激光測(cè)距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)測(cè)量、航空與大地的測(cè)量、國(guó)防及通信等諸多領(lǐng)域。本文從已獲得廣泛應(yīng)用的脈沖激光測(cè)距技術(shù)入手,重點(diǎn)分析了近年提出的自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距技術(shù)(STPLR)特別是其中的雙自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距技術(shù)(BSTPLR),通過分析發(fā)現(xiàn)其核心部件之一就是用于測(cè)量激光脈沖飛行時(shí)間(周期)的高精度高速計(jì)數(shù)器,而目前一般的方式是采用昂貴的進(jìn)口高速計(jì)數(shù)器或?qū)S眉呻娐?ASIC)來完成,這使得激光測(cè)距儀在研發(fā)、系統(tǒng)的改造升級(jí)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等諸多方面受到制約,同時(shí)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(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)來實(shí)現(xiàn)脈沖激光測(cè)距中的高精度高速計(jì)數(shù)及其他相關(guān)功能,基本解決了以上存在的問題。 論文通過對(duì)雙自觸發(fā)脈沖激光測(cè)距的主要技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析,對(duì)其中的信號(hào)處理單元采用了FPGA+單片機(jī)的設(shè)計(jì)形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測(cè)量模塊,在整個(gè)測(cè)距系統(tǒng)中是信號(hào)處理的核心部件,借助其用戶可編程特性及很高的內(nèi)部時(shí)鐘頻率,設(shè)計(jì)了專用于BSTPLR的高速高精度計(jì)數(shù)芯片,負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生電路中的時(shí)刻鑒別電路輸出信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊則主要由單片機(jī)(AT89C51)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以通過鍵盤預(yù)置門控信號(hào)的寬度以均衡測(cè)量的精度和速度,測(cè)量結(jié)果采用7位LED數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)在近距離(大尺寸)范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)基本滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽: FPGA 自觸發(fā)脈沖 激光測(cè)距 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,電力電子裝置如變頻設(shè)備、變流設(shè)備等容量日益擴(kuò)大,數(shù)量日益增多,使得電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴(yán)重,給電力系統(tǒng)和各類用電設(shè)備帶來危害,輕則增加能耗,縮短設(shè)備使用壽命,重則造成用電事故,影響安全生產(chǎn).電力系統(tǒng)中的諧波問題早在20世紀(jì)20年代就引起了人們的注意.近年來,產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型及數(shù)量均已劇增,并將繼續(xù)增長(zhǎng),諧波造成的危害也日趨嚴(yán)重.該論文分析比較了傳統(tǒng)測(cè)量諧波裝置和基于FPGA的新型諧波測(cè)量?jī)x器的特性.分析了基于FFT的諧波測(cè)量方法,綜述了可編程元器件的發(fā)展過程、主要工藝發(fā)展及目前的應(yīng)用情況,并介紹了一種主流硬件描述語言Verilog HDL的語法及其具體應(yīng)用.分析了高速數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)的信號(hào)完整性問題,提出了使用FPGA實(shí)現(xiàn)的整合處理器解決高速數(shù)字系統(tǒng)信號(hào)完整性問題的方法,并比較分析了各種主流的整合處理器解決方案的優(yōu)缺點(diǎn).分析了使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn),并在該系統(tǒng)軟件開發(fā)中成功移植應(yīng)用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UCOSII,改造了該操作系統(tǒng)中內(nèi)存管理方式.研究了使用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT算法的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)比分析了主要硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的性能和優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種基于浮點(diǎn)數(shù)的FFT算法FPGA實(shí)現(xiàn)架構(gòu),詳細(xì)設(shè)計(jì)了基于浮點(diǎn)數(shù)的硬件乘法器和加法器.該設(shè)計(jì)架構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定,計(jì)算速度快捷.并通過實(shí)際仿真驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性和優(yōu)越性.最終通過以上工作設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種新型的基于FPGA的諧波測(cè)量?jī)x,該儀器的變送單元和采樣單元通過實(shí)際型式試驗(yàn)檢驗(yàn),符合設(shè)計(jì)要求.該儀器的FPGA單元通過系統(tǒng)仿真,符合設(shè)計(jì)要求.
