論述了AD574逐次逼近型12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理、應用以及與單片機所構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),分析了系統(tǒng)的硬件、軟件結(jié)構(gòu)和具體操作,給出了AD574與AT89C51單片機的接口線路圖.
標簽: 574 AD 數(shù)據(jù)采集 中的應用
上傳時間: 2013-05-23
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目前,數(shù)字信號處理廣泛應用于通信、雷達、聲納、語音與圖像處理等領域,信號處理算法理論己趨于成熟,但其具體硬件實現(xiàn)方法卻值得探討。FPGA是近年來廣泛應用的超大規(guī)模、超高速的可編程邏輯器件,由于其具有高集成度、高速、可編程等優(yōu)點,大大推動了數(shù)字系統(tǒng)設計的單片化、自動化,縮短了單片數(shù)字系統(tǒng)的設計周期、提高了設計的靈活性和可靠性,在超高速信號處理和實時測控方面有非常廣泛的應用。本文對FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術進行研究,基于FPGA在數(shù)據(jù)采樣控制和信號處理方面的高性能和單片系統(tǒng)發(fā)展的新熱點,把FPGA作為整個數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的控制核心。主要研究內(nèi)容如下: FPGA的單片系統(tǒng)研究。針對數(shù)據(jù)采集與處理,對FPGA進行選型,設計了基于FPGA的單片系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。把整個控制系統(tǒng)分為三個部分:多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲控制模塊。 多通道采樣控制模塊的設計。利用4片AD7506和一片AD7862對64路模擬量進行周期采樣,分別設計了通道選擇控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊,并進行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采樣控制。 數(shù)據(jù)處理模塊的設計。FFT算法在數(shù)字信號處理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件實現(xiàn)結(jié)構(gòu),提出了用FPGA實現(xiàn)FFT的一種設計思想,給出了總體實現(xiàn)框圖。分別設計了旋轉(zhuǎn)因子復數(shù)乘法器,碟形運算單元,存儲器,控制器,并分別進行了仿真。重點設計實現(xiàn)了FFT算法中的蝶形處理單元,采用了一種高效乘法器算法設計實現(xiàn)了蝶形處理單元中的旋轉(zhuǎn)因子乘法器,從而提高了蝶形處理器的運算速度,降低了運算復雜度。理論分析和仿真結(jié)果表明,狀態(tài)機控制器成功地對各個模塊進行了有序、協(xié)調(diào)的控制。 存儲控制模塊的設計。利用閃存芯片K9K1G08UOA對采集處理后的數(shù)據(jù)進行存儲,設計了FPGA與閃存的硬件連接,設計了存儲控制模塊。 本文對FFT算法的硬件實現(xiàn)進行了研究,結(jié)合單片系統(tǒng)的特點,把整個系統(tǒng)分為多通道采樣控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,存儲控制模塊進行設計和仿真。設計采用VHDL編寫程序的源代碼。仿真測試結(jié)果表明,此FPGA單片系統(tǒng)可完成對實時信號的高速采集與處理。
標簽: FPGA 數(shù)據(jù)采集 處理技術
上傳時間: 2013-07-06
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數(shù)字信號處理是信息科學中近幾十年來發(fā)展最為迅速的學科之一。常用的實現(xiàn)高速數(shù)字信號處理的器件有DSP和FPGA。FPGA具有集成度高、邏輯實現(xiàn)能力強、速度快、設計靈活性好等眾多優(yōu)點,尤其在并行信號處理能力方面比DSP更具優(yōu)勢。在信號處理領域,經(jīng)常需要對多路信號進行采集和實時處理,為解決這一問題,本文設計了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。 本文首先介紹數(shù)字信號處理系統(tǒng)的組成和數(shù)字信號處理的優(yōu)點,然后通過FFT算法的比較選擇和硬件實現(xiàn)方案的比較選擇,進行總體方案的設計。在硬件方面,特別討論了信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、FPGA芯片配置等功能模塊的設計方案和硬件電路實現(xiàn)方法。信號處理單元的設計以Xilinx ISE為軟件平臺,采用VHDL和IP核的方法,設計了時鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)據(jù)滑動模塊、FFT運算模塊、求模運算模塊、信號控制模塊,完成信號處理單元的設計,并采用ModelSim仿真工具進行相關的時序仿真。最后利用MATLAB對設計進行驗證,達到技術指標要求。
