通用異步收發(fā)器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是廣泛使用的串行傳輸協(xié)議。串行外設(shè)用到異步串行接口一般采用專(zhuān)用集成電路實(shí)現(xiàn)。但是這類(lèi)芯片一般包含許多輔助模塊,而時(shí)常不需要使用完整的UART的功能和輔助功能,或者當(dāng)在FPGA上設(shè)計(jì)時(shí),需要將UART功能集成到FPGA內(nèi)部而不能使用芯片。藍(lán)牙主機(jī)控制器接口則是實(shí)現(xiàn)主機(jī)設(shè)備與藍(lán)牙模塊之間互操作的控制部件。當(dāng)在使用藍(lán)牙設(shè)備的時(shí)候尤其是在監(jiān)控場(chǎng)所,接口控制器在控制數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)的傳輸上就起了至關(guān)重要的作用。 論文針對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的實(shí)際需要,設(shè)計(jì)了一個(gè)藍(lán)牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模塊。使用VHDL將其核心功能集成,既可以單獨(dú)使用,也可集成到系統(tǒng)芯片中,并且整個(gè)設(shè)計(jì)緊湊、穩(wěn)定且可靠,其用途廣泛,具有一定的使用價(jià)值。 本設(shè)計(jì)采用TOP-DOWN設(shè)計(jì)方法,整體上分為UART接口和藍(lán)牙主機(jī)控制器接口兩部分。首先根據(jù)UART和藍(lán)牙主機(jī)控制器接口的實(shí)現(xiàn)原理和設(shè)計(jì)指標(biāo)要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)系統(tǒng)劃分模塊以及各個(gè)模塊的信號(hào)連接;然后進(jìn)行模塊設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出每個(gè)模塊的功能,并用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊功能;再使用ISE8.2I自帶的仿真器對(duì)各模塊進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真;最后進(jìn)行硬件驗(yàn)證,在Virtex-II開(kāi)發(fā)板上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能驗(yàn)證。實(shí)現(xiàn)了發(fā)送、接收和波特率發(fā)生等功能,驗(yàn)證了結(jié)果,表明設(shè)計(jì)正確,功能良好,符合設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽: HCIUART FPGA 藍(lán)牙
上傳時(shí)間: 2013-07-13
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視頻監(jiān)控一直是人們關(guān)注的應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)之一,它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛用于在電視臺(tái)、銀行、商場(chǎng)等場(chǎng)合。在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中,經(jīng)常需要對(duì)多路視頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,如果每一路視頻信號(hào)都占用一個(gè)監(jiān)視器屏幕,則會(huì)大大增加系統(tǒng)成本。視頻圖像畫(huà)面分割器主要功能是完成多路視頻信號(hào)合成一路在監(jiān)視器顯示,是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 傳統(tǒng)的基于分立數(shù)字邏輯電路甚至DSP芯片設(shè)計(jì)的畫(huà)面分割器的體積較大且成本較高。為此,本文介紹了一種基于FPGA技術(shù)的視頻圖像畫(huà)面分割器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 本文對(duì)視頻圖像畫(huà)面分割技術(shù)進(jìn)行了分析,完成了基于ITU-RBT.656視頻數(shù)據(jù)格式的畫(huà)面分割方法設(shè)計(jì);系統(tǒng)采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器,設(shè)計(jì)了視頻圖像畫(huà)面分割器的硬件電路,該電路在FPGA中,將數(shù)字電路集成在一起,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,具有較好的穩(wěn)定性和靈活性;在硬件電路平臺(tái)基礎(chǔ)上,以四路視頻圖像分割為例,完成了I2C總線接口模塊,異步FIFO模塊,有效視頻圖像數(shù)據(jù)提取模塊,圖像存儲(chǔ)控制模塊和圖像合成模塊的設(shè)計(jì),首先,由攝像頭采集四路模擬視頻信號(hào),經(jīng)視頻解碼芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻圖像信號(hào)后送入異步FIFO緩沖。然后,根據(jù)畫(huà)面分割需要進(jìn)行視頻圖像數(shù)據(jù)抽取,并將抽取的視頻圖像數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器。最后,按照數(shù)字視頻圖像的數(shù)據(jù)格式,將四路視頻圖像合成一路編碼輸出,實(shí)現(xiàn)了四路視頻圖像分割的功能。從而驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)和分割方法的正確性。 本文通過(guò)由FPGA實(shí)現(xiàn)多路視頻圖像的采集、存儲(chǔ)和合成等邏輯控制功能,I2C總線對(duì)兩片視頻解碼器進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置等方法,實(shí)現(xiàn)四路視頻圖像的輪流采集、存儲(chǔ)和圖像的合成,提高了系統(tǒng)集成度,并可根據(jù)系統(tǒng)需要修改設(shè)計(jì)和進(jìn)一步擴(kuò)展功能,同時(shí)提高了系統(tǒng)的靈活性。
標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 畫(huà)面分割器
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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LED顯示屏作為一項(xiàng)高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視,它以其動(dòng)態(tài)范圍廣,亮度高,壽命長(zhǎng),工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場(chǎng)前景。 本文主要研究的對(duì)象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng),提出了一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案,整個(gè)系統(tǒng)分三部分組成:DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)T.D.M.S.解碼恢復(fù)出可供LED屏顯示的紅、綠、藍(lán)共24位像素?cái)?shù)據(jù)和一些控制信號(hào)。