàn)板的可編程資源實(shí)現(xiàn)了一個(gè)8位微程序控制的“實(shí)驗(yàn)CPU”，將“實(shí)驗(yàn)CPU”與實(shí)驗(yàn)板上的ARMCPU構(gòu)成雙內(nèi)核CPU系統(tǒng)，并對(duì)雙內(nèi)核CPU系統(tǒng)的工作方式和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步研究。 首先，文章研究了8位微程序控制CPU的開發(fā)實(shí)現(xiàn)。通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)CPU的系統(tǒng)邏輯圖，來確定該CPU的指令系統(tǒng)，并給出指令的執(zhí)行流程以及指令編碼。“實(shí)驗(yàn)CPU”采用的是微程序控制器的方式來進(jìn)行控制，因此進(jìn)行了微程序控制器的設(shè)計(jì)，即微指令編碼的設(shè)計(jì)和微程序編碼的設(shè)計(jì)。為利用可編程資源實(shí)現(xiàn)該“實(shí)驗(yàn)CPU”，需對(duì)“實(shí)驗(yàn)CPU”進(jìn)行VHDL描述。 其次，文章進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)CPU”綜合下載與開發(fā)。文章中使用“Synplicity733”作為綜合工具和“Fastchip3.0”作為開發(fā)工具。將“實(shí)驗(yàn)CPU”的VHDL描述進(jìn)行綜合以及下載，與實(shí)驗(yàn)箱上的ARMCPU構(gòu)成雙內(nèi)核CPU，實(shí)現(xiàn)了基于可重構(gòu)技術(shù)的雙內(nèi)核CPU的系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)板的具體環(huán)境，文章對(duì)雙內(nèi)核CPU系統(tǒng)存在的關(guān)鍵問題，如“實(shí)驗(yàn)CPU”的內(nèi)存讀寫問題、微程序控制器的實(shí)現(xiàn)，以及“實(shí)驗(yàn)CPU'’框架等進(jìn)行了改進(jìn)，并通過在開發(fā)工具中添加控制模塊和驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作方式的控制。 最后，文章對(duì)雙核CPU系統(tǒng)進(jìn)行了功能分析。經(jīng)分析，該系統(tǒng)中兩個(gè)CPU內(nèi)核均可正常運(yùn)行指令、執(zhí)行任務(wù)。利用實(shí)驗(yàn)板上的ARMCPU監(jiān)視用“實(shí)驗(yàn)CPU”的工作情況，如模擬“實(shí)驗(yàn)CPU”的內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)機(jī)器碼運(yùn)行，通過串行口發(fā)送的指令來完成單步運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行、停止、“實(shí)驗(yàn)CPU"指令文件傳送、“實(shí)驗(yàn)CPU"內(nèi)存修改、內(nèi)存察看等工作，所有結(jié)果可顯示在超級(jí)終端上。該系統(tǒng)通過利用ARMCPU來監(jiān)控可重構(gòu)CPU，研究雙核CPU之間的通信，嘗試新的體系結(jié)構(gòu)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著全控型變流技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，具有高功率因數(shù)的PWM整流器在工業(yè)領(lǐng)域中逐漸得到普遍重視。在目前的PWM調(diào)制方法中，自然采樣SPWM具有控制靈活、輸出脈沖波形好、諧波含量低等優(yōu)點(diǎn)，是一種性能優(yōu)良的調(diào)制方法。傳統(tǒng)的基于DSP的SPWM實(shí)現(xiàn)方法受DSP本身串行程序流工作模式的限制，是很難實(shí)時(shí)完成自然采樣SPWM的計(jì)算的，這在一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域限制了PWM整流器性能的提高。為此，論文提出了一種基于FPGA的自然采樣SPWM實(shí)現(xiàn)方法，并在三相電流型整流器樣機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于FPGA具有豐富的可編程邏輯資源和I/O口，并且可以采用并行工作方式，因此控制系統(tǒng)具有更快的處理速度、更小的控制延時(shí)和更好的實(shí)時(shí)性，有利于PWM整流器性能的提高。仿真和實(shí)驗(yàn)研究都表明本文的設(shè)計(jì)是正確有效的。
上傳時(shí)間： 2013-06-16
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PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)今控制領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于PROFIBUS-DP的應(yīng)用和研究主要以西門子等國(guó)外大公司的成套設(shè)備為主，用單片機(jī)+固態(tài)程序的方法做PROFIBUS-DP接口控制器的技術(shù)比較成熟，而自主開發(fā)PROFIBUS-DP通用接口的研究卻比較少。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本論文采用FPGA做控制器，提出了基于FPGA技術(shù)的從站接口通信模塊的設(shè)計(jì)方案，使具有RS-232接口的從站可以通過該接口通信模塊與PROFIBUS-DP主站進(jìn)行通訊連接。 