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接口<b>采集板</b>

基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時鐘同步控制技術研究與實現.rar

隨著電子技術的快速發(fā)展，各種電子設備對時間精度的要求日益提升。在衛(wèi)星發(fā)射、導航、導彈控制、潛艇定位、各種觀測、通信等方面，時鐘同步技術都發(fā)揮著極其重要的作用，得到了廣泛的推廣。對于分布式采集系統(tǒng)來說，中心主站需要對來自于不同采集設備的采集數據進行匯總和分析，得到各個采集點對同一事件的采集時間差異，通過對該時間差異的分析，最終做出對事件的準確判斷。如果分布式采集系統(tǒng)中的各個采集設備不具有統(tǒng)一的時鐘基準，那么得到的各個采集時間差異就不能反映出實際情況，中心主站也無法準確地對事件進行分析和判斷，甚至得出錯誤的結論。因此，時鐘同步是分布式采集系統(tǒng)正常運作的必要前提。目前國內外時鐘同步領域常用的技術有GPS授時技術，鎖相環(huán)技術和IRIG-B 碼等。GPS授時技術雖然精度高，抗干擾性強，但是由于需要專用的GPS接收機，若單純使用GPS 授時技術做時鐘同步，就需要在每個采集點安裝接收機，成本較高。鎖相環(huán)是一種讓輸出信號在頻率和相位上與輸入參考信號同步的技術，輸出信號的時鐘準確度和穩(wěn)定性直接依賴于輸入參考信號。IRIG-B 碼是一種信息量大，適合傳輸的時間碼，但是由于其時間精度低，不適合應用于高精度時鐘同步的系統(tǒng)。基于上述分析，本文結合這三種常用技術，提出了一種基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時鐘同步控制技術。該技術既保留了GPS 授時的高精確度和高穩(wěn)定性，又具備IRIG-B時間碼易傳輸和低成本的特性，為分布式采集系統(tǒng)中的時鐘同步提供了一種新的解決方案。本文中的設計采用了Ublox公司的精確授時GPS芯片LEA-5T，通過對GPS芯片串行時間信息解碼，獲得準確的UTC時間，并實現了分布式采集系統(tǒng)中各個采集設備的精確時間打碼。為了能夠使整個分布式采集系統(tǒng)具有統(tǒng)一的高精度數據采集時鐘，本論文采用了數模混合的鎖相環(huán)技術，將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號作為參考基準，生成了與秒信號高精度同步的100MHZ 高頻時鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分，將B 碼的準時標志與GPS 秒信號同步，提高了IRIG-B 碼的時間精度。在分布式采集系統(tǒng)中，IRIG-B時間碼能直接通過串口或光纖將各個采集點時間與UTC時間統(tǒng)一，節(jié)約了各點布設GPS 接收機的高昂成本。最后，通過PC104總線對時鐘同步控制卡進行了數據讀取和測試，通過實驗結果的分析，提出了改進方案。實驗表明，改進后的時鐘同步控制方案具有很高的時鐘同步精度，對時鐘同步技術有著重大的推進意義！

標簽： FPGA 分布式采集

上傳時間： 2013-08-05

上傳用戶：lz4v4
基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)的設計與實現.rar

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用。它將超聲波技術、微電子技術、計算機技術、機械設計與制造及生物醫(yī)學工程等技術融合在一起。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發(fā)出的命令，然后成像系統(tǒng)根據命令控制探頭發(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，導致成像系統(tǒng)采樣不精確；第二、采用的數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芯片實現了步進電機步距角的細分，使電機旋轉更勻速，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內實現數字掃描變換，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)硬件電路的設計、制作，軟件的編寫、調試，結果表明，本文所設計的便攜式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疾病的診斷工作。

