如今電力電子電路的控制旨在實現高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數字化的方向發展。現場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經濟、高速度、低功耗等優勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發和維護(升級)等顯著優點。與單片機和DSP相比,FPGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發展和應用。 本文提出了一種采用現場可編程門陣列(FPGA)器件實現數字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產生多路PWM脈沖,具有開關頻率可調、各路脈沖間的相位可調、接口簡單、響應速度快、易修改、可現場編程等特點,可應用于PWM的全數字化控制。文中對方案的實現進行了比較詳細的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實現、PWM波形的產生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制,給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
上傳時間: 2013-07-10
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激光測距技術被廣泛應用于現代工業測量、航空與大地的測量、國防及通信等諸多領域。本文從已獲得廣泛應用的脈沖激光測距技術入手,重點分析了近年提出的自觸發脈沖激光測距技術(STPLR)特別是其中的雙自觸發脈沖激光測距技術(BSTPLR),通過分析發現其核心部件之一就是用于測量激光脈沖飛行時間(周期)的高精度高速計數器,而目前一般的方式是采用昂貴的進口高速計數器或專用集成電路(ASIC)來完成,這使得激光測距儀在研發、系統的改造升級和自主知識產權保護等諸多方面受到制約,同時在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此,本文研究了采用現場可編程門陣列(FPGA)來實現脈沖激光測距中的高精度高速計數及其他相關功能,基本解決了以上存在的問題。 論文通過對雙自觸發脈沖激光測距的主要技術要求和技術指標進行分析,對其中的信號處理單元采用了FPGA+單片機的設計形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測量模塊,在整個測距系統中是信號處理的核心部件,借助其用戶可編程特性及很高的內部時鐘頻率,設計了專用于BSTPLR的高速高精度計數芯片,負責對測距信號產生電路中的時刻鑒別電路輸出信號進行計數。數據處理模塊則主要由單片機(AT89C51)來實現。系統可以通過鍵盤預置門控信號的寬度以均衡測量的精度和速度,測量結果采用7位LED數碼管顯示。本設計在近距離(大尺寸)范圍內實驗測試時基本滿足設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著星載電子系統復雜度、小型化需求的提高,SoC已經成為應對未來星載電子系統設計需求的解決途徑。為了簡化設計流程并且提高部件的可重用性,在目前的SoC設計中引入了稱之為平臺的體系結構模板,用它來描述采用已有的標準核來開發SoC的方法。在星載電子系統中常用部件的分類設計,最終建立一個包括多種功能部件,互連部件和處理部件的設計平臺,從而有效的提高星載電子系統的設計能力。在當前NASA和ESA的空間應用中,PCI總線廣泛作為背板總線和局部總線,有鑒于此,本研究選擇PCI總線作為星載電子系統設計平臺要提供的一個互連部件對其進行設計。 針對這一需求,本論文采用自項向下的設計方法對PCI總線從設備控制器的設計與實現進行了研究,對PCI總線協議做了深刻的分析,完成了PCI總線目標設備控制器的設計,采用Verilog HDL對其進行了RTL級的描述。 在該課題的研究中,采用了目前集成電路設計中常見的自頂向下設計方法,使用硬件描述語言Verilog HDL對其進行描述,重點分析了PCI總線設備控制器的設計。以PCI總線協議的分析和理解為基礎,對PCI總線設備控制器進行了功能分析和結構劃分。根據PCI總線設備控制器的功能和結構劃分,對PCI總線目標設備控制器的設計思路和各個子模塊電路的設計和實現進行了詳細的分析闡述,并且通過編寫測試激勵程序完成了功能仿真。應用FPGA作為物理驗證和實現載體,進行了面向FPGA的電路綜合,進行了布局布線后的時序仿真,證明所實現的PCI目標設備控制器符合基本功能要求,在以上基礎上完成了PCI目標設備控制器的FPGA實現。通過這整個論文的工作,按照設計、仿真、綜合驗證及布局布線的步驟,完成了PCI總線目標設備控制器IP軟核的設計。
上傳時間: 2013-06-07
