基于maga8的無傳感器的直流無刷電機控制系統 對于無刷電機驅動器的設計很有幫助的啊 呵呵
上傳時間: 2013-05-21
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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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圖像是人類智能活動重要的信息來源之一,是人類相互交流和認識世界的主要媒體。隨著信息高速公路、數字地球概念的提出,人們對圖像處理技術的需求與日劇增,同時VLSI技術的發展給圖像處理技術的應用提供了廣闊的平臺。圖像處理技術是圖像識別和分析的基礎,所以圖像處理技術對整個圖像工程來說就非常重要,對圖像處理技術的實現的研究也就具有重要的理論意義與實用價值,包括對傳統算法的改進和硬件實現的研究。仿生算法的興起為圖像處理問題的解決提供了一條十分有效的新途徑;FPGA技術的發展為圖像處理的硬件實現提供了有效的平臺。 @@ 本文在詳細介紹鄰域圖像處理算法及其數據結構、遺傳算法和蟻群算法基本原理的基礎上,將其應用于圖像增強和圖像分割的圖像處理問題之中,并將其用FPGA技術實現。論文中采用遺傳算法自適應的確定非線性變換函數的參數對圖像進行增強,在采用FPGA來實現的過程中先對系統進行模塊劃分,主要分為初始化模塊、選擇模塊、適應度模塊、控制模塊等,然后利用VHDL語言描述各個功能模塊,為了提高設計效率,利用IP核進行存儲器設計,利用DSP Builder進行數學運算處理。時序控制是整個系統設計的核心,為盡量避免毛刺現象,各模塊的時序控制都是采用單進程的Moore狀態機實現的。在圖像分割環節中,圖像分割問題轉換為求圖像的最大熵問題,采用蟻群算法對改進的最大熵確定的適應度函數進行優化,并對基于FPGA和蟻群算法實現圖像分割的各個模塊設計進行了詳細介紹。 @@ 對實驗結果進行分析表明遺傳算法和蟻群算法在數字圖像處理中的使用明顯改善了處理的效果,在利用FPGA實現遺傳算法和蟻群算法的整個設計過程中由于充分發揮了FPGA的并行計算能力及流水線技術的應用,大大提高算法的運行速度。 @@關鍵詞:圖像處理;遺傳算法;蟻群算法;FPGA
上傳時間: 2013-06-03
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PID算法自從問世以來,一直受到廣泛的關注。隨著現代控制理論及智能控制技術的發展,PID算法也得到了長足的發展。結合傳統的PID控制算法,針對特定的控制領域,出現了一些新的控制算法,模糊PID控制算法就是在此基礎上漸漸形成并凸顯其控制特色。 同時隨著微電子技術的發展,現場可編程邏輯器件FPGA的發展及其EDA技術的日漸成熟,為集成控制芯片開拓了廣闊的發展空間。FPGA的發展為基于硬件的算法模塊的實現提供了可能性,同時節省了外圍的電路,使算法模塊的集成度大大提高。 本文針對當前國內外在算法研究方面的熱點問題,對模糊PID算法進行了深入的分析和研究。通過對汽輪機調節系統的結構分析,對其進行了數學建模。采用某汽輪機的實際設計運行參數,利用Matlab仿真軟件,對該汽輪機的數學模型進行了甩負荷動態特性仿真。仿真結果表明,模糊PID可以更好地解決汽輪發電機組在甩負荷過程中由于機組轉子飛升量太大而導致危急保安裝置動作,使得汽輪發電機組意外停機的問題,能夠保證汽輪發電機組在意外甩負荷時機組正常的機械運轉。根據模糊控制理論的特點及EDA技術和FPGA可編程邏輯器件的發展現狀,提出了在FPGA上實現模糊PID算法的具體實現方案。在綜合分析算法特性的基礎上,選擇Altera公司生產的CycloneⅡ系列中的EP2C35F672C6作為目標芯片,利用分層模塊化設計思想,在Altera公司提供的QuartusⅡ開發環境中,利用原理圖設計輸入和VHDL設計輸入相結合的方式實現了模糊PID控制算法,同時分別對實現的各個功能模塊和整個算法模塊進行了功能時序仿真。根據仿真結果分析,該設計實現了的模糊PID控制功能。 該控制算法模塊的FPGA實現很好的避免了因CPU或者其它問題導致算法程序跑飛、程序死循環、復位不可靠等問題,提高了控制的可靠性。同時加強了模塊的通用性,減少了系統硬件開發周期,節省了外圍設備的電路,降低了設計開發成本。
上傳時間: 2013-07-21
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隨著電子技術的快速發展,各種電子設備對時間精度的要求日益提升。在衛星發射、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中的各個采集設備不具有統一的時鐘基準,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。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具有統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時間統一,節約了各點布設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!