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行緩存,經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來(lái)的視頻數(shù)據(jù)流,經(jīng)過(guò)位分離操作后存入SRAM進(jìn)行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進(jìn)行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細(xì)推導(dǎo)了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來(lái)完成系統(tǒng)功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點(diǎn),不僅可以滿(mǎn)足高速圖像數(shù)據(jù)處理對(duì)速度的要求,而且增加了設(shè)計(jì)的靈活性,不需修改電路硬件設(shè)計(jì),縮短了設(shè)計(jì)周期,還可以進(jìn)行在線升級(jí)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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人臉識(shí)別技術(shù)繼指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別以及聲音識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)之后,以其獨(dú)特的方便、經(jīng)濟(jì)及準(zhǔn)確性而越來(lái)越受到世人的矚目。作為人臉識(shí)別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測(cè),隨著研究的深入和應(yīng)用的擴(kuò)大,在視頻會(huì)議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機(jī)交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術(shù)不斷發(fā)展,它的功能、應(yīng)用和可靠性逐漸增加,在各個(gè)行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢(shì)。FPGA允許用戶(hù)根據(jù)自己的需要來(lái)建立自己的模塊,為用戶(hù)的升級(jí)和改進(jìn)留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設(shè)計(jì)方法的靈活性降低了整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本,F(xiàn)PGA 設(shè)計(jì)成為電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測(cè)算法入手,總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術(shù)。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練分類(lèi)器、定點(diǎn)化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測(cè)系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開(kāi)發(fā)板上平臺(tái)上,達(dá)到實(shí)時(shí)的檢測(cè)效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對(duì)于人臉檢測(cè)算法,首先確保的是檢測(cè)率的準(zhǔn)確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測(cè)方法。算法中較多的是積分圖的特征值計(jì)算,這便于進(jìn)一步的硬件設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)檢測(cè)算法進(jìn)行耗時(shí)分析確定運(yùn)行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場(chǎng)可以提供的資源狀況,又要考慮系統(tǒng)成本、開(kāi)發(fā)時(shí)間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開(kāi)發(fā)板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等,通過(guò)分析可以對(duì)算法進(jìn)行細(xì)致的劃分,實(shí)現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點(diǎn)化:在Adaboost算法中,需要進(jìn)行大量的浮點(diǎn)計(jì)算。這里采用的方法是直接對(duì)數(shù)據(jù)位進(jìn)行操作它提取指數(shù)和尾數(shù),然后對(duì)尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進(jìn)檢測(cè)用的級(jí)聯(lián)分類(lèi)器的訓(xùn)練,提出可以迅速提高分類(lèi)能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓(xùn)練方法。 5. 最后對(duì)系統(tǒng)的整體進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明,在視頻輸入輸出接入的同時(shí),人臉檢測(cè)能夠達(dá)到17fps的檢測(cè)速度,并且獲得了很好的檢測(cè)率以及較低的誤檢率。
標(biāo)簽: FPGA 人臉檢測(cè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-01
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隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號(hào)的采集與處理在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等部門(mén)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,這些應(yīng)用中對(duì)數(shù)字信號(hào)的傳輸速度提出了比較高的要求。傳統(tǒng)的基于ISA總線的信號(hào)傳輸效率低,嚴(yán)重制約著系統(tǒng)性能的提高。 PCI總線以其高性能、低成本、開(kāi)放性、軟件兼容性等眾多優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今最流行的計(jì)算機(jī)局部總線。但是,由于PCI總線硬件接口復(fù)雜、不易于接入、協(xié)議規(guī)范比較繁瑣等缺點(diǎn),常常需要專(zhuān)用的接口芯片作為橋接,為了解決這一系列問(wèn)題,本文提出了一種基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的實(shí)現(xiàn)方案,支持PCI突發(fā)訪問(wèn)方式,突發(fā)長(zhǎng)度為8至128個(gè)雙字長(zhǎng)度,核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8,容量為6000個(gè)邏輯宏單元,速度為-8,編譯后系統(tǒng)速度可以達(dá)到80MHz,取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的核心是PCI接口模塊。