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激光測距是激光技術在軍事上最早和最成熟的應用,自1961.年美國休斯飛機公司研制成功世界上第一臺激光測距機之后,激光測距技術發展迅速。如今,它已經被廣泛運用于軍用領域和民用領域。為了進一步提高我國激光測距水平,研制更高性能激光測距機依然是我國國防科技研究中的重要課題之一。其中,測距精度是激光測距機的一個重要參數。而激光測距機能否準確的檢測激光回波信號將直接影響測距精度。 脈沖激光測距系統主要包括激光發射子系統、激光回波探測子系統、回波檢測與主控子系統、終端顯示子系統等組成。其中設計高精度激光回波檢測與主控子系統是實現高精度激光測距的核心問題。傳統激光回波檢測與主控子系統通常采用分立元件和小規模集成電路設計,電路復雜且精度較低。隨著數字電路設計技術的發展,已出現大規模可編程邏輯器件FPGA(現場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)。采用FPGA代替傳統的分立元件和小規模集成電路來設計激光回波檢測與主控子系統,不僅提高了回波檢測精度,同時簡化了整個測距系統的設計。 本文研究了將激光回波信號直接送入FPGA進行檢測的方案。同時,采用這種方案設計了一種激光回波檢測系統,并把它成功運用在一引信項目中。這種方案電路設計簡單,易于實現。在實際應用中,由于激光回波探測子系統只是完成由光信號到電信號的轉換及簡單放大,理論分析和試驗結果均表明,采用該方案進行回波檢測的精度較低,這種回波檢測方法也只能應用在測距精度要求低的項目中。 為了滿足另一高精度測距項目的需要,在FPGA直接進行激光回波檢測方案的基礎上,設計了一種高精度激光回波檢測系統。文中介紹了其實現原理,理論上分析了該系統所能達到的回波檢測精度及整機測距系統的測距精度。與第一種方案相比,該方案引入了超高速數據采集電路。由于采樣速率高達lGsps,該方案實現的難點在于如何保證數據采集電路的穩定工作。文中從總體方案的設計,到器件的選型,硬件電路板的實現等方面做了詳細的闡述,最終完成了系統硬件電路設計。接著介紹了系統程序設計。后面給出了試驗測試結果,該系統工作穩定,性能良好。系統設計中引入的超高速數據采集電路有著廣泛的應用,為其他相關設計提供了參考。最后,對全文做了工作總結,并給出了接下來的后續工作與展望。 本文在高速FPGA對激光回波信號檢測方向取得了一定的成果,為進一步研究提供了參考價值。
上傳時間: 2013-06-13
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基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數控系統總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規劃算法的研究、嵌入式系統軟件的構建以及運動控制器外設驅動程序的開發,其主要工作及成果如下: 1.針對數控系統上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現了上下位機信息的高速、穩定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數控系統總體軟件架構設計。 2. 針對目前高速數控加工軌跡規劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優化規劃多段微小線段的加工速度,有效避免了頻繁的加減速給系統帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構建了適合本運動控制器系統的系統軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優化配置以及根文件系統的構建。 4.探討了Linux驅動程序開發的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發的方法。
上傳時間: 2013-07-02
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EDA課程設計報告(交通信號控制器的VHDL的設計),vhdl語言!!1
上傳時間: 2013-06-23
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高端濕熱環境試驗箱的溫濕度控制器有著如下特點:①、人機接口模塊大多采用彩色液晶屏和觸摸屏;②、控制器存儲容量大,可存儲大量溫濕度數據;⑧、溫濕度數據測量精度高;④、溫濕度控制精度高,具有自調整能力,可根據試驗條件的變化調節控制器內部參數。⑤、輔助功能多,如RS232串口通訊、USB通訊、以太網通訊等,方便和PC機的連接。此種類型的溫濕度控制器國內生產較少。 本文在綜述國內溫濕度控制技術的基礎上,提出了基于ARM9芯片的高性能溫濕度控制的設計方法。本文主要針對以下幾個方面進行了研究:研究試驗箱內熱力學過程并建立溫濕度控制系統的簡化數學模型;分析溫濕度控制箱的控制方法,選擇合理的溫濕度測量方案,提出了減少誤差的方法;分析溫濕度控制器的功能需求,完成了基于ARM的溫濕度控制器的硬件設計和調試;選擇了溫濕度控制系統的控制算法,并在設計的硬件平臺上實現;最后對控制效果進行了試驗分析。 本論文各章節主要內容概述如下: 第1章綜述了濕熱環境試驗設備技術和嵌入式系統技術進展,提出了課題的研究內容、難點和創新點。 第2章分析了濕熱環境試驗箱溫濕度控制的控制算法,分析了被控空氣的熱力學過程,得出簡化數學模型。 第3章對溫度、濕度測量系統及其誤差消除方法進行分析,提出基于AD7711的高精度溫濕度測量方案。 第4章分析溫濕度控制器的需求,完成溫濕度控制器硬件平臺的設計。 第5章研究溫濕度控制系統的控制算法,在硬件平臺上實現PID繼電自整定算法。 第6章對溫濕度控制的實際控制效果進行試驗分析。 第7章總結與展望。