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,充分結(jié)合兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端正在不斷地被研究和開發(fā)。本文即是此背景下,綜合以往遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集智能終端予以研究和實(shí)現(xiàn),該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過RS232或A/D模塊采集用戶終端設(shè)備數(shù)據(jù)信息;在GPRS接入方式下使用GPRS無線數(shù)據(jù)終端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng),在INTERNET接入方式下則直接接入互聯(lián)網(wǎng);接入后則可向遠(yuǎn)程控制中心上傳用戶終端據(jù)信息。本文研制的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端可廣泛地應(yīng)用包括環(huán)保數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集場(chǎng)合。 本文主要做了以下研究工作: 1、對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展,對(duì)S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì),使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源。包括外圍存儲(chǔ)、LCD、鍵盤、以太網(wǎng)卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運(yùn)用多任務(wù)操作系統(tǒng)可以有效的組織并行任務(wù)的處理,本文對(duì)μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)進(jìn)行了移植,對(duì)原有μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)的搶占式調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了改造,使之成為整體搶占,局部輪詢的調(diào)度機(jī)制;使之較好地滿足了實(shí)際要求。 3、無論采用GPRS方式還是INTERNET方式,設(shè)備終端與INTERNET實(shí)現(xiàn)通信都必須具備相應(yīng)的協(xié)議。本文實(shí)現(xiàn)了TCP/IP有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的建立,對(duì)協(xié)議進(jìn)行了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了兩種方式的接入,滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機(jī)交互能力,構(gòu)建了嵌入式圖形界面,實(shí)現(xiàn)了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過以上工作,建立了一個(gè)功能齊全,實(shí)時(shí)可靠,基于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端。
標(biāo)簽: ARM 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù) 采集終端
上傳時(shí)間: 2013-07-17
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隨著Internet的發(fā)展和后PC時(shí)代的到來,嵌入式系統(tǒng)成為當(dāng)前IT產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)之一,呈現(xiàn)了巨大的市場(chǎng)需求。具有良好的網(wǎng)絡(luò)支持和多任務(wù)處理能力的嵌入式系統(tǒng)為數(shù)據(jù)通信提供了新的解決方案。 本文的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)接口模塊的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。該任務(wù)來自于某軍事預(yù)研項(xiàng)目中的定位與指揮系統(tǒng)部分。為了提高終端和接口模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸速度,本文采用帶有完整網(wǎng)絡(luò)支持的嵌入式系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)為了將本次的設(shè)計(jì)成果應(yīng)用于以后的項(xiàng)目開發(fā)中,本課題還進(jìn)行了文件系統(tǒng),系統(tǒng)實(shí)時(shí)性等多方面的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了一個(gè)通用的功能完善的嵌入式軟件平臺(tái)。 本文選用某S3C4480開發(fā)板作為系統(tǒng)硬件平臺(tái),嵌入式操作系統(tǒng)選用了專門為無MMU的處理器設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)uClinux。 