建立了雙容水箱系統(tǒng)的數(shù)學模型,采用串級控制方案對雙容水箱液位系統(tǒng)進行控制,控制算法采用數(shù)字PID。確定了硬件設備,制作了雙容水箱液位控制系統(tǒng)。采用力控5.0 版組態(tài)軟件,對整個液位控制系統(tǒng)進行組態(tài),構
標簽: 力控組態(tài) 軟件 液位控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-27
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本文以“機車車輛輪對動態(tài)檢測裝置”為研究背景,以改進提升裝置性能為目標,研究在Altera公司的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片Cyclone上實現(xiàn)圖像采集控制、圖像處理算法、JPEG(Joint Photographic Expert Group)壓縮編碼標準的基本系統(tǒng)。本文使用硬件描述語言Verilog,以RedLogic的RVDK開發(fā)板作為硬件平臺,在開發(fā)工具OUARTUS2 6.0和MODELSIM SE 6.1B環(huán)境中完成軟核的設計與仿真驗證。 數(shù)據(jù)采集部分完成的功能是將由模擬攝像機拍攝到的圖像信號進行數(shù)字化,然后從數(shù)據(jù)流中提取有效數(shù)據(jù),加以適當裁剪,最后將奇偶場圖像數(shù)據(jù)合并成幀,存儲到存儲器中。數(shù)字化及碼流產(chǎn)生的功能由SAA7113芯片完成,由FPGA對SAA7113芯片初始化設置、控制,并對數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進行操作。 圖像處理算法部分考慮到實時性與算法復雜度等因素,從裝置的圖像處理流程中有選擇性地實現(xiàn)了直方圖均衡化、中值濾波與邊緣檢測三種圖像處理算法。 壓縮編碼部分依據(jù)JPEG標準基本系統(tǒng)順序編碼模式,在FPGA上實現(xiàn)了DCT(Discrete Cosine Transform)變換、量化、Zig-Zag掃描、直流系數(shù)DPCM(Differential Pulse Code Modulation)編碼、交流系數(shù)RLC(Run Length code)編碼、霍夫曼編碼等主要步驟,最后用實際的圖像數(shù)據(jù)塊對系統(tǒng)進行了驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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目前的國內(nèi)的CCD高清攝相頭能夠輸出一組視頻信號和數(shù)字圖像信號,雖然視頻信號能夠直接在監(jiān)視器顯示,但是輸出的數(shù)字圖像信號占用存儲空間太大,不便于進行傳輸。本文設計了一種基于FPGA的數(shù)字圖像壓縮卡。 在過去的十幾年中,國際標準化組織制訂了一系列的國際視頻編碼標準并廣泛應用到各種領域。It.264/AVC是ITU-T和ISO聯(lián)合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網(wǎng)絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 新發(fā)展的H.264/AVC比原有的視頻編碼標準大幅度提高了編碼效率,但其運算復雜度也大大增加,本文簡要分析了H.264/AVC的復雜度及其優(yōu)化的途徑,給出了主要模塊的優(yōu)化算法實驗結(jié)果。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,主要不同有:增強的運動預測能力,準確匹配的較小塊變換,自適應環(huán)內(nèi)濾波器,增強的熵編碼。測試結(jié)果表明這些新特征使H.264/AVC編碼器提高50%編碼效率的同時,增加了一個數(shù)量級的復雜度。實際中恰當?shù)厥褂肏.264/AVC編碼工具可以較低的實現(xiàn)復雜度得到與復雜配置相當?shù)木幋a效率。故實際編碼系統(tǒng)開發(fā)需要在運算復雜性和編碼效率之間進行折衷、兼顧考慮。H.264/AVC引入的新編碼特征既增加基本模塊的復雜度,也成倍增加算法的復雜度。針對它們的作用和實現(xiàn)方法的不同,可采用不同的硬件實現(xiàn)方法。本文基于上述思路進行優(yōu)化,具體的工作包括:針對去塊濾波的復雜性,本文提出一種適合硬件實現(xiàn)的算法,使其在節(jié)省了資源的同時,很好的達到了標準所定義的性能。針對變換量化的復雜性,本文提出一種既滿足整體的硬件流水結(jié)構,又極大的降低了硬件資源的實現(xiàn)方法。針對碼率控制的實現(xiàn),本文提出了一種有別于傳統(tǒng)實現(xiàn)方式的算法,在保證實時性的同時,極大的提高了編碼器的性能。本文基于上述算法還進行Baseline Profile編碼器的研究,給出了一種實時編碼器結(jié)構,實現(xiàn)了對高清圖像格式(720P)的實時編碼,并將其和當前業(yè)界先進水平進行了對比,表明本文所實現(xiàn)得結(jié)構能夠達到當前業(yè)界的先進水平。
上傳時間: 2013-07-23