論文首先對(duì)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)進(jìn)行概述，主要從現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)、協(xié)議結(jié)構(gòu)、傳輸技術(shù)、存取協(xié)議等方面進(jìn)行介紹。對(duì)PROFIBUS-DP系統(tǒng)組成和配置、工作方式及數(shù)據(jù)傳遞、DP的功能和從站狀態(tài)機(jī)制等進(jìn)行研究和分析。然后詳細(xì)論述了基于PROFIBUS-DP的通信接口的硬件及軟件實(shí)現(xiàn)。 在硬件設(shè)計(jì)中，本文從PROFIBUS協(xié)議芯片SPC3實(shí)現(xiàn)的具體功能出發(fā)，結(jié)合EDA(Electronic Design Amomation)設(shè)計(jì)自項(xiàng)向下的設(shè)計(jì)思想，給出了總線接口的總體設(shè)計(jì)方案。同時(shí)給出其設(shè)計(jì)邏輯框圖、算法流程圖、引腳說明以及部分模塊的仿真結(jié)果。并充分考慮了硬件的通用性及將來的擴(kuò)展。 本設(shè)計(jì)使用VHDL描述，在此基礎(chǔ)之上采用專門的綜合軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合優(yōu)化，最后在FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片EP1C6上得以實(shí)現(xiàn)。在軟件設(shè)計(jì)中，詳細(xì)介紹了通信接口的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，包括狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)、各種通信報(bào)文的實(shí)現(xiàn)、GSD文件的編寫等。 再通過Siemens公司的CP5611網(wǎng)絡(luò)接口卡和PC機(jī)做主站，使用COMPROFIBUS組態(tài)軟件，組建系統(tǒng)進(jìn)行通訊測(cè)試，得到良好結(jié)果。
標(biāo)簽： PROFIBUSDP FPGA 接口
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外紅外成像技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用和研究。各國(guó)軍方針對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)和未來信息戰(zhàn)的新形勢(shì)，對(duì)熱成像技術(shù)提出了更高的要求，希望今后能研制出性能更佳、體積更小、分辨率和靈敏度更高、作用距離更遠(yuǎn)、價(jià)格更低的紅外成像系統(tǒng)。 CCD 成像系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是 CCD 器件設(shè)計(jì)和圖像處理。本課題通過對(duì)CCD 圖像處理技術(shù)的研究，采用嵌入式 Nios Ⅱ+FPGA 的工作方式，充分發(fā)揮嵌入式 Nios Ⅱ處理器靈活性和 FPGA 處理速度快的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建出結(jié)構(gòu)靈活、處理速度高以及功能完善的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能同時(shí)實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)校正算法、加權(quán)濾波算法、對(duì)比度增強(qiáng)算法以及疵點(diǎn)補(bǔ)償?shù)榷囗?xiàng)功能。 本系統(tǒng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)某研究所研制的目前國(guó)內(nèi)最大型面陣 (PtSi 512×512) CCD 焦平面探測(cè)器成像組件中，得到了良好的成像效果；同時(shí)，由該處理系統(tǒng)構(gòu)成的 InGaAs 成像組件也處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于中電 44 所多種成像組件項(xiàng)目的研究中，推動(dòng)了 PtSi 256×256、PtSi 512×512 焦平面探測(cè)器成像組件以及 4096×96TDI CCD 成像組件的工程化應(yīng)用進(jìn)程。
上傳時(shí)間： 2013-05-22
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本論文在詳細(xì)研究MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線協(xié)議以及參考國(guó)外芯片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前新興的EDA技術(shù)和大規(guī)模可編程技術(shù)，提出了一種全新的基于FPGA的1553B總線接口芯片的設(shè)計(jì)方法。 從專用芯片實(shí)現(xiàn)的具體功能出發(fā)，結(jié)合自頂向下的設(shè)計(jì)思想，給出了總線接口的總體設(shè)計(jì)方案，考慮到電路的具體實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊細(xì)化。在介紹模擬收發(fā)器模塊的電路設(shè)計(jì)后，重點(diǎn)介紹了基于FPGA的BC、RT、MT三種類型終端設(shè)計(jì)，最終通過工作方式選擇信號(hào)以及其他控制信號(hào)將此三種終端結(jié)合起來以達(dá)到通用接口的功能。同時(shí)給出其設(shè)計(jì)邏輯框圖、算法流程圖、引腳說明以及部分模塊的仿真結(jié)果。