本文的主要工作有: ●分析系統(tǒng)功能需求,提出系統(tǒng)方案設(shè)計(jì); ●構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)傳輸功能所需的系統(tǒng)平臺(tái),完成uClinux,Blob的移植工作,并實(shí)現(xiàn)斷電可保存的jffs2文件系統(tǒng); ●為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸功能,為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備RTL8019AS編寫驅(qū)動(dòng);同時(shí)為了增強(qiáng)系統(tǒng)的人機(jī)交互性能,本文對(duì)4x4鍵盤編寫了驅(qū)動(dòng)程序; ● uClinux在實(shí)時(shí)性方面的缺陷對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送有一定影響,所以做了基于RTLinux的外部擴(kuò)展的實(shí)時(shí)性的改造,并對(duì)任務(wù)切換時(shí)間進(jìn)行了測(cè)試; ●網(wǎng)絡(luò)傳輸程序設(shè)計(jì)。首先完成了遵循定位與指揮系統(tǒng)中接口通信協(xié)議規(guī)定的通信數(shù)據(jù)的打包和解包。然后對(duì)比測(cè)試了TCP和UDP的傳輸速度。考慮到UDP協(xié)議傳輸?shù)乃俣葍?yōu)勢(shì),在應(yīng)用層做出了可靠性改造,經(jīng)過對(duì)停等協(xié)議和滑動(dòng)窗口協(xié)議的分析和比較,最終采用基于停等協(xié)議的改造方法,并完成了具體測(cè)試。
標(biāo)簽: uClinux ARM 嵌入式系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展和國(guó)際國(guó)內(nèi)成品油零售市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng),中國(guó)石油的成品油零售必須實(shí)行IC卡加油和信息化管理,從而實(shí)現(xiàn)“一卡在手、全國(guó)加油”。 本項(xiàng)目在原有基于ARM處理器的加油POS機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行非接觸CP[J卡讀卡改造,深入研究了非接觸卡的原理以及卡片操作系統(tǒng)(COS),尤其是非接觸卡相對(duì)于接觸卡的先進(jìn)性和可靠性;在加油POS機(jī)上進(jìn)行非接觸CPU卡讀卡模塊改造,成功的實(shí)現(xiàn)了接觸卡接口協(xié)議和非接觸卡接口協(xié)議的軟硬件轉(zhuǎn)換,一定程度上降低了新設(shè)備研發(fā)的成本并符合中石油的項(xiàng)目進(jìn)度要求。該項(xiàng)目的試點(diǎn)成功為中石油在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有的加油設(shè)備進(jìn)行非接觸卡改造積累了技術(shù)基礎(chǔ)及工程實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)。通過非接觸卡讀卡的可靠性研究,為非接觸CPU卡在石油行業(yè)的廣泛應(yīng)用奠定了很好的基礎(chǔ),同時(shí)為公司爭(zhēng)取更多的設(shè)備改造項(xiàng)目贏得了諸多的積累和支持。
標(biāo)簽: 智能讀寫 設(shè)備 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟硬件
上傳時(shí)間: 2013-07-03
上傳用戶:希醬大魔王
在諸多行業(yè)的材料及材料制成品中,表面缺陷是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。研究具有顯微圖像實(shí)時(shí)記錄、處理和顯示功能的材料表面缺陷檢測(cè)技術(shù),對(duì)材料的分選和材料質(zhì)量的檢查及評(píng)價(jià)具有重要的意義。 本文以聚合物薄膜材料為被測(cè)對(duì)象,研究了適用于材料表面缺陷檢測(cè)的基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的缺陷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù),可實(shí)時(shí)提供缺陷顯微圖像信息,完成了對(duì)現(xiàn)有材料缺陷檢測(cè)裝置的數(shù)字化改造與性能擴(kuò)展。本文利用FPGA并行結(jié)構(gòu)、運(yùn)算速度快的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了材料缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)。搭建了以FPGA為核心的缺陷數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件電路;重點(diǎn)針對(duì)聚合物薄膜材料缺陷信號(hào)的數(shù)據(jù)特征,設(shè)計(jì)了基于FPGA的缺陷圖像預(yù)處理方案:首先對(duì)通過CCD獲得的聚合物薄膜材料的缺陷信號(hào)進(jìn)行處理,利用動(dòng)態(tài)閾值定位缺陷區(qū)域,將高于閾值的數(shù)據(jù)即圖像背景信息舍棄,保留低于閾值的數(shù)據(jù),即完整保留缺陷顯微圖像的有用信息;然后按照預(yù)先設(shè)計(jì)的封裝格式封裝缺陷數(shù)據(jù);最后通過USB2.0接口將封裝數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)進(jìn)行缺陷顯微圖像重建。此方案大大減少了上傳數(shù)據(jù)量,緩解了上位機(jī)的壓力,提高了整個(gè)缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度。本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板和聚合物薄膜材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)用了基于FPGA的缺陷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)的CCD掃描缺陷檢測(cè)裝置可對(duì)70μm~1000μm范圍內(nèi)的缺陷進(jìn)行有效檢測(cè),實(shí)時(shí)重建的缺陷顯微圖像與實(shí)際缺陷在形狀和灰度上都有很好的一致性。
