基于FPGA的智能小車系統(tǒng)就是本地計(jì)算機(jī)通過接入Internet小車實(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)。智能小車是智能行走機(jī)器人的一種,這種智能小車可以適應(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,可以在人類無法進(jìn)入或生存的環(huán)境中完成人類無法完成的探測(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)以遙控小車裝置為基礎(chǔ),通過配置在上面的攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像的采集及對(duì)行車道的檢測(cè),通過配置的紅外測(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)是可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制小車運(yùn)行及采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度、圖像等相關(guān)信息,完成人類在特定條件下無法完成的工作。對(duì)人類的科學(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的智能小車遠(yuǎn)程監(jiān)控方案。采用FPGA來實(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CGI程序,設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè);并對(duì)行車道檢測(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,編寫了圖像采集和溫度測(cè)量程序以及小車運(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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近年來,隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及,以TCP/IP協(xié)議為代表的開放式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,但是大量的設(shè)備都有SPI串行接口,這些設(shè)備的串行數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,因此必須要尋求一種解決方案,用來解決這些傳統(tǒng)設(shè)備與現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互聯(lián)問題。本文針對(duì)這種情況設(shè)計(jì)了一種基于ARM處理器的嵌入式以太網(wǎng)接口系統(tǒng)。 本文分別對(duì)SPI串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)進(jìn)行研究和分析,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)—基子ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng),來實(shí)現(xiàn)SPI串行口與網(wǎng)口的數(shù)據(jù)傳輸。 首先分析了當(dāng)前串行通信的應(yīng)用現(xiàn)狀和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài),指出SPI串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì),然后詳細(xì)介紹了嵌入式處理器LM3S8962的特點(diǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)接著闡述了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的總體設(shè)計(jì)以及每層協(xié)議的編寫過程。在硬件設(shè)計(jì)方面,對(duì)本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)—基于ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),將系統(tǒng)分為三個(gè)主要模塊:處理器模塊、SPI通信模塊和以太網(wǎng)接口模塊。同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)方面對(duì)啟動(dòng)代碼流程、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、軟件包的配置進(jìn)行了說明。對(duì)設(shè)計(jì)的主程序的流程圖以及各個(gè)任務(wù)參數(shù)設(shè)置加以分析。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試表明通信是成功的。 總之,本文完成了嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的硬件平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)的移植,為今后嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的后繼開發(fā)提供了一個(gè)嵌入式平臺(tái),研究成果對(duì)于嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽: Cortex ARM 嵌入式 以太網(wǎng)通信
