基于PIC單片機的脈沖電源:設計了一種金屬凝固過程用脈沖電源。該電源采用PIC16F877作為主控芯片,實現對窄脈沖電流幅值的檢測,以及時電流脈沖幅值根據模糊PID算法進行閑環控制。使用結果表明
上傳時間: 2013-05-18
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伴隨高速DSP技術的廣泛應用,實時快速可靠地進行數字信號處理成為用戶追求的目標。同時,由于可編程器件在速度和集成度方面的飛速提高,使得利用硬件實現數字信號實時快速可靠處理有了新的途徑。 FIR濾波器是數字信號處理中常用部件,它的最大優點在于:設計任何幅頻特性時,可以具有嚴格的線性相位,這一點對數字信號的實時處理非常關鍵。 FPGA是常用的可編程器件,它所具有的查找表結構非常適用于實現實時快速可靠的FIR濾波器,在加上VHDL語言靈活的描述方法以及與硬件無關的特點,使得使用VHDL語言基于FPGA芯片實現FIR濾波器成為研究的方向。 本文對基于FPGA的FIR數字濾波器實現進行了研究,并設計了一個16階的FIR低通濾波器。所做的主要工作為: 1.以FIR數字濾波器的基本理論為依據,使用分布式算法作為濾波器的硬件實現算法,并對其進行了詳細的討論。針對分布式算法中查找表規模過大的缺點,采用多塊查找表的方式減小硬件規模。 2.在設計中采用了自頂向下的層次化、模塊化的設計思想,將整個濾波器劃分為多個模塊,利用VHDL語言的描述方法進行了各個功能模塊的設計,最終完成了FIR數字濾波器的系統設計。 3.采用FLEX10K系列器件實現一個16階的FIR低通濾波器的設計實例,用MAX+PLUSII軟件進行了仿真,并用MATLAB對仿真結果進行了分析,證明所設計的FIR數字濾波器功能正確。 仿真結果表明,本論文所設計的FIR濾波器硬件規模較小,采樣率達到了17.73MHz。同時只要將查找表進行相應的改動,就能分別實現低通、高通、帶通FIR濾波器,體現了設計的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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數字超聲診斷設備在臨床診斷中應用十分廣泛,研制全數字化的醫療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設計制造中使用了數字化技術,但是我們可以說現代VLSI 和EDA 技術在其中并沒有得到充分有效的應用。隨著現代電子信息技術的發展,PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關的領域都得到了較好的應用,例如數字通信和相控雷達領域。 在研究現代超聲成像原理的基礎上,我們首先介紹了常見的數字超聲成像儀器的基本結構和模塊功能,同時也介紹了現代FPGA 和EDA 技術。隨后我們詳細分析討論了B 超中,全數字化波束合成器的關鍵技術和實現手段。我們設計實現了片內高速異步FIFO 以降低采樣率,仿真結果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息,也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設計實現了基于直接數字頻率合成原理的數控振蕩器,能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號,且在FPGA 片內實現方案簡單廉價。數控振蕩器輸出波形的頻率可動態控制且精度較高,對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減,導致回波中心頻率下移的聲學物理現象,可視作將回波接收機的中心頻率同步動態變化進行補償。 還設計實現了B 型數字超聲診斷儀前端發射波束聚焦和掃描控制子系統。在單片FPGA 芯片內部設計實現了聚焦延時、脈寬和重復頻率可動態控制的發射驅動脈沖產生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊,功能仿真和時序分析結果表明該子系統為設計實現高速度、高精度、高集成度的全數字化超聲診斷設備打下了良好的基礎,將加快其研發和制造進程,為生物醫學電子、醫療設備和超聲診斷等方面帶來新思路。
上傳時間: 2013-06-18
