雕刻機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)是三維雕刻機(jī)的控制核心，其控制系統(tǒng)的性能直接關(guān)系著三維雕刻機(jī)的加工質(zhì)量和加工效率，對(duì)雕刻機(jī)的性價(jià)比有著重要的影響。本論文在對(duì)三維雕刻機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)以．ARM微處理器和CPLD器件構(gòu)建硬件平臺(tái)、基于μC/OS-Ⅱ?yàn)榍度胧娇刂葡到y(tǒng)的解決方案，充分利用ARM微處理器的高速運(yùn)算能力與CPLD的高速并行運(yùn)算能力，大大減少了系統(tǒng)的外圍接口器件，有效的降低系統(tǒng)成本。 此方案中選用Philips公司的基于ARM7內(nèi)核的LPC2214處理器作為主控芯片。對(duì)于系統(tǒng)的輸入/輸出的邏輯控制通過CPLD來實(shí)現(xiàn)，該芯片選用Atlera公司的EPM7128SLC84，作為處理器的外圍器件。同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件開發(fā)作了詳細(xì)說明：電源、SRAM、FLASH等芯片選型及設(shè)計(jì)；液晶顯示模塊及鍵盤的應(yīng)用設(shè)計(jì)；電機(jī)的輸入輸出電路設(shè)計(jì)等。 軟件部分包括Boot Loader、RTOS、應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)等。其中，Rot Loader支持系統(tǒng)Boot、程序下載到RAM中執(zhí)行和燒寫到Flash存儲(chǔ)器等功能；RTOS包括操作系統(tǒng)的移植、任務(wù)管理、任務(wù)間的通信等，應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、液晶顯示、鍵盤操作、電機(jī)控制等。同時(shí)用VB6.0開發(fā)了PC機(jī)下載控制界面，并對(duì)液晶模塊和電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。
標(biāo)簽： ARM 雕刻機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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從制成世界上第一臺(tái)激光器開始，激光優(yōu)異的單色性、方向性和高亮度特點(diǎn)引起了各界的關(guān)注。激光測(cè)距技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種激光技術(shù)，它與一般測(cè)距方法相比，具有操作方便，精度高和晝夜可用的優(yōu)點(diǎn)。目前激光測(cè)距技術(shù)分成脈沖式和連續(xù)式兩種類型，連續(xù)式測(cè)距系統(tǒng)隨著近年來激光技術(shù)的發(fā)展逐漸引起人們的關(guān)注，在民用領(lǐng)域，尤其是在一些對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求不很高的系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。 小型化、智能化、高精度、對(duì)人眼安全是激光測(cè)距的發(fā)展方向，但是目前的測(cè)距儀普遍存在元器件較多、功耗相對(duì)較高、靈活性不夠、適應(yīng)能力不強(qiáng)、抗干擾能力不強(qiáng)等缺點(diǎn)，不利于整機(jī)的一體化和小型化設(shè)計(jì)。 基于上述局限性，本文提出一種新的思想，將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用到連續(xù)式相位激光測(cè)距技術(shù)中，具體是利用DDS(直接數(shù)字頻率合成)技術(shù)產(chǎn)生用于調(diào)制激光器的正弦信號(hào)，利用FPGA與DSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字化處理。該方法不僅克服了上面所述的缺點(diǎn)，而且還具有以下的優(yōu)點(diǎn)：可以通過軟件的方法改變調(diào)制頻率，大大簡(jiǎn)化了測(cè)相電路，提高了使用的方便性：解決了激光連續(xù)測(cè)距中頻率輸出不穩(wěn)定和相位抖動(dòng)的問題，使測(cè)距儀的穩(wěn)定性更高；采用DSP處理芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，處理速度更快，提高了實(shí)時(shí)性；采用FFT技術(shù)測(cè)相，不僅精度高，而且隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，精度還有上升的空間。 本文從理論和實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了該測(cè)距方案的可行性。在采用實(shí)時(shí)取樣補(bǔ)償技術(shù)的情況下，該測(cè)距方案的測(cè)距精度可達(dá)到毫米量級(jí)，該測(cè)距方案設(shè)計(jì)新穎，系統(tǒng)受環(huán)境因素影響較小，可在惡劣環(huán)境下進(jìn)行短距離(一般小于15米)的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方案基本上達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)要求。