為了資源的合理利用，對(duì)其中相當(dāng)部分模塊進(jìn)行復(fù)用。在設(shè)計(jì)過程中采用自頂向下、碼型轉(zhuǎn)換中的全數(shù)字鎖相環(huán)、通用異步收發(fā)器UART等關(guān)鍵技術(shù)。本設(shè)計(jì)使用VHDL描述，在此基礎(chǔ)之上采用專門的綜合軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合優(yōu)化，在FPGA芯片EP1K100上得以實(shí)現(xiàn)。通過驗(yàn)證證明該設(shè)計(jì)能夠完成BC/RT/MT三種模式的工作，能處理多種消息格式的傳輸，并具有較強(qiáng)的檢錯(cuò)能力。 最后設(shè)計(jì)了總線接口芯片測(cè)試系統(tǒng)，選擇TMS320LF2407作為主處理器，測(cè)試主要包括主處理器的自發(fā)自收驗(yàn)證，加入RS232串口調(diào)試過程提高測(cè)試數(shù)據(jù)的直觀性。驗(yàn)證的結(jié)果表明本文提出的設(shè)計(jì)方案是合理的。
標(biāo)簽： 1553B FPGA 總線接口 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)移動(dòng)通信及寬帶無(wú)線接入業(yè)務(wù)需求的不斷增長(zhǎng)，無(wú)線頻譜資源顯得日益匱乏。因此，如何提高頻譜利用率，一直以來就是無(wú)線通信領(lǐng)域研究的主要任務(wù)。認(rèn)知無(wú)線電的提出成為當(dāng)下解決頻譜資源稀缺的一個(gè)有效方法。而認(rèn)知無(wú)線電的特性要求認(rèn)知無(wú)線系統(tǒng)必須具備一個(gè)可重構(gòu)的自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器。因此，對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電平臺(tái)中自適應(yīng)可重構(gòu)調(diào)制解調(diào)器的深入研究具有重大的意義。 軟件無(wú)線電是實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線電的理想平臺(tái)。本文首先闡述了軟件無(wú)線電的基本工作原理及關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)多速率信號(hào)處理中的內(nèi)插和抽取、帶通采樣、數(shù)字下變頻、濾波等技術(shù)進(jìn)行了分析與探討，為設(shè)計(jì)自適應(yīng)可重構(gòu)調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。然后介紹了認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的構(gòu)成和基本工作方式，接著重點(diǎn)研究了其中通信模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)。在通信模塊的實(shí)現(xiàn)中，研究了基于認(rèn)知無(wú)線電的BPSK、π/4 DQPSK、8PSK及16QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)，簡(jiǎn)要論述了他們的基本概念和原理，并給出了設(shè)計(jì)方案。接著按信號(hào)流程逐一介紹了各個(gè)功能模塊在DSP+FPGA硬件平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，給出了性能測(cè)試結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的要求，提出了可變調(diào)制方式，可變傳輸帶寬的自適應(yīng)可重構(gòu)調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其中一些關(guān)鍵模塊的硬件實(shí)現(xiàn)給出了分析，同時(shí)給出了收端波特率識(shí)別的策略。最后，論文提出了一些新的自適應(yīng)技術(shù)，如波特率估計(jì)、信噪比估計(jì)等，并給出了應(yīng)用這些技術(shù)的自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器的改進(jìn)方案。
標(biāo)簽： FPGA 無(wú)線 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-06-17
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·摘 要:為了實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，采用了PWM脈寬調(diào)制的電機(jī)控制思想，在PWM信號(hào)的產(chǎn)生上，設(shè)計(jì)了一種由8253（可編程定時(shí)／計(jì)數(shù)器）的工作方式2來產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)的新方法，此脈沖信號(hào)的占空比可以通過軟件編程的方法來調(diào)節(jié)，占空比的調(diào)節(jié)范圍可達(dá)到1／65536—65535／65536；針對(duì)直流電機(jī)方向控制的問題，采用了L6203全橋驅(qū)動(dòng)芯片，通過PWM信號(hào)和L6203芯片共同實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速及
標(biāo)簽： L6203 8253 PWM 直流電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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