標簽: 同步數(shù)據(jù)采集 處理系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-07
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人體血液成份的無創(chuàng)檢測是生物醫(yī)學領域尚未攻克的前沿課題之一,動態(tài)光譜法在理論上克服了其它檢測方法難以逾越的障礙——個體差異和測量條件對檢測結(jié)果的影響。實現(xiàn)動態(tài)光譜檢測,其關鍵在于采集多波長的光電容積脈搏波信號,并對其進行處理。針對動態(tài)光譜檢測中信號微弱、信噪比低、處理數(shù)據(jù)量大的特點,本文設計了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的動態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng),提高檢測精度,采集出滿足動態(tài)光譜信號提取要求的光電脈搏波;并對動態(tài)光譜頻域提取法的核心算法FFT的FPGA實現(xiàn)進行研究。 課題提出用高靈敏度的面陣CCD攝像頭替代常規(guī)光柵光譜儀中的光電接收器,實現(xiàn)對多波長的光電容積脈搏波的檢測。結(jié)合面陣CCD的二維圖像特點,采用信號累加法去除噪聲,提高信號的信噪比。 創(chuàng)新性的提出一種不同于以往的信號累加方法——將處于同一行的視頻信號在采樣過程中直接累加,然后再進行傳輸和存儲。不同于幀累加和異行累加,這種同行累加方式不但大大的提高了信號的信噪比,同時減小了數(shù)據(jù)的傳輸速度和傳輸量,降低了對存儲器容量的要求,改善了動態(tài)光譜信號檢測系統(tǒng)的性能。 針對面陣CCD攝像頭輸出的復合視頻信號的特點,設計視頻信號解調(diào)電路,得到高速、高精度的數(shù)字視頻信號和準確的視頻同步信號,用于后續(xù)的視頻信號采集與處理。 根據(jù)動態(tài)光譜信號檢測和視頻信號采集的要求,選擇可編程邏輯器件FPGA作為硬件平臺,設計并實現(xiàn)了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的光電脈搏波采集與預處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了視頻信號的精確定位,通過光譜信號的高速同行累加,實現(xiàn)了光電脈搏波信號的高精度檢測。系統(tǒng)采用基于FPGA的Nios II嵌入式處理器系統(tǒng),通過對其應用程序的開發(fā),可靠的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲,提高了系統(tǒng)的集成度,降低了開發(fā)成本。 為實現(xiàn)動態(tài)光譜信號的頻域提取,研究了基于FPGA的FFT實現(xiàn)方案,對各關鍵模塊進行設計,為動態(tài)光譜信號的進一步處理打下良好的基礎。 最后,通過實驗證明了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的正確性和信號預處理的可行性,得到了符合動態(tài)光譜信號提取要求的脈搏波信號。
標簽: 動態(tài) 光譜數(shù)據(jù)采集 預處理
上傳時間: 2013-04-24
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本文研究的視頻處理系統(tǒng)是上海市科委技術攻關基金項目“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”的一部分,主要完成計算機視覺系統(tǒng)的一些基本工作,即視頻圖像的采集、預處理和顯示等。 視頻圖像采集和預處理系統(tǒng)以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA為核心控制器件,結(jié)合視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和VGA顯示器,完成視頻圖像的實時采集、預處理和顯示。采集和顯示部分作為同外界交流信息的渠道,是構(gòu)成計算機視覺系統(tǒng)必不可少的一部分;圖像預處理則是計算機視覺系統(tǒng)進行高層處理的基礎,優(yōu)秀的預處理算法能有效改善圖像質(zhì)量,提高系統(tǒng)分析判斷的準確性。 本文在介紹基于FPGA的視頻采集、預處理系統(tǒng)整體架構(gòu)的基礎上,圍繞以下四個方面展開了工作: 1.研究并給出了兩種基于FPGA的設計方案用于實現(xiàn)YCrCb色度空間到RGB色度空間的轉(zhuǎn)換; 2.針對采集的視頻圖像,根據(jù)VGA顯示的要求,給出了一種實現(xiàn)圖像去隔行的方案; 3.