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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近年來,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,消費(fèi)電子產(chǎn)品(Consumer Electronics)已與計(jì)算機(jī)(Computer)、通信(Communication)兩項(xiàng)產(chǎn)品的技術(shù)結(jié)合在一起,成為目前所統(tǒng)稱的3C產(chǎn)品,并使家用電子電器產(chǎn)品步向智能家居的方向。但是目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)其控制器一般由8位或16位的單片機(jī)控制,其控制功能比較簡(jiǎn)單,很難實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和無線傳輸,對(duì)于未來的智能家居系統(tǒng)的擴(kuò)展性也比較有限。本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)智能家居系統(tǒng)的局限性,提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺(tái)以及以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng),它不僅能對(duì)小區(qū)內(nèi)住宅的安全狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,還能實(shí)現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)程控制、“三表”(即水表、電表、燃?xì)獗?的遠(yuǎn)程抄送。同時(shí)該系統(tǒng)還提供了規(guī)范的串行通信接口,對(duì)于未來的系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細(xì)的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的發(fā)展概況,接著討論了GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的工作原理,最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。該智能家居系統(tǒng)的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報(bào)警I/O電路設(shè)計(jì)、以太網(wǎng)接口電路設(shè)計(jì)、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信程序和報(bào)警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內(nèi)住宅的安防監(jiān)控,GPRS無線智能家電的遠(yuǎn)程控制和無線報(bào)警以及抄表的遠(yuǎn)程傳送。利用當(dāng)前較為成熟的GPRS技術(shù)和以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)內(nèi)用戶進(jìn)行集中安防監(jiān)控與管理,同時(shí)給出了系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)以及硬件原理框圖和軟件設(shè)計(jì)思路及主要程序。
標(biāo)簽: ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-12
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運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人控制系統(tǒng)的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),使控制系統(tǒng)更加開放、更加模塊化,同時(shí)ARM芯片的高速大容量的數(shù)據(jù)處理能力以及CPLD的高集成度,可編程性,能夠逾越以往控制系統(tǒng)中實(shí)時(shí)、高速、高精度的技術(shù)瓶頸. 嵌入式技術(shù)是當(dāng)今最熱門的技術(shù)之一,由于簡(jiǎn)潔、高效等優(yōu)點(diǎn),使得其廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域;所謂嵌入式系統(tǒng)就是以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),并且軟硬件可裁剪,適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其它設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機(jī)器人控制器的設(shè)計(jì)過程。文章首先介紹了機(jī)器人本體規(guī)劃、嵌入式系統(tǒng)和嵌入式微處理器S3C44B0X的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設(shè)計(jì),包括硬件設(shè)計(jì)和CPLD軟件設(shè)計(jì)。其中控制器硬件平臺(tái)擴(kuò)展了外部存儲(chǔ)器、串行口,通過輸出PWM信號(hào)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路模塊,從而實(shí)現(xiàn)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的目的。在CPLD設(shè)計(jì)過程中,引入JTAG調(diào)試接口,方便系統(tǒng)程序的下載和調(diào)試,通過自上而下、分塊設(shè)計(jì)的思想給出了QUARTUSⅡ設(shè)計(jì)環(huán)境下的軟件代碼。本系統(tǒng)利用不同任務(wù)間的切換來實(shí)現(xiàn)通信過程,而不再采用無操作系統(tǒng)的工程文件的形式,這樣不但有利于項(xiàng)目的調(diào)試,也有利于對(duì)其它接口的擴(kuò)展。最后對(duì)該控制器進(jìn)行了測(cè)試和分析。
標(biāo)簽: CPLD ARM 四足機(jī)器人 嵌入式控制器
上傳時(shí)間: 2013-07-19
