介紹單電源、低功耗、高精度 A/D轉換器 AD7714的特點、內部寄存器結構和外部接口;詳細闡述 AD7714與單片機 AT89C51的接口技術。
上傳時間: 2013-06-30
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信息化社會的到來以及IP技術的興起,正深刻的改變著電信網絡的面貌以及未來技術發展的走向。無線通信技術的發展為實現數字化社區提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業務的核心。如何在環境惡劣的無線環境中,實時傳輸高質量的視頻面臨著巨大的挑戰,因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說,網絡的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴展、噪聲影響和信道干擾等原因,無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點,而且信道誤碼率高,經常會出現連續的、突發性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性,使得傳輸的可靠性大為降低。 視頻播放具有嚴格的實時性要求,這就要求網絡為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質量,視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網絡卻無法提供可靠的服務質量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰,本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎上,主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能,以及如何在嵌入式環境下實現H.264解碼器進行了研究。 結合低碼率和幀內刷新,提出一種針對感興趣區的可變幀內刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區域進行更好的錯誤控制,以提高區域圖像質量,同時能根據感興趣區及信道的狀況自動調整宏塊刷新數量,充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾,筆者提出了一種自適應FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法,可根據圖像的復雜度自適應地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結果表明這種FMO編碼方式完全可行,且在運動復雜度頻繁變化時效果更加明顯,完全可應用在環境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結構和X264研究的基礎上,基本實現了基于H.264的嵌入式解碼,在PXA270基礎上進行環境的配置,定制WirtCE操作系統,并編譯、產生開發所用的SDK和下載內核到目標機。利用開發工具EVC實現在PC機上的實時開發和在線仿真調試,最終實現了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間: 2013-06-18
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指令集仿真器是目前嵌入式系統研究中一個極其重要的領域,一個靈活高效且準確度高的仿真器不僅可以實現對嵌入式系統硬件環境的仿真,而且是現代微處理器結構設計過程中性能評估的重要工具. 仿真器的性能已經成為影響整個設計效率的重要因素,在現有的指令集仿真技術中,編譯型仿真技術雖然可以獲得高的仿真速度,但其對應用的假設過于嚴格,限制了其在商業領域中的應用;解釋型仿真器雖被普遍使用,但其缺點也很明顯,由于模擬過程中需要耗費大量時間用于指令譯碼,解釋型模擬器速度往往很有限,使用性能較低。由此可見,如何減少仿真過程中的指令譯碼時間,是提高仿真器的性能的關鍵。 本文旨在提出一個指令集仿真器的原型,重點解決指令解碼過程中的速度瓶頸,在其基礎可以進行擴充和改進,以適應不同硬件平臺的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手,通過分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實現規律,并在此基礎上進行了高級語言的描述,其后提出了改進版解釋型指令集仿真器的設計方案,包括為提高仿真器性能,減少譯碼時間,創新性的在流程設計中加入了預解碼的步驟,同時用自己設計的壓縮算法解決了因預解碼產生大量譯碼信息而帶來的內存過度消耗難題。接下來,描述了仿真器的實現,包括指令的取指、譯碼、執行等基本功能,并著重描述了如何通過劃分存儲域和存儲塊的方式模擬真實存儲器的讀寫訪問實現。 另外,需要特別指出的是,針對仿真器中普遍存在的調試難問題,本文從一線程序開發人員的角度,在調試模塊的設計中除了斷點設置、程序暫停、恢復等基本功能外,還添加了各類監視設備和程序跟蹤的功能,以期能提高本仿真器的實用性。 在文章的結尾,提出了仿真器的驗證方案,并按照該方案對仿真器進行了功能和性能上的驗證,最后對進一步的工作進行了展望。
上傳時間: 2013-08-02