標(biāo)簽： FPGADSP 激光測(cè)距系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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根據(jù)交通部公布的數(shù)據(jù)，交通事故呈逐年上升趨勢(shì)，交通事故不僅給公民的財(cái)產(chǎn)造成了損失，而且給公民的人身安全也會(huì)造成威脅。因此如何更好地避免交通事故成為一個(gè)焦點(diǎn)課題，汽車安全系統(tǒng)更是成為汽車生產(chǎn)商和研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。 當(dāng)前汽車安全系統(tǒng)有兩大種類：一是被動(dòng)式安全系統(tǒng)。例如：安全帶，安全氣囊等。二是主動(dòng)式安全系統(tǒng)。主動(dòng)安全系統(tǒng)又分為主動(dòng)被動(dòng)式和主動(dòng)自動(dòng)式。前者有ABS等。后者有汽車自動(dòng)防撞系統(tǒng)和倒車?yán)走_(dá)等。 本文采用激光測(cè)距系統(tǒng)，開發(fā)一種汽車在高速公路上行駛的主動(dòng)式防撞系統(tǒng)，本文的重點(diǎn)是開發(fā)測(cè)距預(yù)警系統(tǒng)，采用專門的激光測(cè)距芯片和接收芯片，并采用FPGA(Filed Programmable Gate Array)作為主控芯片，對(duì)前車進(jìn)行有效的監(jiān)控，根據(jù)檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)提出建議和報(bào)警，提醒駕駛員減速或者采取制動(dòng)措施，從而達(dá)到預(yù)防追尾碰撞的目的。本文工作主要有以下幾個(gè)方面： 1) 在比較分析激光、雷達(dá)和毫米波等測(cè)距方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)市場(chǎng)需求及潛在用戶分析，確定采用激光脈沖測(cè)距方式。針對(duì)激光脈沖測(cè)距存在的技術(shù)難題，提出以FPGA作為系統(tǒng)核心控制模塊的測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 2) 根據(jù)對(duì)車載動(dòng)態(tài)測(cè)距系統(tǒng)測(cè)量精度、測(cè)量頻率和測(cè)量范圍的基本要求，結(jié)合脈沖激光測(cè)距的特點(diǎn)，提出采用多頭脈沖激光測(cè)距和多周期脈沖測(cè)量的技術(shù)方案。該方案可有效提高系統(tǒng)測(cè)距精度和測(cè)量范圍，降低系統(tǒng)成本。 3) 基于上述方案，完成了基于FPGA的多頭脈沖激光測(cè)距系統(tǒng)的各功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)、功能仿真、綜合優(yōu)化及板級(jí)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，各主要功能模塊基本達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，為測(cè)距系統(tǒng)的后期開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 4) 完成了激光測(cè)距傳感器外圍光電轉(zhuǎn)換電路、電源轉(zhuǎn)換電路及通訊接口的設(shè)計(jì)、制作、安裝及實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。 5) 最后對(duì)論文研究工作進(jìn)行了總結(jié)，提出了系統(tǒng)的不足之處和進(jìn)一步研究工作的方向。
標(biāo)簽： FPGA 激光測(cè)距系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-27
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激光測(cè)距是隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的一種精密測(cè)量技術(shù)，因其良好的精確度特性廣泛地應(yīng)用在軍事和民用領(lǐng)域。但傳統(tǒng)的激光測(cè)距系統(tǒng)大多采用分立的單元電路搭建而成，不僅造成了開發(fā)成本較高，電路較復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy等諸多問題，而且這種系統(tǒng)體積和重量較大，嚴(yán)重阻礙了激光測(cè)距系統(tǒng)的普及應(yīng)用，因此近年來激光測(cè)距技術(shù)向著小型化和集成化的方向發(fā)展。本文就旨在找出一種激光測(cè)距的集成化方案，將激光接收電路部分集成為一個(gè)專用集成電路，使傳統(tǒng)的激光測(cè)距系統(tǒng)簡(jiǎn)化成三個(gè)部分，激光器LD、接收PD和一片集成電路芯片。 