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本文對基于FPGA的液晶顯示控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)進行了研究。設計中從LCD技術參數(shù)著手,通過對顯示驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構與工作原理的研究,設計出顯示控制系統(tǒng)的框圖及各功能模塊的VHDL程序,通過單片機系統(tǒng)配置FPGA芯片,控制LCD顯示相應的漢字和圖形。LCD顯示控制系統(tǒng)由顯示控制電路、顯示驅(qū)動電路和相關外圍輔助電路組成。顯示控制電路從電路中各個功能模塊所需要的控制時序信號出發(fā),通過對其工作過程的研究,設計出控制器、RAM控制器等各功能模塊。顯示驅(qū)動電路從LCD工作所需要的掃描時序信號出發(fā),設計出時序發(fā)生電路等各功能模塊。所有的VHDL程序通過了MAX+PLUS—II軟件實現(xiàn)編譯及仿真后,在實際的硬件中調(diào)試通過。
標簽: FPGA 液晶顯示 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-24
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軟件開發(fā)環(huán)境:ISE 7.1i 硬件開發(fā)環(huán)境:紅色颶風II代-Xilinx版 1. 本實例用于控制開發(fā)板上面的SDRAM完成讀寫功能; 先向SDRAM里面寫數(shù)據(jù),然后再將數(shù)據(jù)讀出來做比較,如果不匹配就通過LED變亮顯示出來,如果一致,LED就不亮。 2. part1目錄是使用Modelsim仿真的工程; 3. part2目錄是在開發(fā)版上面驗證的工程; 2.1. part1_32目錄是4m32SDRAM的仿真工程; 2.2. part1_16目錄是4m16SDRAM的仿真工程; \model文件夾里面是仿真模型; \rtl文件夾里面是源文件; \sim文件夾里面是仿真工程; \test_bench文件夾里面是測試文件; \wave文件夾里面是仿真波形。 3.1. 工程在\project文件夾里面; 3.2. 源文件和管腳分配在\rtl文件夾里面; 3.3. 下載文件在\download文件夾里面,.mcs為PROM模式下載文件,.bit為JTAG調(diào)試下載文件。
上傳時間: 2013-04-24
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可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸,這就要求通信系統(tǒng)具有很好的糾錯能力,如使用差錯控制編碼。自仙農(nóng)定理提出以來,先后有許多糾錯編碼被相繼提出,例如漢明碼,BCH碼和RS碼等,而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優(yōu)異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而,Turbo碼迭代譯碼復雜度大,導致其譯碼延時大,故而在工程中的應用受到一定限制,而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現(xiàn)一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法,很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現(xiàn)了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz,幀長為1024比特,并行子譯碼器數(shù)和最大迭代次數(shù)均為4時,可支持8.2Mbps的編譯碼數(shù)掘吞吐量,而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設計了系統(tǒng)開發(fā)板。該開發(fā)板可提供高速以太網(wǎng)MAC/PHY和PCI接口,很好地滿足了通信系統(tǒng)需求。系統(tǒng)測試結(jié)果表明,本文所實現(xiàn)的并行Turbo編譯碼器及其開發(fā)板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章,第一章為緒論,介紹Turbo碼背景和硬件實現(xiàn)相關技術。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設計與實現(xiàn),分別介紹了編碼器和譯碼器的RTL設計,還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構,使用SOC架構處理系統(tǒng)和基于NIOSII處理器和uC/0S一2操作系統(tǒng)的架構。第四章介紹了FPGA系統(tǒng)開發(fā)板設計與調(diào)試的一些工作。最后一章為本文總結(jié)及其展望。
上傳時間: 2013-04-24
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本文從硬件和軟件兩方面介紹了MCS-51單片機溫度控制系統(tǒng)的設計思路.