在硬件方面,特別討論了PCI接口模塊、地址轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、外部接口模塊和SRAM DMA控制模塊等五個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)方案和硬件電路實(shí)現(xiàn)方法,著重分析了PCI接口模塊的數(shù)據(jù)傳輸方式,采用模塊化的方法設(shè)計(jì)了內(nèi)部控制邏輯,并進(jìn)行了相關(guān)的時(shí)序仿真和邏輯驗(yàn)證,硬件需要軟件的配合才能實(shí)現(xiàn)其功能,因此設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要部分,論文研究了Windows XP體系結(jié)構(gòu)下的WDM驅(qū)動(dòng)模式的組成、開(kāi)發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的工具以及開(kāi)發(fā)系統(tǒng)實(shí)際硬件的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)的一些關(guān)鍵技術(shù)。 本文最后利用基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯中的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)PCI數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行了整體方案的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA實(shí)現(xiàn)。
上傳時(shí)間: 2013-07-24
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近年來(lái),基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)己成為新一代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅具有信息處理能力強(qiáng),而且具有開(kāi)放性、實(shí)時(shí)性、可靠性的特點(diǎn),因此在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 論文從步行康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計(jì)與制作出發(fā),主要進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究。文章首先提出了多種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)它們的優(yōu)缺點(diǎn),選定以DSP和FPGA為核心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。 論文詳細(xì)研究了以DSP和FPGA為核心實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì),利用DSP實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與相關(guān)功能模塊,利用FPGA實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)地址譯碼電路、脈沖分配電路以及光電編碼器信號(hào)處理電路,并對(duì)以上電路系統(tǒng)進(jìn)行了功能仿真和時(shí)序仿真。 結(jié)果表明,基于DSP和FPGA為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能要求,同時(shí)提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開(kāi)放性、實(shí)時(shí)性和可靠性,并大大減小了系統(tǒng)的體積與功耗。
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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智能化住宅小區(qū),是指在一定范圍內(nèi)通過(guò)有效的傳輸網(wǎng)絡(luò),將多元住處服務(wù)、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結(jié)合在一起,為該小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段。從而實(shí)現(xiàn)快捷高效的超值服務(wù)管理和安全舒適的家居環(huán)境,使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的提高,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的迅速發(fā)展,促進(jìn)了智能小區(qū)在我國(guó)的推廣和應(yīng)用。目前這些小區(qū)的智能化建設(shè)大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。但是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進(jìn)入家庭,利用Internet來(lái)構(gòu)建智能小區(qū)已成為大勢(shì)所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過(guò)在外圍添加適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)設(shè)備和通信接口設(shè)備,構(gòu)成一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。其次,在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上,通過(guò)在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲(chǔ)器中下載uClinux操作系統(tǒng),從而構(gòu)建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能齊全的Web服務(wù)器。最后,將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器,再根據(jù)需要配置適當(dāng)?shù)牟杉骱惋@示器,就可以組建成一套功能強(qiáng)大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時(shí)圖像采集、實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語(yǔ)音報(bào)警等功能。 這種利用當(dāng)前流行的嵌入式系統(tǒng)來(lái)組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng),不但實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大;而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性?xún)r(jià)比,相信在未來(lái)有較大的市場(chǎng)潛力。 本文主要包括如下幾個(gè)部分:系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)的原理圖構(gòu)建和PCB板的繪制:系統(tǒng)核心處理器設(shè)計(jì),包括Nios Ⅱ軟核CPU的設(shè)計(jì)方法、外圍存儲(chǔ)和通信器件的添加及設(shè)計(jì)方法;嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關(guān)知識(shí)及移植方法:系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設(shè)計(jì),以及單片機(jī)語(yǔ)音報(bào)警程序設(shè)計(jì)等;最后給出了調(diào)試情況以及一些試驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽: FPGA 以太網(wǎng) 智能小區(qū)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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基于FPGA的智能小車(chē)系統(tǒng)就是本地計(jì)算機(jī)通過(guò)接入Internet小車(chē)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端工作現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)工作地段等特殊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。