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激光測距技術被廣泛應用于現代工業測量、航空與大地的測量、國防及通信等諸多領域。本文從已獲得廣泛應用的脈沖激光測距技術入手,重點分析了近年提出的自觸發脈沖激光測距技術(STPLR)特別是其中的雙自觸發脈沖激光測距技術(BSTPLR),通過分析發現其核心部件之一就是用于測量激光脈沖飛行時間(周期)的高精度高速計數器,而目前一般的方式是采用昂貴的進口高速計數器或專用集成電路(ASIC)來完成,這使得激光測距儀在研發、系統的改造升級和自主知識產權保護等諸多方面受到制約,同時在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此,本文研究了采用現場可編程門陣列(FPGA)來實現脈沖激光測距中的高精度高速計數及其他相關功能,基本解決了以上存在的問題。 論文通過對雙自觸發脈沖激光測距的主要技術要求和技術指標進行分析,對其中的信號處理單元采用了FPGA+單片機的設計形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測量模塊,在整個測距系統中是信號處理的核心部件,借助其用戶可編程特性及很高的內部時鐘頻率,設計了專用于BSTPLR的高速高精度計數芯片,負責對測距信號產生電路中的時刻鑒別電路輸出信號進行計數。數據處理模塊則主要由單片機(AT89C51)來實現。系統可以通過鍵盤預置門控信號的寬度以均衡測量的精度和速度,測量結果采用7位LED數碼管顯示。本設計在近距離(大尺寸)范圍內實驗測試時基本滿足設計要求。
上傳時間: 2013-06-02
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本論文首先描述了數字下變頻基本理論和結構,對完成各級數字信號處理所涉及到的CORDIC、CIC、HB、DA、重采樣等關鍵算法做了適當介紹;然后根據這些算法提出了基于FPGA實現的結構并進一步給出了性能分析;并且從數字下變頻的系統層次上考慮了各模塊彼此間的性能制約,從而選擇合理配置、優化系統結構以獲得模塊間的性能均衡和系統性能的最優化;最后給出了FPGA實現的數字下變頻器在測試中產生的波形和頻譜,作了測試結果分析.
上傳時間: 2013-05-25
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本文主要介紹了基于FPGA的無線信道盲均衡器的設計與實現,在算法上選擇了比較成熟的DDLMS和CMA相結合的算法,結構上采用四路正交FIR濾波器模型.在設計的過程中我們采取了用MATLAB進行算法仿真,VerilogHDL語言進行FPGA設計的策略.在硬件描述語言的設計流程中,信道盲均衡器運用了Top-Down的模塊化設計方法,大大縮短了設計周期,提高了系統的穩定性和可擴展性.測試結果表明均衡器所有的性能指標均達到預定目標,且工作性能良好,均衡效果較為理想,能夠滿足指標要求.本課題所設計和實現的信道盲均衡器,為FPGA芯片設計技術做了有益的探索性嘗試,對今后無線通信系統中的單芯片可編程系統(SOPC)的設計運用有著積極的借鑒意義.
上傳時間: 2013-07-11
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諧波帶來的影響已經嚴重危及到電力系統的安全、經濟、穩定運行。解決諧波污染的關鍵在于精確實時地確定諧波的成分、幅值和相位等因素。而今普通工業控制計算機已越來越不能滿足系統運行的高效性、高實時性、高穩定運行性和高可靠性等要求,給諧波的測量帶來誤差,因而開發新一代基于ARM平臺和嵌入式Linux系統的電力諧波檢測裝置來滿足這些要求顯得很重要。 同時,友好的圖形界面也已經成為人們普遍關注的一個熱點問題。電力諧波檢測裝置的圖形用戶系統更是存在著進程獨立、網絡通信能力、跨平臺等特殊需求。在眾多的圖形用戶界面軟件中,因QT/Embedded具有跨平臺、面向對象、能設計精美的人機界面等優點,系統便選取QT/Embedded作為支撐平臺,并解決了QT/Embedded跨平臺移植和中文化等問題。 因頻譜泄露和柵欄效應以及系統基本頻率的波動,普通的FFT算法不能準確測量諧波和間諧波成份。為了提高測量精度,本文先用頻域插值法確定系統的基本頻率,以及插值多項式方法重構時域采樣信號,接下來用FFT計算整數次諧波成份,以及頻域插值方法計算間諧波成份。 系統選用長沙科瑞捷機電有限公司提供的基于ARM處理器的SAM7430模塊,在此基礎上開發諧波檢測軟件,包括數據采集、FFT分析以及界面顯示程序。經初步調試系統工作穩定可靠,具有一定的實用參考價值。
上傳時間: 2013-08-02