本文設(shè)計(jì)的激光測(cè)距系統(tǒng)基于相位差式激光測(cè)距原理，綜合當(dāng)前所有的測(cè)相技術(shù)，提出了一種基于FPGA的芯片運(yùn)用DCM的動(dòng)態(tài)移相功能實(shí)現(xiàn)相位差測(cè)量的方法。該方法實(shí)現(xiàn)起來方便快捷，無需復(fù)雜的過程計(jì)算，不僅能夠達(dá)到較高的測(cè)距精度，同時(shí)可以大大簡(jiǎn)化外圍電路的設(shè)計(jì)，使測(cè)距系統(tǒng)達(dá)到最大程度的集成化，滿足了近年來激光測(cè)距系統(tǒng)向小型化和集成化方向發(fā)展的要求，除此，該方法還可以減少環(huán)境因素對(duì)測(cè)距誤差的影響，降低測(cè)距系統(tǒng)對(duì)測(cè)試環(huán)境的要求。本論文的創(chuàng)新點(diǎn)有： 1.基于方波實(shí)現(xiàn)激光的調(diào)制和發(fā)射，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的外圍電路設(shè)計(jì)； 2.激光測(cè)距的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在一片F(xiàn)PGA芯片上實(shí)現(xiàn)，便于系統(tǒng)的集成。 在基于DCM的激光測(cè)距方案中，本文詳細(xì)的敘述了利用DCM測(cè)相的基本原理，并給出了由相位信息得到距離信息的計(jì)算過程，然后將利用不同測(cè)尺測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行合成，并最終將距離的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制顯示出來。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro開發(fā)板做為開發(fā)平臺(tái)，通過編程和仿真驗(yàn)證了該測(cè)距方案的可行性。在采用多次測(cè)量求平均值的情況下，該測(cè)距方案的測(cè)距精度可以達(dá)到3mm，測(cè)距量程可達(dá)100m。該方案設(shè)計(jì)新穎，可將整個(gè)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)，為最終的專用集成芯片的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)，有利于測(cè)距系統(tǒng)的集成單片化。
標(biāo)簽： FPGA 激光測(cè)距 數(shù)據(jù)處理
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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激光測(cè)距是一種非接觸式的測(cè)量技術(shù)，已被廣泛使用于遙感、精密測(cè)量、工程建設(shè)、安全監(jiān)測(cè)以及智能控制等領(lǐng)域。早期的激光測(cè)距系統(tǒng)在激光接收機(jī)中通過分立的單元電路處理激光發(fā)、收信號(hào)以測(cè)量光脈沖往返時(shí)間，使得開發(fā)成本高、電路復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，精度以及可靠性相對(duì)較差，體積和重量也較大，且沒有與其他儀器相匹配的標(biāo)準(zhǔn)接口，上述缺陷阻礙了激光測(cè)距系統(tǒng)的普及應(yīng)用。 本文針對(duì)激光測(cè)距信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套全數(shù)字集成方案，除激光發(fā)射、接收電路以外，將信號(hào)發(fā)生、信號(hào)采集、綜合控制、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸五個(gè)部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉(zhuǎn)換和AD轉(zhuǎn)換電路和濾波處理等模塊，可以直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。與分立的單元電路構(gòu)成的激光測(cè)距信號(hào)處琿相比，可以大大降低激光測(cè)距系統(tǒng)的成本，縮短激光測(cè)距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，可以直接與通信模塊連接，構(gòu)成激光遙測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過LED實(shí)時(shí)顯示測(cè)距結(jié)果。這樣使得激光測(cè)距系統(tǒng)只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可，提出了橋梁的位移監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，并設(shè)計(jì)出一種針對(duì)橋梁的位移監(jiān)測(cè)的具有既便攜、有效又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的監(jiān)測(cè)樣機(jī)。 