智能小車(chē)是智能行走機(jī)器人的一種,這種智能小車(chē)可以適應(yīng)不同環(huán)境,不受溫度、濕度、空間、磁場(chǎng)輻射、重力等條件的影響,可以在人類(lèi)無(wú)法進(jìn)入或生存的環(huán)境中完成人類(lèi)無(wú)法完成的探測(cè)任務(wù)。適用于國(guó)防及民用多個(gè)領(lǐng)域。整個(gè)系統(tǒng)以遙控小車(chē)裝置為基礎(chǔ),通過(guò)配置在上面的攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像的采集及對(duì)行車(chē)道的檢測(cè),通過(guò)配置的紅外測(cè)溫儀探測(cè)環(huán)境和目標(biāo)的溫度,具有一定的智能性。其明顯的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制小車(chē)運(yùn)行及采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度、圖像等相關(guān)信息,完成人類(lèi)在特定條件下無(wú)法完成的工作。對(duì)人類(lèi)的科學(xué)研究、探索未知領(lǐng)域、遠(yuǎn)程監(jiān)控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出了基于FPGA的智能小車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控方案。采用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn),可以充分利用現(xiàn)有的IP核,功能擴(kuò)展容易,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本低,上市時(shí)間快,修改方便,甚至可以遠(yuǎn)程重構(gòu)系統(tǒng)。與單片機(jī)相比,集成度高,可靠性好,調(diào)試和維護(hù)方便。 論文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:在對(duì)智能小車(chē)功能分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng),并在FPGA上構(gòu)建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統(tǒng),配置了SPI、串行口和以太網(wǎng)接口模塊和驅(qū)動(dòng)程序,以及各種存儲(chǔ)器。移植了μClinux操作系統(tǒng),配置嵌入式Web服務(wù)器,編寫(xiě)CGI程序,設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè);并對(duì)行車(chē)道檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究,在DSP Builder中構(gòu)建了該模塊,并在Matlab中進(jìn)行了仿真。在研究數(shù)碼相機(jī)模塊和紅外測(cè)溫模塊的基礎(chǔ)上,編寫(xiě)了圖像采集和溫度測(cè)量程序以及小車(chē)運(yùn)動(dòng)控制程序,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,初步達(dá)到通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
上傳時(shí)間: 2013-05-24
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論文提出了一種基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì),并且在嵌入式硬件和軟件的聯(lián)合調(diào)度之下予以實(shí)現(xiàn),并將該系統(tǒng)應(yīng)用于微小型無(wú)人直升機(jī)MUAV控制上。 微小型無(wú)人直升機(jī)體積小、重量輕、隱蔽性好、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、易實(shí)現(xiàn)懸停和超低空飛行,因此在軍用和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。微小型無(wú)人直升機(jī)在空中執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要實(shí)時(shí)獲得在空間的姿態(tài)和高度位置信息,然后通過(guò)調(diào)制舵機(jī)狀態(tài)來(lái)調(diào)整飛行器的空中姿態(tài),糾正飛行路線,而MUAV的飛控系統(tǒng)需要具有負(fù)荷輕,功能強(qiáng)大,實(shí)時(shí)性強(qiáng)以及低功耗的特點(diǎn),對(duì)嵌入式處理器要求較高,所以針對(duì)MUAV的控制采用上下位機(jī)聯(lián)合控制的結(jié)構(gòu)。并且由于目前現(xiàn)有的下位機(jī)控制器滿(mǎn)足不了MUAV控制發(fā)展的需求,所以本文中利用FPS[JC優(yōu)越的性能,實(shí)現(xiàn)了一種新的下位機(jī)控制器的設(shè)計(jì),具有體積小、重量輕、價(jià)格低、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),完成了基于PWM的舵機(jī)的控制和基于Kalman濾波的多傳感器的數(shù)據(jù)融合,以及上下位機(jī)之間的通訊等功能,具有較強(qiáng)的使用和應(yīng)用價(jià)值。 論文首先介紹了MUAV飛行控制的結(jié)構(gòu),以及下位機(jī)實(shí)現(xiàn)功能的模塊劃分。然后是對(duì)MUAV控制系統(tǒng)相關(guān)理論的介紹,包括舵機(jī)控制的原理和方法以及多傳感器數(shù)據(jù)融合的理論。 其次論文介紹了基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上,給出了硬件總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)論述,軟件部分在給出了主要的框架和功能劃分后,主要介紹了利用FPSLIC的FPGA部分實(shí)現(xiàn)PWM控制和測(cè)量的模塊以及AVR部分對(duì)多傳感器信息進(jìn)行Kalman濾波融合的實(shí)現(xiàn)。 最后在實(shí)驗(yàn)室的汽油無(wú)人直升機(jī)的測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行了舵機(jī)控制和高度測(cè)試實(shí)驗(yàn),取得了滿(mǎn)意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶(hù):fredguo
LED調(diào)光-DMX512燈光協(xié)義接收控制.對(duì)做LED的DMX調(diào)光很幫助的
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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