標簽： FPGA 超聲成像

上傳時間： 2013-05-18

上傳用戶：helmos
基于USB2.0的FPGA配置接口及實驗開發(fā)評估板設計與實現.rar

信號與信息處理是信息科學中近幾年來發(fā)展最為迅速的學科之一,隨著片上系統(tǒng)(SOC,System On Chip)時代的到來,FPGA正處于革命性數字信號處理的前沿。基于FPGA的設計可以在系統(tǒng)可再編程及在系統(tǒng)調試,具有吞吐量高,能夠更好地防止授權復制、元器件和開發(fā)成本進一步降低、開發(fā)時間也大大縮短等優(yōu)點。然而,FPGA器件是基于SRAM結構的編程工藝,掉電后編程信息立即丟失,每次加電時,配置數據都必須重新下載,并且器件支持多種配置方式,所以研究FPGA器件的配置方案在FPGA系統(tǒng)設計中具有極其重要的價值,這也給用于可編程邏輯器件編程的配置接口電路和實驗開發(fā)設備提出了更高的要求。本論文基于IEEE1149.1標準和USB2.0技術,完成了FPGA配置接口電路及實驗開發(fā)板的設計與實現。作者在充分理解IEEE1149.1標準和USB技術原理的基礎上,針對Altcra公司專用的USB數據配置電纜USB-Blaster,對其內部工作原理及工作時序進行測試與詳細分析,完成了基于USB配置接口的FPGA芯片開發(fā)實驗電路的完整軟硬件設計及功能時序仿真。作者最后進行了軟硬件調試,完成測試與驗證,實現了對Altera系列PLD的配置功能及實驗開發(fā)板的功能。本文討論的USB下載接口電路被驗證能在Altera的QuartusII開發(fā)環(huán)境下直接使用,無須在主機端另行設計通信軟件,其兼容性較現有設計有所提高。由于PLD(Programmable Logic Device)廠商對其知識產權嚴格保密,使得基于USB接口的配置電路應用受到很大限制,同時也加大了自行對其進行開發(fā)設計的難度。與傳統(tǒng)的基于PC并口的下載接口電路相比,本設計的基于USB下載接口電路及FPGA實驗開發(fā)板具有更高的編程下載速率、支持熱插拔、體積小、便于攜帶、降低對PC硬件傷害,且具備其它下載接口電路不具備的SignalTapII嵌入式邏輯分析儀和調試NiosII嵌入式軟核處理器等明顯優(yōu)勢。從成本來看,本設計的USB配置接口電路及FPGA實驗開發(fā)板與其同類產品相比有較強的競爭力。

標簽： FPGA USB 2.0

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：lingduhanya
基于FPGA的PCI數據采集卡的研究與開發(fā).rar

隨著信息技術和電子技術的進步和日益成熟，計算機數據采集技術得到了廣泛應用。由于ISA數據采集卡的固有缺陷，PCI接口的數據采集卡將逐漸取代ISA數據采集卡，成為數據采集的主流。為了簡化PCI數據采集卡結構，提高數據采集可靠性，本文研究并開發(fā)了一種基于FPGA的PCI結構的數據采集卡系統(tǒng)。論文對PCI對目標設備數據采集卡實現的原理和方法進行了深入研究，設計了基于FPGA的PCI數據采集卡的硬件電路，通過在FPGA中嵌入了PCI目標設備的IP核與用戶邏輯部分，構成了SOPC系統(tǒng)。使用Verilog硬件描述語言設計并實現了FPGA內部采集數據管理、數據管理寄存器和FIFO數據緩沖隊列等模塊電路。利用ModelSim對PCI系統(tǒng)進行了仿真。完成了系統(tǒng)硬件電路PCB板的設計，最終制作了PCI數據采集卡。論文針對PCI結構的數據采集卡系統(tǒng)軟件需求，研究了WDM設備驅動軟件、Windows環(huán)境的簡易虛擬示波器以及簡易虛擬邏輯儀實現原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺，開發(fā)了WDM設備驅動程序。實現了Windows環(huán)境的簡易虛擬示波器，和簡易虛擬邏輯儀。系統(tǒng)測試結果表明該系統(tǒng)設計正確，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，功能和指標達到了設計要求。