分析了一系列圖像濾波的預處理算法,如均值濾波、中值濾波和自適應濾波等,在比較和總結(jié)各算法特點的基礎上,提出了一種新的適用于處理混合噪聲的濾波算法:混合自適應濾波法; 4.根據(jù)算法特點設計了多種采用FPGA實現(xiàn)的圖像濾波算法,并對硬件算法進行RTL級的功能仿真和驗證,還給出了各種濾波算法的實驗結(jié)果,在此基礎上對各種算法的效果進行直觀的比較。 文中,預處理算法的實現(xiàn)充分利用了FPGA的片內(nèi)資源,體現(xiàn)了FPGA在圖像處理方面的特點及優(yōu)勢。同時,視頻采集和顯示的控制模塊也由同一FPGA芯片實現(xiàn),從而簡化了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。視頻采集和預處理系統(tǒng)在FPGA上的成功實現(xiàn)為“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”奠定了必要的基礎、提供了一定理論依據(jù)。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了一種新型的電能量采集終端。以流行的AT91RM9200 為核心,操作系統(tǒng)采用ARM-LINUX2.4.20 系統(tǒng),多進程設計,各進程模塊并發(fā)運行,可極大的提高系統(tǒng)效率。相對于其他同類
上傳時間: 2013-04-24
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本應用手冊中的內(nèi)容適用于PCM系列數(shù)據(jù)采集板卡中PCM-8208BT、PCM-8208BS隔離模擬量輸入板卡。 對于非隔離的板卡PCM-8308BS也可以參考其接線方式應用于現(xiàn)場。 1.PCM-8208BT、PCM-8208BS數(shù)據(jù)采集板卡主要參數(shù) PCM系列數(shù)據(jù)采集板卡為支持PC/104總線接口的數(shù)據(jù)采集板卡。
上傳時間: 2013-10-14
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1、可編程(通過下載排針可下載程序) 2、具有兩路數(shù)字量(IN0和IN1)控制/檢測信號輸入端 3、兩路AD模擬量輸入(A1和A2) 4、兩個按鍵輸入 5、兩路繼電器輸出指示燈 6、可控制兩路交流220V/10A一下設備。(最大控制設備2000W) 7、板子帶有防反接二極管 8、標準的11.0592晶振
上傳時間: 2013-10-20
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提出一種基于USB的彩色CCD高清圖像采集系統(tǒng)設計方案。圖像數(shù)據(jù)的來源采用的是SONY公司的 ICX205AK芯片,結(jié)合USB2.0接口,復雜可編程邏輯器件CPLD設計了一個高速的彩色CCD圖像采集系統(tǒng)。文中詳細闡述了系統(tǒng)內(nèi)不同模塊的硬件電路設計思路和軟件運行流程。整個系統(tǒng)由電源系統(tǒng)、CCD傳感器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、CPLD控制器、USB2.0高速接口、上位機控制程序等各個部分組成。本系統(tǒng)的硬件電路可以協(xié)調(diào)正常工作完成分辨率為140萬的高清圖像采集,最高采集幀率達7.5 frame/s。
標簽: USB CCD 彩色 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-10-24
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以某高速實時頻譜儀為應用背景,論述了5 Gsps采樣率的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成和設計要點,著重分析了采集系統(tǒng)的關鍵部分高速ADC(analog to digital,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的設計、系統(tǒng)采樣時鐘設計、模數(shù)混合信號完整性設計、電磁兼容性設計和基于總線和接口標準(PCI Express)的數(shù)據(jù)傳輸和處理軟件設計。在實現(xiàn)了系統(tǒng)硬件的基礎上,采用Xilinx公司ISE軟件的在線邏輯分析儀(ChipScope Pro)測試了ADC和采樣時鐘的性能,實測表明整體指標達到設計要求。給出上位機對采集數(shù)據(jù)進行處理的結(jié)果,表明系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集存儲功能。
標簽: Gsps 高速數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)
上傳時間: 2014-11-26
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