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UHF(Ultra High Frequency,超高頻)RFID(Radio Frequency Identification,射頻身份識別)技術是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應用的一門新技術。該技術已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。但是,基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國尚處于起步階段,傳統的超高頻讀寫器都是在單片機的基礎上實現的,這類讀寫器很難實現復雜的多任務功能;隨著經濟的飛速發展,能夠與網絡互聯并且帶有操作系統的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對這些問題,本文設計并實現了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器,主要內容有: (1)分析了射頻識別技術的發展歷程和前景,以嵌入式技術為研究背景,結合軟硬件開發平臺,給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設計思路,指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應用,分析了讀寫器和標簽之間進行數據傳輸時所用到的相關技術;在給出超高頻讀寫器主要技術性能指標及功能要求的基礎上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統的總體設計,同時對系統構建過程中所用到的軟硬件進行了器件選型。 (3)實現了超高頻讀寫器系統硬件電路的模塊設計,主要包括主控電路模塊、存儲電路模塊、電源模塊、以太網模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發模塊;闡述了各模塊的組成原理與實現方法,完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據系統的軟件需求,構建了一個進行嵌入式開發所需的軟件平臺。建立了交叉編譯環境以及NFS開發調試環境;移植了系統啟動所需的引導程序bootloader;實現了嵌入式Linux操作系統內核、文件系統的配置與移植;給出了Linux系統下典型設備(觸摸屏、網絡接口、LCD)驅動程序的移植方法。 (5)結合實驗測試環境,對超高頻讀寫器輸出功率,讀寫器發送命令以及標簽應答波形進行了測試與分析;對讀寫器的整機性能進行了聯機測試,給出了讀寫器系統的實際運行效果圖,同時對測試結果進行了總結。 實際應用結果表明,基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統的超高頻讀寫器能夠實現接入網絡的功能,其讀寫速度、識別率以及識別距離等技術性能指標均達到或優于設計標準要求,該讀寫器在與PC機連接的情況下能進行數據處理,樣機系統運行穩定可靠,達到了預期的設計目標。
上傳時間: 2013-07-25
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本文介紹了通訊協議轉換器研究的背景意義和目前國內外發展的現狀,并詳細敘述了所選方案的設計過程。本協議轉換器的豐控制芯片采用了基于ARM7內核的32位微控制芯片LPC2212,提供了高速穩定的硬件平臺。操作系統采用實時嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ,工作穩定,實時性強,移植方便。 本文的豐要內容如下:整體的設計思路,結構組成;系統硬件的設計,豐要包括網絡接口電路,USB接口電路,以及串口擴展電路;TCP/IP協議,豐要包括TCP協議,IP協議,ARP協議等;USB協議,豐要包括USB設備構架,USB數據流模型;串口數據轉以太網數據和 USB 數據以及太網數據和 USB 數據轉串口數據;嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ,豐要包括信號量,消息郵箱,消息隊列等;操作系統的移植,豐要包括與處理器相關的文件的改寫。整個系統的硬件和底層軟件部分已經完成,經串口調試軟件、USB總線監測軟件以及以太網數據監測軟件進行實際的收發數據實驗,驗證了方案的合理性。 在USB和以太網驅動程序的編寫中,查閱了大量的相關資料。對于USB協議,重點分析了USB協議的架構和數據流模型。對于TCP/IP協議,仔細分析了其封裝和分用,分析了TCP協議、IP協議、ARP協議的原理及程序的實現。對于操作系統的移植,給出了具體的實現步驟,并給出了豐要的代碼。
上傳時間: 2013-06-10
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逆變器在自動控制系統、電機交流調速、電力變換以及電力系統控制中都起著重要的作用;各系統對逆變器的性能需求也越來越高。PWM控制多重逆變器正是基于這些需求,實現可變頻、調壓、調相、低諧波、高穩定性的解決方案。 PWM控制逆變器通過對每個脈沖寬度進行控制,以達到控制輸出電壓和改善輸出波形的目的;多重逆變器則是把幾個矩形波逆變器的輸出組合起來起來形成階梯波,從而消除諧波;PWM控制多重逆變器綜合上述兩種技術的特點,非常適合于應用在對諧波、電壓輸出及穩定性要求比較高的場合。電力半導體技術和集成電路技術的快速發展,使得多重逆變器的控制、實現成為可能。 本文首先分析風力發電系統對逆變器的要求,從多重逆變器理論和PWM逆變器理論出發,提出同步式PWM控制電壓型串聯多重逆變器系統解決方案。本方案也可以應用在逆變電源、交流電機調速及電力變換領域中。 文中建立了一個多重逆變器的PWM控制算法模型。該算法可完成頻率、相位、幅值可調的多重逆變器的PWM控制,且能完成逆變器故障運行下的保護與告警。并在MATLAB/SIMULINK環境下對算法模型進行仿真與分析。 在比較了現有PWM發生解決方案的基礎上,本文提出了一個基于FPGA(可編程邏輯陣列)的多重逆變器PWM控制系統實現方案。并給出一個主要由FPGA、ADC/DAC、驅動與保護電路、逆變器主回路及其他外圍電路構成的多重逆變器系統解決方案。實驗結果表明,此方案系統結構簡單、可行,很好完成上述多重逆變器的PWM控制算法。