上傳時間: 2013-04-24
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在國內新的電力市場形勢的變化下,配電網自動化尤其是配電網自動化中的無功補償和配電數據監測在電力企業中的重要性越來越顯著。另一方面,我國電力供需矛盾趨于緩和,電力負荷控制系統的控制功能變得很少使用,造成了資金、資源的很大浪費。為了使這些資源更有效地服務于配電網自動化建設,在充分整合電力負荷控制系統原有硬件資源的基礎上,開發了基于ARM的智能控制器來實現對電網的無功補償和配電監測,對原有的數據資源進行了進一步的開發利用。 本論文主要完成了以下幾個方面的工作: 1、研究電網數據采集方法、高速數字信號處理算法、智能無功補償算法。 2、研究基于GPRS的分布式網絡結構及國家電網公司通信協議《電力負荷管理系統數據傳輸規約—2004》的實現。 3、研究基于高性能嵌入式系統的終端軟、硬件平臺的實現
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發展,傳統的工業控制領域正經歷著一場前所未有的變革,開始向網絡化方向發展。本文即從未來工業控制網絡發展的需要出發,設計并實現了以S3C2410微處理器為核心的嵌入式網絡控制器。 本文以S3C2410-32 位微處理為核心,設計并實現了具有1路以太網接口、1路 USB Host 接口、1路USB Device 接口、3路RS232串口、1個CAN總線擴展卡、1個RS485擴展卡、1個RS422擴展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路 PWM、一個 240×320TFT LCD 顯示觸摸屏的功能強大的嵌入式網絡控制器。并在此基礎上,結合嵌入式操作系統Windows CE建立了一個嵌入式軟件開發平臺。 在深入研究和分析CANopen協議的基礎上,實現了基于Windows CE 的嵌入式 CANopen 協議棧,大大提高了嵌入式網絡控制器在現場總線上的通信和控制能力,為新型的網絡控制算法研究提供了實驗平臺。在探討了TCP/IP協議的基礎上研究了基于 Windows CE 的嵌入式 TCP/IP 協議棧,掌握了Windows CE 平臺的網絡 Socket 通信編程,使控制器能夠通過以太網接到Intranet或Intemet上。 在完成嵌入式網絡控制器硬件與軟件設計的基礎上,將控制器應用到了網絡化的嵌入式數控系統的中央數控單元中,實現數控系統等數控設備小型化、網絡化和集成化的需要。并以此為基礎,結合計算機控制實驗室建設,構建了三層(信息層、控制層和設備層)工業網絡實驗平臺,實現了實驗室設備真正的網絡互連,為網絡控制研究提供了一個高性能的平臺。
上傳時間: 2013-06-10
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隨著微電子技術的快速發展,電子設備逐漸向著小型化、集成化方向發展;人們在要求設備性能不斷提升的同時,還要求設備功耗低、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,也對各武器裝備都提出了新的要求,特別是針對單兵配備的便攜設備,對體積、功耗、擴展性的要求更是嚴格。 在某手持式設備的開發項目中,需要設計一塊接口板,要求實現高達8個串行口擴展以及能源管理和數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,整個手持設備除了對功能有基本的要求以外,對體積及功耗都提出了極高的要求。針對項目的具體設計要求,經過與傳統設計方法的比較,決定采用FPGA來實現LPC接口及UART控制器功能。 論文的主要目標是完成LPC接口的UART控制在FPGA中的實現。對于各模塊中的關鍵的功能部分,文中對其實現都進行了詳細的說明。整個設計全部采用硬件描述語言(HDL)實現,并且采用了分模塊的設計風格,具有很好的重用性。 為了在硬件平臺上驗證設計,還實做了FPGA驗證平臺,并用C語言編寫了測試程序。經過驗證,該方案完全實現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作為電路設計的核心,以一種新的數字電路設計方法實現電路功能;旨在通過這種方式,不斷提高設備的性能并拓展設計者思想。
上傳時間: 2013-05-21
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