上傳時間: 2013-08-05
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激光打標是指利用高能量密度的激光束在物件表面作永久性標刻。激光打標以其“打標速度快、性能穩定、打標質量好”等優勢,獲得了日益廣泛的應用。傳統的激光打標系統一般是基于ISA總線或PCI總線的,運動控制卡必須插在計算機的PCI插槽內,且不支持熱捅拔,影響了控制卡的穩定性;以單片機為主控制器的激光打標控制卡雖然成本低、運行可靠,但由于其運算速度慢、存儲容量有限,限制了它的應用范圍。 運動控制卡是激光打標系統的核心組成部分。本文設計了一種新型的基于USB總線,以FPGA為主控單元的振鏡掃描式激光打標控制卡,它利用了USB總線高速、穩定、易用和FPGA資源豐富、處理能力強、易擴展等優點,將PC機強大的信息處理能力與運動控制卡的運動控制能力相結合,具有信息處理能力強、開放程度高、使用方便的特點。 本文首先介紹了激光打標的原理,激光打標技術的發展現狀以及激光打標系統的組成結構。在對USB總線技術作了簡要介紹后,詳細討論了激光打標控制卡的硬件電路設計,包括USB接口電路,FPGA主控單元電路,D/A單元電路,存儲器電路,I/O接口電路等。接著對USB接口單元的固件程序和FPGA中USB接口功能模塊、D/A寫控制功能模塊和SRAM讀寫控制功能模塊的程序做了詳細設計,通過軟硬件調試,控制卡實現了USB通信,輸出兩路模擬信號,SRAM數據讀寫,數字量輸入輸出等功能。
上傳時間: 2013-04-24
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煙葉烘烤是煙葉生產中一個非常重要的環節,為保證煙葉烘烤的質量,需要有效的控制溫度和濕度讓其按照“三段式”工藝曲線進行變化。本文通過對三段式工藝的分析,構建了以FPGA為控制核心,采用數字式溫濕度傳感器進行溫濕度測量的烤煙自動控制系統。 整個系統的實現是基于CYCLONEⅡ系列的FPGA器件EP2C8Q208C8進行的。同時對系統的配置電路、驅動電路、顯示控制電路、語音提示和溫濕度測量電路進行了設計,并給出了各個模塊的電路原理圖。由于溫濕度測量是系統設計實現的重要部分,所以本文重點討論了溫度傳感器DS18820和濕度傳感器HS1101的性能特點、工作原理、處理次序和設計流程。針對煙葉烘烤過程中烤房溫濕度的測量和控制中,存在的強時變、大時滯、非線性的問題,采用了模糊控制算法進行控制,并給出了模糊控制器設計的方法。另外,為方便用戶調用煙葉烘烤中經驗曲線,提出了使用EEPROM對烘烤經驗曲線參數進行處理。而且討論了如何通過I2C總線與EEPROM進行讀寫操作進而實現參數的保存和讀取。系統的測試結果表明烤煙自動控制系統基本上達到了實際的要求,具有一定的先進性。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著以計算機技術為核心的信息技術的迅速發展以及信息的爆炸式增長,人類獲得的視覺信息很大一部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的。這對顯示器件的要求也越來越高。在這些因素的驅動下,顯示技術也取得了飛速的發展。使用FPGA/CPLD設計的液晶控制器具有很高的靈活性,可以根據不同的液晶類型、尺寸、使用場合,特別是不同的工業產品,做一些特殊的設計,以最小的代價滿足系統的要求。而且可以解決通用的液晶顯示控制器本身固有的一些缺點。 本文設計了一個采用FPGA設計的液晶顯示控制器,主要解決以下內容:采用Cyclone芯片設計的液晶控制器;采用硬件描述語言進行的液晶顯示控制器設計,重點介紹了如何通過特殊設計控制器與CPU協調的工作,驅動系統所需時序信號的產生,STN液晶彩色屏灰度顯示的時間抖動算法和幀率控制原理及實現,顯示數據的緩沖、轉化方法,使用FPGA設計的用于本系統的特殊SDRAM控制器,以及液晶控制器通過該SDRAM控制器進行顯示緩沖器的管理,還有很重要的一點是各個模塊之間的同步處理。這款液晶控制器在實際中的使用效果證明了本課題介紹的液晶控制器方案是一個非常可行的,具有廣泛的通用性。 關鍵詞:液晶控制器、SDRAM控制器、時序信號發生器、灰度顯示、時間抖動算法