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船舶氣象儀是一套船載的自動(dòng)化海洋氣象觀測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)廣泛的布置在各種船只上,可以獲得船只經(jīng)過的海域內(nèi)的風(fēng)、濕、溫、氣壓、降雨等氣象參數(shù)。通過對(duì)海洋氣象環(huán)境實(shí)時(shí)的掌握,能夠使船舶航行安全、省時(shí)、經(jīng)濟(jì),并使因?yàn)?zāi)害性天氣造成的損失減小到最低限度。通過對(duì)海洋氣象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì),對(duì)我國(guó)觀測(cè)海洋環(huán)境、研究海洋、開發(fā)海洋、利用海洋都有著重要的意義。 現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)除了具有高性能的數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、I/O和通信接口以外,通常均需具備良好的人機(jī)接口、友好的用戶界面和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能等。ARM架構(gòu)的嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)由于其優(yōu)異的性能和很高的性價(jià)比,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各種電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中,并受到愈來愈多的自動(dòng)化設(shè)備和智能儀表設(shè)計(jì)人員的青睞。 本課題主要研究基于ARM+Linux架構(gòu)的嵌入式船舶氣象儀的設(shè)計(jì)與開發(fā)。系統(tǒng)硬件平臺(tái)選用ATMEL公司的AT91RM9200處理器,擴(kuò)展了64M SDRAM和8M NAND FLASH,同時(shí)擴(kuò)展了外圍通信設(shè)備接口包括通用串行口、CAN總線接口、網(wǎng)絡(luò)接口和人機(jī)交互接口等;并根據(jù)實(shí)際環(huán)境需要,進(jìn)行了傳感器的選型。 軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)主要涉及了U-Boot引導(dǎo)裝載程序的建立,同時(shí)根據(jù)開發(fā)平臺(tái)的資源,配置和裁剪Linux的內(nèi)核,并編寫、添加源代碼中沒有的驅(qū)動(dòng)程序,如AD、鍵盤、CAN總線控制器等,重新編譯內(nèi)核,下載到開發(fā)平臺(tái)。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了應(yīng)用程序的編寫。同時(shí)深入研究了嵌入式Linux下的圖形界面,將圖形界面系統(tǒng)MiniGUI移植到Linux系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)了較完善、友好的圖形用戶界面,大大方便了用戶的操作。
標(biāo)簽: Linux ARM 嵌入式 儀的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-12
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嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于智能設(shè)備、工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)各種信號(hào)的處理與控制,是近年來技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)的熱點(diǎn)。同時(shí),隨著以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)控制中過程監(jiān)控層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)開始逐步采用以太網(wǎng),基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控使整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)高度統(tǒng)一性、開放性和透明性。將嵌入式技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于電梯,可以有效地提高產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量。 本文旨在研制和開發(fā)一套應(yīng)用于電梯的智能多媒體顯示與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),硬件設(shè)計(jì)中,在以嵌入式微處理器S3C2410X、Flash、SDRAM構(gòu)成的最小系統(tǒng)核心板外,擴(kuò)展了串行口、網(wǎng)口、LCD接口等外圍硬件資源,設(shè)計(jì)了RS-232轉(zhuǎn)換成RS-422接口界面的硬件電路板,針對(duì)核心板RTC時(shí)鐘問題,采用PCF8563芯片設(shè)計(jì)了時(shí)鐘/日歷小板。 軟件平臺(tái)方面,首先分析了系統(tǒng)啟動(dòng)引導(dǎo)程序Bootloader,參照嵌入式Linux內(nèi)核源代碼以及對(duì)S3C2410X的支持代碼,根據(jù)本系統(tǒng)的硬件配置對(duì)Linux內(nèi)核進(jìn)行裁剪移植,修改了音頻驅(qū)動(dòng)和LCD驅(qū)動(dòng),在內(nèi)核中添加了對(duì)Yaffs文件系統(tǒng)類型的支持。然后準(zhǔn)備了根文件系統(tǒng)內(nèi)容,在其中添加了交叉編譯過的Qt/Embedded3.1的庫(kù),使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相結(jié)合的根文件系統(tǒng)格式。在此基礎(chǔ)上,向嵌入式平臺(tái)移植了Linux下開源的多媒體播放器Mplayer和嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite。 設(shè)計(jì)編寫Qt GUI界面和串口數(shù)據(jù)采集模塊,構(gòu)建了電梯間多媒體顯示系統(tǒng),顯示界面劃分為串口數(shù)據(jù)采集顯示、動(dòng)畫播放、系統(tǒng)時(shí)間、文本信息、滾動(dòng)字幕、商標(biāo)圖片六個(gè)顯示區(qū)域。使用Boa在ARM平臺(tái)上構(gòu)建了嵌入式Web服務(wù)器,Web服務(wù)器通過HTTP協(xié)議與監(jiān)控端瀏覽器軟件進(jìn)行信息交互,提供服務(wù)器應(yīng)用程序模塊的訪問界面和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息訪問和控制界面,并借助SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的支持,實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能。監(jiān)控端通過Web頁(yè)面激活服務(wù)器的相應(yīng)應(yīng)用程序模塊,傳遞信息服務(wù)請(qǐng)求和控制命令。將本系統(tǒng)應(yīng)用與電梯設(shè)備,取得了用戶的好評(píng)。