標簽: MCS 51 單片機 溫度控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-08-04
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隨著集成電路的設計規(guī)模越來越大,F(xiàn)PGA為了滿足這種設計需求,其規(guī)模也越做越大,傳統(tǒng)平面結(jié)構的FPGA無法滿足實際設計需求。首先是硬件設計上的很難控制,其次就是計算機軟件面臨很大挑戰(zhàn),所有復雜問題全部集中到布局布線(P&R)這一步,而實際軟件處理過程中,P&R所占的時間比例是相當大的。為了緩解這種軟件和硬件的設計壓力,多層次化結(jié)構的FPGA得以采用。所謂層次化就是可配置邏輯單元內(nèi)部包含多個邏輯單元(相對于傳統(tǒng)的單一邏輯單元),并且內(nèi)部的邏輯單元之間共享連線資源,這種結(jié)構有利于減少芯片面積和提高布通率。與此同時,F(xiàn)PGA的EDA設計流程也多了一步,那就是在工藝映射和布局之間增加了基本邏輯單元的裝箱步驟,該步驟既可以認為是工藝映射的后處理,也可認為是布局和布線模塊的預處理,這一步不僅需要考慮打包,還要考慮布線資源的問題。裝箱作為連接軟件前端和后端之間的橋梁,該步驟對FPGA的性能影響是相當大的。 本文通過研究和分析影響芯片步通率的各種因素,提出新的FPGA裝箱算法,可以同時減少裝箱后可配置邏輯單元(CLB)外部的線網(wǎng)數(shù)和外部使用的引腳數(shù),從而達到減少布線所需的通道數(shù)。該算法和以前的算法相比較,無論從面積,還是通道數(shù)方面都有一定的改進。算法的時間復雜度仍然是線性的。與此同時本文還對FPGA的可配置邏輯單元內(nèi)部連線資源做了分析,如何設計可配置邏輯單元內(nèi)部的連線資源來達到即減少面積又保證芯片的步通率,同時還可以提高運行速度。 另外,本文還提出將電路分解成為多塊,分別下載到各個芯片的解決方案。以解決FPGA由于容量限制,而無法實現(xiàn)某些特定電路原型驗證。該算法綜合考慮影響多塊芯片性能的各個因數(shù),采用較好的目標函數(shù)來達到較優(yōu)結(jié)果。
上傳時間: 2013-04-24
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基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)的設計基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)的設計
標簽: 交通燈控制 系統(tǒng)設計
上傳時間: 2013-04-24
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感應加熱電源以其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用,逆變控制電路是直接影響感應加熱電源能否安全、高效運行的關鍵因素。目前的感應加熱裝置很多采用模擬電路控制,而模擬控制電路觸點多,焊點多,系統(tǒng)可靠性低,對一些元件的工藝性要求高,電路中控制參數(shù)不容易進行修改,靈活性較差。近年來隨著微處理機的發(fā)展,數(shù)字式控制精確,軟件設計靈活,因而整個控制系統(tǒng)容易實現(xiàn),在感應加熱領域中運用數(shù)字式控制已是一個發(fā)展方向。 本文在模擬逆變控制系統(tǒng)的基礎上,在可編程邏輯器件(FPGA)上進行了數(shù)字式并聯(lián)逆變控制系統(tǒng)的研究。 首先,本文針對感應加熱并聯(lián)逆變控制的數(shù)字化進行了詳細的研究。在參閱國內(nèi)外相關文獻的基礎上,結(jié)合已有模擬并聯(lián)逆變控制電路的工作原理,設計了全數(shù)字鎖相環(huán)、它激轉(zhuǎn)自激掃頻啟動模塊等逆變控制功能模塊,并對各個模塊進行了相關的數(shù)學分析和功能仿真,結(jié)果證明可以達到預定的功能指標和設計要求。 然后,分析了感應加熱電源的整體工作流程,針對模擬控制電路中控制參數(shù)不易進行修改、靈活性較差等問題,設計了數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示等功能模塊,有利于系統(tǒng)的調(diào)試,參數(shù)修改等實際操作。 最后,以模擬逆變控制策略為基礎,分析了數(shù)字控制器的控制要求和策略。由硬件狀態(tài)機實現(xiàn)數(shù)字控制器的設計,完成對整個逆變控制系統(tǒng)的整體控制操作。通過自上而下的總體設計,將各個部分組合起來,構成一個SOC系統(tǒng)。在FPGA集成軟件中進行了各部分和整體的仿真驗證,結(jié)果證明該設計可以完成逆變控制的各項需求和預定的人機交互操作。
標簽: FPGA 感應加熱電源 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-09
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