上傳時間: 2013-04-24
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為適應組合導航計算機系統的微型化、高性能度的要求,拓寬導航計算機的應用領域,本文設計出一種基于浮點型DSP(TMS320C6713)和可編程邏輯陣列器件(FPGA: EP1C12N240C8)協同合作的導航計算機系統。 論文在闡述了組合導航計算機的特點和應用要求后,提出基于DSP和FPGA的組合導航計算機系統方案。該方案以DSP為導航解算處理器,由FPGA完成IMU信號的采集和緩存以及系統控制信號的整合;DSP通過EMIF接口實現和FPGA通信。在此基礎上研究了各擴展通信接口、系統硬件原理圖和PCB的開發,且在FPGA中使用調用IP核來實現FIR低通濾波數據處理機抖激光陀螺的機抖振動的影響。其次,詳細闡述了利用TI公司的DSP集成開發環境和DSP/BIOS準實時操作系統開發多任務系統軟件的具體方案。本文引入DSP/BIOS實時操作系統提供的多任務機制,將采集處理按照功能劃分四個相對獨立的任務,這些任務在DSP/BIOS的調度下,按照用戶指定的優先級運行,大大提高系統的工作效率。最后給了DSP芯片Bootloader的制作方法。 導航計算機系統研制開發是軟、硬件研究緊密結合的過程。在微型導航計算機系統方案建立的基礎上,本文首先討論了系統硬件整體設計和軟件開發流程;其次針對導航計算機系統各個功能模塊以及多項關鍵技術進行了設計與開發工作,涉及系統數據通信模塊、模擬信號采集模塊和數據存儲模塊;最后,對導航計算機系統進行了聯合調試工作,并對各個模塊進行了詳細的功能測試與驗證,完成了微型導航計算機系統的制作。 以DSP/FPGA作為導航計算機硬件平臺的捷聯式慣性導航實時數據系統能夠滿足系統所要求的高精度、實時性、穩定性要求,適應了其高性能、低成本、低功耗的發展方向。
上傳時間: 2013-04-24
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Scaler是平板顯示器件(FPD,Flat Panel Display)中的重要組成部分,它將輸入源圖像信號轉換成與顯示屏固定分辨率一致的信號,并控制其顯示在顯示屏上。本文在研究圖像縮放算法和scaler在FPD中工作過程的基礎上,采用自上而下(Top-down)的設計方法,給出了scaler的設計及FPGA驗證。該scaler支持不同分辨率圖像的縮放,且縮放模式可調,也可以以IP core的形式應用于相關圖像處理芯片中。 圖像縮放內核是scaler的核心部分,它是scaler中的主要運算單元,完成圖像縮放的基本功能,它所采用的核心算法以及所使用的結構設計決定著縮放性能的優劣,也是控制芯片成本的關鍵。因此,本文從縮放內核的結構入手,對scaler的總體結構進行了設計;通過對圖像縮放中常用算法的深入研究提出了一種新的優化算法——矩形窗縮放算法,并對其計算進行分析和簡化,降低了計算的復雜度。FPGA設計中,采用列縮放與行縮放分開處理的結構,使用雙口RAM作為兩次縮放間的數據緩沖區。使用這種結構的優勢在于:行列縮放可以同時進行,數據處理的可靠性高、速度快:內核結構簡單明了,數據緩沖區大小合適,便于設計。此外,本文還介紹了其他輔助模塊的設計,包括DVI接口信號處理模塊、縮放參數計算與控制模塊以及輸出信號檢測與時序濾波模塊。 本設計使用Verilog HDL對各模塊進行了RTL級描述,并使用Quartus II7.2進行了邏輯仿真,最后使用Altera公司的FPGA芯片來進行驗證。通過邏輯驗證和系統仿真,證明該scaler的設計達到了預期的目標。對于不同分辨率的圖像,均可以在顯示屏上得到穩定的顯示。
上傳時間: 2013-05-30
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