單片機C語言快速入門!1講得很好的!!對初學者有一!!!
標簽: 51單片機C語言
上傳時間: 2013-04-24
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快速傅立葉變換(FFT)技術是數字信號處理中的核心技術,它已廣泛應用于數字信號處理的各個領域,長期以來一直是一個重要的研究課題。近年來,專用數字信號處理器以其優化的硬件結構和優良的性能價格比為FFT的實現提供了一種有效的途徑,其中最具有代表性的是美國TI公司的TMS320系列DSP。 本文首先分析了常用FFT算法原理,并進行了算法的討論和比較,然后詳細論述了以浮點型DSP為核心的實現FFT算法的硬件平臺的設計。平臺的硬件電路主要包括數據采集部分、數據處理部分、數據存儲部分和數據顯示部分。其中采集部分采用12位高速的A/D轉換芯片MAX197,數據處理部分采用32位浮點型DSP芯片-TMS320VC33,數據存儲部分采用了大容量的FLASH芯片——K9F2808UOA,數據顯示部分采用PHILIPS公司的高亮度、寬視角的TFT彩色液晶顯示屏。 為了擴展系統的通信能力,通信接口我們選擇CAN總線。軟件部分選用了頻率抽取基2FFT、分裂基FFT和實序列FFT算法,用C語言進行編程。最后部分是進行軟硬件的聯合調試,并在此基礎上進行了FFT算法實現。 論文結尾以實際的實驗曲線分析驗證了算法的正確性,同時針對實驗中產生的誤差找出了原因,并提出了解決的方法。實驗結果表明采用浮點DSP實現FFT算法方便且有較高的實時性,可以應用到電力系統諧波分析、振動測試及鐵路檢測等各個領域。
上傳時間: 2013-04-24
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十多年來,隨著信息技術、電子技術和通訊技術的發展,嵌入式系統已經獲得了空前的應用和發展。隨著嵌入式應用系統功能復雜度的提高、對軟件產品的非功能約束的特別關注以及由于市場的激烈競爭導致嵌入式軟件推出周期的縮短,都使得嵌入式軟件開發人員面臨著嚴峻的危機和挑戰。傳統的結構化開發方法已經顯得力不從心,于是嵌入式軟件開發人員在軟件開發中引入了目前較為流行的“面向對象方法(OO)”,.但是目前對該方法的應用還只是停留在傳統的以編程為中心的嵌入式軟件開發方法上,不能很好地保證軟件復用和代碼的重用,因此難以滿足市場對嵌入式軟件開發效率和開發質量的要求。 本課題的研究內容是應用面向對象方法的框架技術,對嵌入式系統領域的專有結構組件進行封裝,創新性地提出了面向嵌入式系統領域的通用實時框架ARTIC(Abstract real-time contrO1)。ARTIC框架除了具有框架的共有優點一最大限度實現軟件重用外,最突出的是具備以下兩個特點: 1、功能和非功能的分離 在應用面向對象的技術時,傳統的嵌入式軟件開發方法關注的重點是軟件結構和功能分解,、忽略了嵌入式環境下特殊的非功能性要求。為了在實現系統功能需求的同時,保證軟件系統的非功能性需求的實現,ARTIC框架引入了面向方面的思想,、把系統的非功能性需求從功能模塊中分離出來,為它們單獨設計組件。開發人員在應用該框架進行嵌入式軟件設計時,只需要關注功能需求的實現,對于實時性、調度等非功能需求的實現可以通過調用ARTIC提供的時間管理模型和任務調度模型直接實現。 2、基于狀態機的主動對象設計模式 根據嵌入式系統通常由多個控制線程組成的特點,應用基于狀態機的主動對象設計模式,把嵌入式軟件系統構建成多個主動對象的緝合。相對于傳統的面向對象方法,本文提出的主動對象的最大特點在于:它提供對事件隊列、控制線程和表示主動對象動態行為狀態機等的封裝,并且該模式可以直接支持嵌入式系統的并行性。 ARTIC框架的應用能夠幫助嵌入式軟件的開發人員快速地開發出高質量的嵌入式軟件,除此之外,因為它包含了一個微小的實時操作系統(RTOS) 報包裝,在某些場合可以作為一個簡易的RTOS使用。為了驗證ARTIC的性能,本文將該框架應用于硬幣搬送實時控制系統的開發設計,從該系統的應用中充分體現了ARTIC框架的優點。