本文基于xil inx公司提供的開發(fā)環(huán)境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發(fā)版來設(shè)計(jì)的，提出一種基于方波的利用DCM(數(shù)字時(shí)鐘管理器)檢相的相位式測(cè)距方法；采用三把側(cè)尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz，對(duì)應(yīng)的測(cè)尺長(zhǎng)度分別為5米、50米和15000米，對(duì)應(yīng)的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設(shè)計(jì)了一套激光測(cè)距全數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。為了證明本系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，另外設(shè)計(jì)了一套利用延時(shí)的方法來模擬激光光路，經(jīng)過測(cè)試，證明利用DCM檢相的相位式測(cè)距方法對(duì)于橋梁的位移監(jiān)測(cè)是可行的，測(cè)量精度和測(cè)量結(jié)果也滿足設(shè)計(jì)方案要求。
標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字 信號(hào)處理 激光測(cè)距
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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本文的研究?jī)?nèi)容是在激光測(cè)距項(xiàng)目基礎(chǔ)上進(jìn)行的，分析了各種激光測(cè)距方法的利弊，最終選用脈沖激光測(cè)距的實(shí)現(xiàn)方式，并且對(duì)脈沖激光測(cè)距系統(tǒng)做了深入研究。 本文設(shè)計(jì)了以FPGA為核心的信號(hào)處理模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光信號(hào)的編碼和譯碼、對(duì)激光發(fā)射控制時(shí)鐘的分頻、和內(nèi)部PLL倍頻實(shí)現(xiàn)內(nèi)部高頻計(jì)時(shí)時(shí)鐘等，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。使用并行脈沖計(jì)數(shù)法，提高了計(jì)時(shí)精度，分析了可能產(chǎn)生誤差的原因，并且對(duì)結(jié)果做了相應(yīng)的修正，減小了激光測(cè)距系統(tǒng)的誤差。并且制定了四種工作模式，可以根據(jù)不同的實(shí)際環(huán)境選擇相應(yīng)的測(cè)距模式，以達(dá)到最好的測(cè)量效果。 在接收方面突破以往普通的被動(dòng)接收方式，提出了利用窗函數(shù)接收回波的主動(dòng)接收方式，結(jié)合窄帶濾光片的濾光效果，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。從課題要求出發(fā)，本激光測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了體積小、功耗低的特點(diǎn)，測(cè)量距離相對(duì)較近(0.5-50米)，屬于近距測(cè)量系統(tǒng)。
標(biāo)簽： FPGA 激光測(cè)距 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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激光光譜探測(cè)是激光偵查、激光告警、污染物檢測(cè)等領(lǐng)域中采用的重要技術(shù)。通過對(duì)來襲激光的光譜特征進(jìn)行識(shí)別，可以為光電對(duì)抗提供依據(jù)。本文在分析和研究現(xiàn)有激光光譜探測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了通過非掃描M-Z干涉法來獲取激光信號(hào)的相干圖，并對(duì)該圖進(jìn)行快速傅立葉變換，從而實(shí)時(shí)獲得激光光譜的技術(shù)。 在研究中，由M-Z干涉具形成的激光干涉條紋經(jīng)CCD相機(jī)轉(zhuǎn)換后以時(shí)間序列依次輸出電信號(hào)，該時(shí)間序列的快速傅立葉變換用FPGA實(shí)現(xiàn)。論文依據(jù)告警系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和信噪比的要求，確定了探測(cè)器陣列的結(jié)構(gòu)類型和有關(guān)參數(shù)；設(shè)計(jì)了CCD相機(jī)和FPGA的接口電路；編寫了數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)模塊。 在快速傅立葉變換的實(shí)現(xiàn)上，首先確定了采用基2按時(shí)間抽取的方法作為實(shí)現(xiàn)算法；應(yīng)用型號(hào)為XC3S400的FPGA芯片，依靠ISE8.1軟件開發(fā)平臺(tái)，用硬件語言編寫了精度為10位，序列長(zhǎng)度為512點(diǎn)的快速傅里葉變換程序，并將所有程序成功下載到FPGA的配置芯片中。 此外，論文還設(shè)計(jì)了顯示、電壓轉(zhuǎn)換、FPGA配置電路。最后，對(duì)設(shè)計(jì)的快速傅里葉變換模塊進(jìn)行了測(cè)試，將FPGA運(yùn)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明FPGA計(jì)算結(jié)果達(dá)到應(yīng)有的精度，運(yùn)行速度可以滿足激光光譜的實(shí)時(shí)探測(cè)要求。