標(biāo)簽: CCD 缺陷檢測(cè) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 處理技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-05-19
上傳用戶:Alibabgu
汽車工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。近幾年,雖然我國(guó)的汽車工業(yè)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展,但汽車ECU(Electronic Control Unit)的設(shè)計(jì)制造一直無法實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,嚴(yán)重制約了汽車工業(yè)的發(fā)展。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)狀,本課題對(duì)于ECU的設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步研究。首次嘗試了基于SOPC技術(shù)的ECU系統(tǒng)設(shè)計(jì),并利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動(dòng)機(jī),完成了ECU的硬件在回路仿真,對(duì)控制效果進(jìn)行了測(cè)試和分析。 目前,市場(chǎng)上的ECU系統(tǒng)都是基于專用單片機(jī)的。本文首先對(duì)現(xiàn)有的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較,總結(jié)出ECU的主要組成部件;而后通過各類方案的對(duì)比,確定了本課題采用基于FPGA的嵌入NIOS Ⅱ軟核的SOPC技術(shù)方案。 之后,進(jìn)行了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模型搭建和控制算法的設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)模型以Hendricks提出的均值模型為基礎(chǔ),參考mathworks公司的發(fā)動(dòng)機(jī)建模方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。并在該模型基礎(chǔ)上,參考Fekete提出的針對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的基于模型的空燃比控制策略和mathworks發(fā)動(dòng)機(jī)控制方案,建立了以控制空燃比為核心的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油控制算法。并通過simulink的仿真,驗(yàn)證了模型和算法的合理有效性。 基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案,完成了ECU硬件電路設(shè)計(jì),并在該系統(tǒng)中完成了上述算法的移植和優(yōu)化。最后,利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動(dòng)機(jī),進(jìn)行ECU的硬件在回路仿真,對(duì)本文設(shè)計(jì)的ECU系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。證實(shí)了該ECU方案在空燃比控制方面取得了較好的效果。 本論文以大量的圖示形式介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)模型和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì),使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件流程等一目了然,淺顯易懂。同時(shí)論文中采用的基于SOPC技術(shù)的ECU設(shè)計(jì)具有一定創(chuàng)新性,對(duì)于其他ECU系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽: FPGA 汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器
上傳時(shí)間: 2013-07-11
上傳用戶:小眼睛LSL
摘要:為改善傳統(tǒng)EMI 濾波器的濾波性能,分析并采用了合成扼流圈來替代傳統(tǒng)分立扼流圈,并根據(jù)濾 波器阻抗失配原理,通過分析L ISN 網(wǎng)絡(luò)與噪聲源的阻抗特性,分別對(duì)共差模等效電路進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),提出 了基于合成扼流圈的開關(guān)電源EMI 濾波器設(shè)計(jì)方法。試驗(yàn)結(jié)果證明,此方法是有效的,并已成功地應(yīng)用在燃 料電池轎車用DC/ DC 變換器的控制電路板設(shè)計(jì)中。 關(guān)鍵詞:開關(guān)電源;電磁干擾;合成扼流圈;共模電感
標(biāo)簽: 共模電感 濾波器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-06-09
上傳用戶:萬有引力
一種經(jīng)濟(jì)適用的工業(yè)行車遙控器,尤其適用于電動(dòng)葫蘆行車起重機(jī)技術(shù)升級(jí)改造。
上傳時(shí)間: 2014-12-23
上傳用戶:kytqcool
過去幾年,光伏(PV)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,其動(dòng)力主要來自居高不下的油價(jià)和環(huán)境憂慮。然而,PV成本仍然是妨礙其進(jìn)一步擴(kuò)張的最大障礙,要與傳統(tǒng)的煤電相競(jìng)爭(zhēng),必須進(jìn)一步降低成本。在太陽能電池板以外,電
標(biāo)簽: 并網(wǎng)光伏逆變器 隔離 集成
上傳時(shí)間: 2013-10-15
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