標(biāo)簽: ARM 電梯多媒體 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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采用89S52 單片機(jī)通過交流電信號(hào)過零檢測(cè)、同步控制可控硅的導(dǎo)通角的方式實(shí)現(xiàn)功率的無級(jí)控制。所設(shè)計(jì)的控制器的功率可任意設(shè)置,并具有數(shù)碼管顯示功能和定時(shí)開關(guān)控制功能,此外,控制器上的串行口可實(shí)
標(biāo)簽: 89S52 單片機(jī) 功率 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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隨著我國(guó)電力行業(yè)的飛速發(fā)展,安全五防工作的重要性日益突顯。為此我國(guó)大部分省市電力部門均要求高壓帶電設(shè)備必須配裝安全五防裝置——即高壓帶電顯示裝置。感應(yīng)式高壓帶電顯示閉鎖裝置由于其非接觸式傳感特性和相間處理無干擾的優(yōu)點(diǎn)成為行業(yè)首選,而三相正弦波信號(hào)發(fā)生器則是感應(yīng)式高壓帶電顯示閉鎖裝置主要電氣性能保證的關(guān)鍵。 本文研究基于感應(yīng)式高壓帶電顯示閉鎖裝置所感應(yīng)的高壓帶電體電場(chǎng)信號(hào),并依據(jù)感應(yīng)式高壓帶電顯示閉鎖裝置的電氣性能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定了該信號(hào)發(fā)生器的性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)的三相正弦波信號(hào)發(fā)生器在硬件架構(gòu)上以ARM7微處理器為核心,符合16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的異步串行口UART0與PC機(jī)通信,便于信號(hào)輸出和數(shù)據(jù)保存,為滿足感應(yīng)式高壓帶電顯示閉鎖裝置在復(fù)雜環(huán)境運(yùn)行的數(shù)據(jù)分析和智能決策提供了平臺(tái)。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、保存和分析功能,將對(duì)感應(yīng)式高壓帶電顯示閉鎖裝置的智能化起到關(guān)鍵作用。
標(biāo)簽: ARM 三相 正弦波信號(hào) 發(fā)生器
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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Modbus RTU/TCPIP 模擬器-Modbus RTU/TCPIP simulator
標(biāo)簽: mod_RSsim
上傳時(shí)間: 2013-07-02
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隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展,電子設(shè)備逐漸向著小型化、集成化方向發(fā)展;人們?cè)谝笤O(shè)備性能不斷提升的同時(shí),還要求設(shè)備功耗低、體積小、重量輕、可靠性高。同樣在我軍武器裝備的研制過程中,也對(duì)各武器裝備都提出了新的要求,特別是針對(duì)單兵配備的便攜設(shè)備,對(duì)體積、功耗、擴(kuò)展性的要求更是嚴(yán)格。 在某手持式設(shè)備的開發(fā)項(xiàng)目中,需要設(shè)計(jì)一塊接口板,要求實(shí)現(xiàn)高達(dá)8個(gè)串行口擴(kuò)展以及能源管理和數(shù)字輸入輸出接口等功能,該接口板與處理器模塊的連接總線采用LPC總線,整個(gè)手持設(shè)備除了對(duì)功能有基本的要求以外,對(duì)體積及功耗都提出了極高的要求。針對(duì)項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)要求,經(jīng)過與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較,決定采用FPGA來實(shí)現(xiàn)LPC接口及UART控制器功能。 論文的主要目標(biāo)是完成LPC接口的UART控制在FPGA中的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于各模塊中的關(guān)鍵的功能部分,文中對(duì)其實(shí)現(xiàn)都進(jìn)行了詳細(xì)的說明。整個(gè)設(shè)計(jì)全部采用硬件描述語(yǔ)言(HDL)實(shí)現(xiàn),并且采用了分模塊的設(shè)計(jì)風(fēng)格,具有很好的重用性。 為了在硬件平臺(tái)上驗(yàn)證設(shè)計(jì),還實(shí)做了FPGA驗(yàn)證平臺(tái),并用C語(yǔ)言編寫了測(cè)試程序。經(jīng)過驗(yàn)證,該方案完全實(shí)現(xiàn)了接口板的功能要求,并且滿足體積和功耗上的要求,取得了良好的效果。 論文通過采用FPGA作為電路設(shè)計(jì)的核心,以一種新的數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)電路功能;旨在通過這種方式,不斷提高設(shè)備的性能并拓展設(shè)計(jì)者思想。
上傳時(shí)間: 2013-05-21
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