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超聲波電機(Ultrasonic motors,簡稱USM)是一種全新原理的直接驅動電機,它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發的超聲振動作為驅動力,通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統的電磁電機相比,它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作響應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性,在非連續運動領域、精密控制領域比傳統的電磁電機性能優越得多。超聲波電機在工業控制系統、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設備、智能機器人等領域有廣闊的應用前景,近年來倍受科技界和工業界的重視,成為當前機電控制領域的一個研究熱點。 本文主要以行波型超聲波電機的驅動控制技術為研究對象,引入嵌入式系統理念,設計并制作了超聲波電機的驅動控制系統,并對超聲波電機的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內容及成果如下: 介紹了超聲波電機的工作原理、特點及其應用前景,總結了國內外超聲波電機驅動控制技術的發展歷史和研究現狀,以及今后我國超聲波電機驅動控制技術的發展方向,明確了本文的研究內容。 結合嵌入式系統特點及其開發方法,詳細介紹了超聲波電機嵌入式驅動控制系統的硬件和軟件設計過程,并總結了硬件、軟件的調試過程。最后,對所設計系統性能進行了實驗測試和數據分析。 采用DDS技術解決超聲波電機所需要的高頻驅動電源和數字控制的問題。本文設計的以ARM控制器為核心,頻率、相位、幅值均可調的雙通道信號發生器,具有頻率和相位差控制精度高的特點。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設計并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統。速度控制采用增量式PID調節,其控制策略簡單、易行,通過實驗選擇合適的參數能適應一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略,該策略將模糊控制不需要精確的數學模型、收斂速度快的特點與PID簡單易行、能消除穩態誤差的優點相結合,改善了模糊控制器穩態性能,使電機定位控制精度達到0.0880。
上傳時間: 2013-07-16
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信號發生器設計以C8051F121 單片機為核心,采用串口通信和D/A 轉換,通過在VB可視化操作界面下參數化調節信號的幅值、脈寬、頻率、持續時間,可以得到任意波形。數據通過串口傳給單片機,單片機經過
上傳時間: 2013-05-28
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SystemView的庫資源十分豐富,包括含若干圖標的基本庫(Main Library)及專業庫(Optional Library),基本庫中包括多種信號源、接收器、加法器、乘法器,各種函數運算器等;專業庫有通訊(Communication)、邏輯(Logic)、數字信號處理(DSP)、射頻/模擬(RF/Analog)等;它們特別適合于現代通信系統的設計、仿真和方案論證,尤其適合于無線電話、無繩電話、尋呼機、調制解調器、衛星通訊等通信系統;并可進行各種系統時域和頻域分析、譜分析,及對各種邏輯電路、射頻/模擬電路(混合器、放大器、RLC電路、運放電路等)進行理論分析和失真分析。 System View能自動執行系統連接檢查,給出連接錯誤信息或尚懸空的待連接端信息,通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖標。這個特點對用戶系統的診斷是十分有效的。 System View的另一重要特點是它可以從各種不同角度、以不同方式,按要求設計多種濾波器,并可自動完成濾波器各指標—如幅頻特性(伯特圖)、傳遞函數、根軌跡圖等之間的轉換。 在系統設計和仿真分析方面,System View還提供了一個真實而靈活的窗口用以檢查、分析系統波形。在窗口內,可以通過鼠標方便地控制內部數據的圖形放大、縮小、滾動等。另外,分析窗中還帶有一個功能強大的“接收計算器”,可以完成對仿真運行結果的各種運算、譜分析、濾波。 System View還具有與外部文件的接口,可直接獲得并處理輸入/輸出數據。提供了與編程語言VC++或仿真工具Matlab的接口,可以很方便的調用其函數。還具備與硬件設計的接口:與Xilinx公司的軟件Core Generator配套,可以將System View系統中的部分器件生成下載FPGA芯片所需的數據文件;另外,System View還有與DSP芯片設計的接口,可以將其DSP庫中的部分器件生成DSP芯片編程的C語言源代碼。
標簽: SYSTEMVIEW 教材
上傳時間: 2013-04-24
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