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著數字化技術的飛速發展,數字視頻信號的傳輸技術更是受到人們的關注。相比較其它類型的信息傳輸如文本和數據,視頻通信需要占用更多的帶寬資源,因此為了實現在帶寬受限的條件下的傳輸,視頻源必須經過大量壓縮。盡管現在的網絡狀況不斷地改善,但相對與快速增長的視頻業務而言,網絡帶寬資源仍然是遠遠不夠的。2003年3月,新一代視頻壓縮標準H.264/AVC的推出,使視頻壓縮研究進入了一個新的層次。H.264標準中包含了很多先進的視頻壓縮編碼方法,與以前的視頻編碼標準相比具有明顯的進步。在相同視覺感知質量的情況下,H.264的編碼效率比H.263提高了一倍左右,并且有更好的網絡友好性。然而,高編碼壓縮率是以很高的計算復雜度為代價的,H.264標準的計算復雜度約為H.263的3倍,所以在實際應用中必須對其算法進行優化以減低其計算復雜度。 @@ 本文首先介紹了H.264標準的研究背景,分析了國內外H.264硬件系統的研究現狀,并介紹了本文的主要工作。 @@ 接著對H.264編碼標準的理論知識、關鍵技術分別進行了介紹。 @@ 對H.264塊匹配運動估計算法進行研究,對經典的塊匹配運動估計算法通過對比分析,三步、二維等算法在搜索效率上優于全搜索算法,而全搜索算法在數據流的規則性和均勻性有著自己的優越性。 @@ 針對塊匹配運動估計全搜索算法的VLSI結構的特點,提出改進的塊匹配運動估計全搜索算法。本文基于對數據流的分析,對硬件尋址進行了研究。通過一次完整的全搜索數據流分析,改進的塊匹配運動估計算法在時鐘周期、PE資源消耗方面得到優化。 @@ 最后基于FPGA平臺對整像素運動估計模塊進行了研究。首先對運動估計模塊結構進行了功能子模塊劃分;然后對每個子模塊進行設計和仿真和對整個運動估計模塊進行聯合仿真驗證。 @@關鍵詞:H.264;FPGA;QuartusⅡ;幀間預測;運動估計;塊匹配
上傳時間: 2013-04-24
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隨著科學技術的快速發展和數據采集系統的廣泛應用,人們對數據采集系統的速度、精度、易操作性以及實時性的要求也在不斷地提高。通用串行總線USB作為一種新型的微機總線接口規范,以其使用方便、易于擴展、速度快等優點而被廣泛地應用于數據采集系統中。現場可編程門陣列最大的特點是結構靈活,開發周期較短,適合于實時信號處理,已被廣泛應用于通信、數據采集、圖像處理等諸多領域。 @@ 本文充分利用USB和FPGA的上述優點,設計了一種基于USB2.0技術和FPGA技術相結合的高速數據采集系統。 @@ 首先,對數據采集基本理論及系統相關技術進行了簡單地介紹。 @@ 其次,對以ADC轉換器(TLC5510)、FPGA芯片(EP1C6Q240C8)為控制器和USB接口芯片(CY7C68013A-56,簡稱FX2)為主的數據采集系統進行了硬件設計和分析,并在此設計的基礎上給出相應的原理圖、PCB。硬件設計主要包括FPGA與ADC和FX2之間的接口電路設計以及硬件邏輯設計。 @@ 再次,根據系統需求,對系統軟件部分進行了設計,分三部分:一是為滿足FX2在USB上的最大傳輸速率而編寫的固件程序;二是在PC機中的WindowsXP系統下利用GPD編寫USB設備驅動程序;三是充分了解FX2的主要功能特點,并編寫出應用程序。 @@ 最后,對系統的軟硬件進行了調試,給出了調試結果和分析,對出現的問題給出了解決方案。結果表明,系統符合設計要求。 @@關鍵詞:USB2.0;FPGA;SOPC;數據采集;固件;
上傳時間: 2013-06-21