標簽： FPGA PCI 數據采集卡

上傳時間： 2013-07-27

上傳用戶：yzy6007
基于FPGA的PCI接口運動控制卡的研究.rar

運動控制技術是機電一體化的核心部分，提高運動控制技術水平對于提高我國的機電一體化技術具有至關重要的作用。運動控制技術的發(fā)展是制造自動化前進的旋律，是推動新的產業(yè)革命的關鍵技術。對于數控系統(tǒng)來說，最重要的是控制各個電機軸的運動，這是運動控制器接收并依照數控裝置的指令來控制各個電機軸運動從而實現數控加工的，數據加工中的定位控制精度、速度調節(jié)的性能等重要指標都與運動控制器直接相關。目前對數控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對步進、伺服電機進行控制的運動控制卡的研究。對PC-NC來說，運動控制卡的性能很大程度上決定了整個數控系統(tǒng)的性能，而微電子和數字信號處理技術的發(fā)展及其應用，使運動控制卡的性能得到了不斷改進，集成度和可靠性大大提高。本課題通過對運動控制技術的深入研究，并針對國內運動控制技術的研究起步較晚的現狀，結合當前運動控制領域的具體需要，緊跟當前運動控制技術研究的發(fā)展趨勢，吸收了數控技術和相關運動控制技術的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡。本課題的具體研究主要有以下幾方面：首先，通過對運動控制卡及運動控制系統(tǒng)等行業(yè)現狀的全面調研，和對運動控制技術的深入學習，在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎上，提出了基于FPGA的運動控制設計方案，并規(guī)劃了板卡的總體設計。其次，根據總體設計，規(guī)劃了板卡的結構，詳細劃分并實現了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設計了數字輸入/輸出電路。再次，利用FPGA的資源實現了PCI從設備接口，達到跟控制卡通信的目的，針對運動控制中的一些具體問題，如運動平穩(wěn)性、實時控制以及多軸聯(lián)動等，在FPGA上設計了四軸運動控制電路，定義了各個寄存器的具體功能，設計了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數器電路等，自動降速點運動、A／B相編碼器倍頻計數電路等特殊功能。最后，進行了本運動控制卡的測試，從測試和應用結果來看，該卡達到預期的要求。

標簽： FPGA PCI 接口

上傳時間： 2013-07-27

上傳用戶：zgu489
基于ARM處理器的數據采集系統(tǒng)設計

在現代工業(yè)測控領域，人們對數據采集的要求越來越高；不僅要求高速、高精度還要求采集設備便攜化、網絡化和智能化，此外還需要友好的人機界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機因資源極度受限，難以滿足上述要求；而PCI或ISA數據采集卡，則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現很好地解決了上述矛盾，本文的研究正是基于ARM的嵌入式數據采集系統(tǒng)的設計。本文以齒輪箱或機械轉軸的振動信號為采集對象設計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數據采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調理板為核心，在此基礎上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口，適應多種條件下的數據傳輸。同時系統(tǒng)提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊，具備良好的人機交互功能。軟件方面，搭建Linux交叉開發(fā)環(huán)境，實現了基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader的移植。最后，根據課題需要，完成了A/D采樣和單總線驅動程序的設計。本嵌入式數據采集系統(tǒng)存儲容量大，硬件接口豐富，軟件資源配置靈活，設計方案具有很好的通用性和可擴展性。

標簽： ARM 處理器數據采集系統(tǒng)設計

上傳時間： 2013-05-28

上傳用戶：D&L37
基于ARM的遠程數據采集傳輸系統(tǒng)

在實際工程中，往往有大量分布廣泛的現場數據需要遠程采集傳輸。數據采集傳輸系統(tǒng)已經在實現自動化過程中發(fā)揮了重大作用。但還存在采集通道少、速率低、數據傳輸方式不靈活，操作復雜，對測試環(huán)境要求較高等問題。如何建立起新一代靈活、高效、高速、多通道、實用性強、覆蓋面廣、適應復雜監(jiān)測環(huán)境的數據采集傳輸系統(tǒng)成為一個重要的工程問題。隨著社會的發(fā)展和進步，環(huán)境和生態(tài)的惡化越來越明顯，日益威脅著人類的生存和發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護的重要組成部分和基礎性工作。國家環(huán)保部于2008年制定了《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數據采集傳輸儀技術要求標準》。本文在分析數據采集傳輸系統(tǒng)研究現狀和發(fā)展趨勢的基礎上，依照該標準，研究了一種多種信號標準兼容，多種采集通道可選的環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)。課題來源于濟南大陸機電有限公司委托科研項目(項目編號：W0624)。本文主要進行了以下工作： (1)分析研究數據采集傳輸系統(tǒng)的重要意義。調研數據采集傳輸系統(tǒng)的研究現狀和發(fā)展趨勢。分析環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)的特點。 (2)以國家環(huán)境保護部制定的《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數據采集傳輸儀技術要求標準》為依據，分析了環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)的特殊功能需求，制定了系統(tǒng)技術參數。為解決系統(tǒng)核心板與功能板架構存在的接口防震性差，系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，提出功能主板與擴展接口板的系統(tǒng)架構。選用ARM9處理器S3C2440和嵌入式linux操作系統(tǒng)。 (3)以開發(fā)達到環(huán)保標準的數據采集傳輸系統(tǒng)為目標，進行了系統(tǒng)硬件設計制作。分析了系統(tǒng)的地址空間。詳細分析了系統(tǒng)的擴展接口分配和地址空間分配，避免了總線等硬件資源的沖突。基于系統(tǒng)功能主板的總線擴展接口和GPIO擴展接口擴展了開關量采集單元、開關量輸出單元、串口單元、模擬量采集單元、人機交互單元等功能單元等電路。設計制作了印制電路板。 (4)研究嵌入式linux開發(fā)過程，分析嵌入式linux驅動與應用程序架構。構建了交叉的嵌入式linux開發(fā)環(huán)境。對環(huán)境監(jiān)測用數據采集傳輸系統(tǒng)的特定功能單元進行軟件開發(fā)。主要進行了總線操作、模擬量采集、RS-232串口數據傳輸、GPRS數據傳輸、智能儀表的RS-485通訊等驅動應用程序開發(fā)。