標(biāo)簽： 激光 光譜 探測(cè) 快速傅里葉變換
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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激光打標(biāo)是一種利用高能量的激光束在打標(biāo)物體表面刻下永久性標(biāo)識(shí)的技術(shù)。與傳統(tǒng)的壓刻等方法相比，激光打標(biāo)具有速度快、無污染、質(zhì)量高、性能穩(wěn)定、不接觸物體表面等優(yōu)點(diǎn)。激光打標(biāo)是目前工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)記的先進(jìn)技術(shù)，是一種高效的標(biāo)記方法。傳統(tǒng)的基于ISA總線、PCI總線或者USB總線的激光打標(biāo)控制器增加了激光打標(biāo)機(jī)的成本和體積。本文提出一種基于ARM+FPGA架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)方案，主要的研究工作如下：首先，介紹了激光打標(biāo)系統(tǒng)的組成，激光打標(biāo)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和激光打標(biāo)機(jī)的原理。根據(jù)激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的功能要求和性能要求，提出了ARM+FPGA的總體設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)要討論了ARM和FPGA的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。ARM處理器的主要功能是完成打標(biāo)內(nèi)容的輸入和變換處理，打標(biāo)機(jī)參數(shù)的設(shè)置和控制打標(biāo)。FPGA的作用是接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換打標(biāo)數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生控制信號(hào)去控制激光打標(biāo)設(shè)備。然后，詳細(xì)討論了激光打標(biāo)機(jī)控制器的硬件電路設(shè)計(jì)，包括ARM控制單元電路、FPGA控制單元電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等。為了使控制器能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定地工作，還采取了隔離技術(shù)等許多抗干擾措施。完成了 FPGA中各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)，利用Quartus Ⅱ軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，調(diào)試了控制器的功能。本文所設(shè)計(jì)的嵌入式激光打標(biāo)控制器發(fā)揮了ARM和FPGA各自的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過在實(shí)際打標(biāo)系統(tǒng)中的測(cè)試，證明本次設(shè)計(jì)的激光打標(biāo)機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，取得了滿意的打標(biāo)效果。關(guān)鍵詞：ARM，F(xiàn)PGA，激光打標(biāo)，F(xiàn)IFO，CO2激光器，掃描振鏡系統(tǒng)
標(biāo)簽： ARMFPGA 激光打標(biāo) 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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基于DSP和FPGA的三維雕刻機(jī)數(shù)控系統(tǒng)基于DSP和FPGA的三維雕刻機(jī)數(shù)控系統(tǒng)
標(biāo)簽： FPGA DSP 雕刻機(jī) 數(shù)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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·詳細(xì)說明：美國機(jī)械工程師手冊(cè)英文原版 內(nèi)有大量PDF文件 可供閱讀 可以給你很大提高
上傳時(shí)間： 2013-06-17
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