上傳時間: 2013-06-28
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隨著無線通信的應用日益廣泛,無線通信系統的種類也越來越繁雜,但是由于不同通信系統的工作頻段、調制方式、通信協議等原理結構上存在差異而極大限制了不同系統之間的互通。軟件無線電擺脫了硬件體系結構的束縛,成為解決不同通信體制之間互操作問題和開展多種通信業務的最佳途徑,具有巨大的商業和軍事價值,被喻為無線電通信領域一次新的技術革命。 本文首先回顧了軟件無線電的提出和發展現狀,然后論述了軟件無線電的基本理論和數學模型。在此理論和模型的基礎上,設計了軟件無線電接收機的硬件平臺。該平臺包括射頻部分、中頻處理部分和基帶處理部分。射頻部分由天線和無線接收機組成;中頻部分先將接收機輸出的模擬信號數字化,然后再通過FPGA實現下變頻;基帶部分主要由DSP和嵌入式系統組成,完成解調、同步等處理并可以進行一些其他的應用。其中的嵌入式系統的主處理器是基于ARM7-TDMI內核的LPC2200芯片,為了實現開發的方便在此芯片上移植了uC/OS-Ⅱ嵌入式時實內核。 軟件無線電接收機是一個很龐大的體系,其中的數字下變頻器DDC是一個非常關鍵的組成部分,在這部分中可方便的對接收頻段、濾波器特性等進行編程控制,極大的提高了通信設備的性能和靈活性,因此本文的重點在于數字下變頻器的設計與實現。實現下變頻的方法有很多種,由于FPGA在速度和靈活性上的優勢,其應用也越來越廣泛,因此主要采用了居于領導地位的XILINX公司的SPATAN-Ⅱ芯片來實現數字下變頻的功能。
上傳時間: 2013-04-24
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數字信息在有噪聲的信道中傳輸時,受到噪聲的影響,誤碼總是不可避免的。根據香農信息理論,只要使Es/N0足夠大,就可以達到任意小的誤碼率。采用差錯控制編碼,即信道編碼技術,可以在一定的Es/N0條件下有效地降低誤碼率。按照對信息元處理方式不同,信道編碼分為分組碼與卷積碼兩類。卷積碼的k0和n0較小,實現最佳譯碼與準最佳譯碼更加容易。卷積碼運用廣泛,被ITU選入第三代移動通信系統,作為包括WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA在內的信道編碼的標準方案。 本文研究了CDMA2000業務通道中的幀結構,對CDMA2000系統中的卷積碼特性及維特比譯碼的性能限進行了分析,并基于MATLAB平臺做了相應的譯碼性能仿真。我們設計了一種可用于CDMA2000通信系統的通用、高速維特比譯碼器。該譯碼器在設計上具有以下創新之處:(1)采用通用碼表結構,支持可變碼率;幀控制模塊和頻率控制器模塊的設計中采用計數器、定時器等器件實現了可變幀長、可變數據速率的數據幀處理方式。(2)結合流水線結構思想,利用四個ACS模塊并行運行,加快數據處理速度;在ACS模塊中,將路徑度量值存貯器的存儲結構進行優化,防止數據讀寫的阻塞,縮短存儲器讀寫時間,使譯碼器的處理速度更快。(3)為了防止路徑度量值和幸存路徑長度的溢出,提出了保護處理策略。我們還將設計結果在APEXEP20K30E芯片上進行了硬件實現。該譯碼器芯片具有可變的碼率和幀長處理能力,可以運行于40MHZ系統時鐘下,內部最高譯碼速度可達625kbps。本文所提出的維特比譯碼器硬件結構具有很強的通用性和高速性,可以方便地應用于CDMA2000移動通信系統。
上傳時間: 2013-06-24
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本文以某型號接收機的應用為背景,主要論述了如何實現基于FPGA的參數化的Viterbi譯碼器的知識產權(IP)核。文中詳細論述了譯碼器的內部結構、VerilogHDL(硬件描述語言)實現、仿真測試等。這些可變的參數包括:碼型、ACS(加比選)單元的數目、軟判決比特數、回溯深度等。用戶可以根據自己的需要設置不同的參數由開發工具生成不同的譯碼器用于不同的系統?! ”疚牡膭撔轮幵谟?針對FPGA的內部結構提出了一種新的累加度量RAM的組織形式,大大節省了嵌入式RAM塊;提出了一種新的累加度量值的歸一化辦法;此外還給出了用Matlab建模得到軟判決信息輔助仿真工具進行電路仿真的方法,大大提高了仿真的速度?! ∷O計的(2,1,7)連續型5比特軟判決譯碼器已經應用于某型號接收機,經受了實際應用的考驗產生了巨大的經濟效益。
上傳時間: 2013-04-24
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當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。
上傳時間: 2013-06-21
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