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隨著中國二代導航系統的建設,衛星導航的應用將普及到各個行業,具有自主知識產權的衛星導航接收機的研究與設計是該領域的一個研究熱點。在接收機的設計中,對于成熟技術將利用ASIC芯片進行批量生產,該芯片是專用芯片,一旦制造成型不能改變。但是對于正在研究的接收機技術,特別是在需要利用接收機平臺進行提高接收機性能研究時,利用FPGA通用可編程門陣列芯片是非常方便的。在FPGA上的研究成果,一旦成熟可以很方便的移植到ASIC芯片,進行批量生產。本課題就是基于FPGA研究GPS并行捕獲技術的硬件電路,著重進行了其中一個捕獲通道的設計和實現。 GPS信號捕獲時間是影響GPS接收機性能的一個關鍵因素,尤其是在高動態和實時性要求高的應用中或者對弱GPS信號的捕獲方面。因此,本文在滑動相關法基礎上引出了基于FFT的并行快速捕獲方法,采用自頂向下的方法對系統進行總體功能劃分和結構設計,并采用自底向上的方法對系統進行功能實現和驗證。 本課題以Xilinx公司的Spartan3E開發板為硬件開發平臺,以ISE9.2i為軟件開發平臺,采用Verilog HDL編程實現該系統。并利用Nemerix公司的GPS射頻芯片NJ1006A設計制作了GPS中頻信號產生平臺。該平臺可實時地輸出采樣頻率為16.367MHz的GPS數字中頻信號。 本課題主要是基于采樣率變換和FFT實現對GPS C/A碼的捕獲。該算法利用平均采樣的方法,將信號的采樣率降低到1.024 MHz,在低采樣率下利用成熟的1024點FFT IP核對C/A碼進行粗捕,給出GPS信號的碼相位(精度大約為1/4碼片)和載波的多普勒頻率,符合GPS后續跟蹤的要求。 同時,由于FFT算法是以資源換取時間的方法來提高GPS捕獲速度的,所以在設計時,合理地采用FPGA設計思想與技巧優化系統。基于實用性的要求,詳細的給出了基于FFT的GPS并行捕獲各個模塊的實現原理、實現結構以及仿真結果。并達到降低系統硬件資源,能夠快速、高效地實現對GPS C/A碼捕獲的要求。 本研究是導航研究所承擔的國家863課題“利用多徑信號提高GNSS接收機性能的新技術研究”中關于接收機信號捕獲算法的一部分,對接收機的設計具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-07-22
上傳用戶:user08x
近年來,以FPGA為代表的數字系統現場集成技術取得了快速的發展,FPGA不但解決了信號處理系統小型化、低功耗、高可靠性等問題,而且基于大規模FPGA單片系統的片上可編程系統(SOPC)的靈活設計方式使其越來越多的取代ASIC的市場。傳統的通用信號處理系統使用DSP作為處理核心,系統的可重構型不強,FPGA解決了這一問題,并且現有的FPGA中,多數已集成DSP模塊,結合FPGA較強的信號并行處理特性使其與DSP信號處理能力差距很小。因此,FPGA作為處理核心的通用信號處理系統具有很強的可實施性。 @@ 基于上述要求,作者設計和完成了一個基于多FPGA的通用實時信號處理系統。該系統采用4片XC3SD1800A作為處理核心,使用DDR2 SDRAM高速存儲實時數據。作者通過全面的分析,設計了核心板、底板和應用板分離系統架構。該平臺能夠根據實際需求進行靈活的搭配,核心板之間的數據傳輸采用了LVDS(低電壓差分信號)技術,從而使得數據能夠穩定的以非常高的速率進行傳輸。 @@ 本系統屬于高速數字電路的設計范疇,因此必須重視信號完整性的設計與分析問題,作者根據高速電路的設計慣例和軟件輔助設計的方法,在分析和論證了阻抗控制、PCB堆疊、PCB布局布線等約束的基礎上,順利地完成了PCB繪制與調試工作。 @@ 作為系統設計的重要環節,作者還在文中研究了在系統設計過程中出現的電源完整性問題,并給出了解決辦法。 @@ LVDS高速數據通道接口和DDR2存儲器接口設計決定本系統的使用性能,本文基于所選的FPGA芯片進行了詳細的闡述和驗證。并結合系統的核心板和底板,完成了應用板,視頻圖像采集、USB、音頻、LCD和LED矩陣模塊顯示等接口的設計工作,對其中的部分接口進行了邏輯驗證。 @@ 經過測試,該通用的信號處理平臺具有實時性好、通用性強、可擴展和可重構等特點,能夠滿足當前一些信號處理系統對高速、實時處理的要求,可以廣泛應用于實時信號處理領域。通過本平臺的研究和開發工作,為進一步研究和設計通用、實時信號處理系統打下了堅實的基礎。 @@關鍵詞:通用實時信號處理;FPGA;信號完整性;DDR2;LVDS