標簽： ARM 遠程數據采集傳輸系統(tǒng)

上傳時間： 2013-07-10

上傳用戶：klds
基于嵌入式ARM的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究

隨著科技的進步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在向嵌入式、數字化、網絡化方向發(fā)展。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分利用大規(guī)模集成電路和網絡的科技成果，實現了體積小巧、性能穩(wěn)定、通訊便利的監(jiān)控產品。本文以S3C2410為核心硬件平臺開發(fā)了基于嵌入式的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并對關鍵技術進行了論述和研究。首先給出了系統(tǒng)總體軟硬件設計方案，針對本系統(tǒng)硬件對vivi進行了修改和移植，對編譯和移植Linux內核以及制作YAFFS文件系統(tǒng)也做了深入的研究，重點討論了在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下開發(fā)USB接口攝像頭驅動程序和利用linux提供的Video4Linux API函數實現視頻數據采集，其次采用背景差法實現了對視頻圖像中運動目標的檢測，然后通過MJPEG壓縮算法實現了視頻數據壓縮，接著介紹了在Linux下基于TCP/IP協(xié)議的socket編程，實現了視頻數據的網絡發(fā)送。最后著重論述了嵌入式Web服務器的設計，編寫了視頻監(jiān)控主界面程序，并實現了基于B/S模式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)結構。本系統(tǒng)采用模塊化設計方法，使得設計更加簡潔、高效，具有良好的擴展性和易用性，有利于系統(tǒng)升級。另外采用嵌入式的方法，系統(tǒng)成本較低，易于推廣使用。

標簽： ARM 嵌入式遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：小楓殘月
USB接口的數據采集卡原理圖(電路圖)

USB接口的數據采集卡原理圖,USB接口的數據采集卡電路圖

標簽： USB 接口原理圖數據采集卡

上傳時間： 2013-08-02

上傳用戶：zhaiyanzhong
基于ARM的嵌入式視頻服務器設計與實現

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種先進的、防范能力強的綜合系統(tǒng)。它通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺等)直接觀看被監(jiān)控場所的一切情況，同時可以把監(jiān)控場所的圖像內容傳送到監(jiān)控中心，進行實時遠程監(jiān)控。隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控技術也得到飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控進入了全數字化的網絡時代，傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和基于PC機的數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿足現代社會發(fā)展的需要，基于嵌入式技術的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢，具有廣闊的應用前景和實用價值。本文在總結分析前人研究成果的基礎上，深入系統(tǒng)地研究了基于ARM和Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術，給出了基于ARM的嵌入式視頻服務器的總體設計方案和功能規(guī)劃，包括硬件結構和軟件結構，基于B/S(Browser/Server)服務機制的客戶端軟件設計大大降低了客戶端的軟硬件要求。然后，介紹了嵌入式Linux交叉編譯環(huán)境的搭建和嵌入式軟件的開發(fā)過程，通過BootLoader的配置燒寫和Linux內核的移植編譯，搭建了嵌入式視頻服務器運行開發(fā)的軟件平臺。最后詳細分析了嵌入式視頻服務器軟件部分各個功能模塊的設計思路及其關鍵代碼實現，用Liflux vide04linux APIs實現了視頻圖像的采集，視頻數據網絡傳輸采用了基于UDP協(xié)議的IP組播方式，而視頻圖像顯示模塊則采用了自行設計實現的基于IPicture COM接口的ActiveX控件，便于維護、更新和升級。本文設計的基于ARM的嵌入式視頻服務器安裝設置方便，遠程客戶端用戶通過IE瀏覽器可直接訪問服務器，實時視頻圖像傳輸流暢，無明顯抖動，具有良好的穩(wěn)定性、較高的性價比和一定的實用價值。

標簽： ARM 嵌入式視頻服務器

上傳時間： 2013-05-19

上傳用戶：彭玖華