上傳時間: 2013-05-27
上傳用戶:qiaoyue
直接序列擴頻通信技術,具有抗干擾、保密性強、可實現碼分多址通信和高精度測量的優點,其中信號的快速捕獲是擴頻體制的關鍵。擴頻系統雖然本身具有抗干擾能力,但在強干擾情況下,系統性能將嚴重惡化,大大影響捕獲的精度,甚至無法捕獲。因此,在接收機接收到信號以后,在捕獲前可以利用自適應天線陣進行抗干擾濾波,增強系統的抗干擾能力。同時,抗干擾濾波可能會對擴頻信號的捕獲帶來一定的影響,對這個問題也需要進行分析。 本文取材于“GPS空域抗干擾接收機”研究課題,以該課題為背景,從擴頻信號捕獲的角度出發,利用仿真數據,針對自適應天線陣抗干擾濾波和捕獲進行Matlab仿真,研究分析不同的抗干擾濾波方案對擴頻信號捕獲產生的影響,確定FPGA設計方案,在ISE中將設計方案實現為具體的VHDL程序,并通過Modelsim仿真比對,為“GPS空域抗干擾接收機”課題研究中方案的確定提供了技術支撐。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:diets
現代電子系統中,FIR數字濾波器作為數字信號處理技術的重要組成部分,以其良好的線性特性在許多領域內被廣泛的應用。在工程實踐中,往往要求信號處理具有實時性和靈活性,而已有的一些軟件和硬件實現方式則難以同時達到這兩方面的要求。 隨著可編程邏輯器件和EDA技術的發展,越來越多的人開始應用FPGA實現FIR濾波器,既保證了信號處理的實時性,又可兼顧靈活性的要求。但是普遍存在的問題是不能根據被濾波信號特點動態調整濾波器的濾波系數,只能完成單一特性的濾波工作。 本文將FPGA的快速性和計算機的靈活性通過USB2.0總線有機地結合起來,設計了一個基于FPGA的可調參數FIR濾波系統。此系統由計算機根據各種濾波器指標計算出濾波參數,通過USB2.0對FPGA芯片內部的FIR多階濾波器進行參數配置,實現數字濾波器參數可調;配置后的FPGA濾波單元完成對A/D采集的信號進行濾波運算,濾波后的數據經過緩存后通過USB2.0總線傳輸至計算機進行顯示、分析和儲存等進一步處理。在系統中采用有限狀態機對FPGA參數配置模式和濾波模式進行切換,保證了系統的有序運行。 本文通過性能測試和應用實例對系統進行驗證。實驗證明:該基于FPGA的可調參數FIR濾波系統參數配置方便,可以根據實際需要動態調整濾波參數,并且濾波效果良好,可有效濾除噪聲信號。
上傳時間: 2013-07-26
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本研究針對目標識別等系統中由于載機轉動而使目標圖像發生旋轉,給測量及人眼觀察帶來的影響,因此需要對目標圖像進行實時的反旋轉處理,對目前出現的消像旋技術進行分析和比較,選擇從電子學消旋方法出發,研究圖像消像旋的方法,并給出了基于FPGA的實時消像旋系統的完整結構和相應的算法設計。 本文在對電子圖像消旋原理的深入分析的基礎上,設計并利用Visual C++6.0軟件仿真實現了一種優化的快速旋轉算法,再利用后插值處理保證了圖像的質量;構建了以ACEX EP1K100為核心的數字圖像實時消像旋系統,利用VHDL硬件描述語言實現了整個消像旋算法的FPGA設計。該系統利用高速相機和Camera Link接口傳輸圖像,提高了系統的運行速度。利用QuartusII和Matlab軟件對整個算法設計進行混合仿真實驗。實驗結果表明,該系統能夠成功地對采集到的灰度圖像進行消像旋處理,旋轉后的圖像清晰穩定,像素誤差小于一個像素,而且對于視頻信號只有一幀的延時不到20ms,達到系統參數要求。
上傳時間: 2013-07-04
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