隨著現代工業的發展,人機接口在工業生產以及社會生活中發揮著越來越重要的作用,同時,人機接口的各項技術問題也日益凸現出來,越來越受到世界各國的關注。 本課題就基于便攜式儀表人機接口的設計開展研究。設計的關鍵步驟包括:人機接口的軟硬件設計、實驗系統的搭建以及在一條天然氣管道上進行管道檢測實驗,驗證人機接口的實用性。 論文中介紹了人機接口技術的發展過程與現狀、人機接口系統的軟硬件詳細設計。人機接口硬件包括:ARM處理器控制核心、通信接口電路、LCD顯示接口電路、USB接口儲存電路;軟件包括人機接口的底層軟件與應用軟件。在實驗過程中,首先獲取一段有裂紋的天然氣管道,接著使用自行設計的采樣模塊檢測磁場信號,通過串口將數據發送到人機接口平臺,人機接口平臺使用嵌入式Linux作為操作系統,使用Qt程序在LCD上顯示實時曲線。而后人機接口將數據存儲在閃盤中,同時使用一系列算法程序對數據進行處理,最后利用檢測到的漏磁場法向分量HP(Y)的具有顯著特征的最大梯度值的位置來判斷裂紋的位置,再與實際的裂紋位置對比,得出可行性結論。經過大量的實驗,該系統可以很好的實現檢測目的,驗證了人機接口的實用性。
上傳時間: 2013-06-28
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隨著微處理器技術與信息技術的不斷發展,嵌入式系統的應用也進入到國防、工業、能源、交通以及日常生活中的各個領域。嵌入式系統的軟件核心是嵌入式操作系統。然而,國內在嵌入式系統軟件開發上有很多困難,主要有:國外成熟的RTOS大都價格昂貴并且不公開源代碼,用好這些操作系統需對計算機體系結構有深刻理解。針對以上問題,免費公開源代碼的嵌入式操作系統就倍受矚目了,μC/OS-II就是其中之一。μC/OS-II是面向中小型應用的、基于優先級的可剝奪嵌入式實時內核,其特點是小巧、性能穩定、可免費獲得源代碼。 本文在深入研究μC/OS-II內核基礎上,將其運用于實際課題,完成了基于ARM架構的μC/OS-II移植及實時同步交流采樣的誤差補償研究。本文主要工作內容和研究成果如下: 1.剖析了μC/OS-II操作系統內核,重點研究了μC/OS-II內核的任務管理與調度算法機理,得出了μC/OS-II內核優點:任務調度算法簡潔、高效、實時性較好(與Linux相比)。 2.介紹了ARM9體系架構,重點講敘了MMU(存儲管理單元)功能。為了提高交流采樣系統的取指令和讀數據速度,成功將MMU功能應用于本嵌入式系統中。 3.完成了μC/OS-II操作系統在目標板上的移植,主要用匯編語言編寫了啟動代碼、開關中斷、任務切換和首次任務切換等函數。 4.針對國內外提出的同步交流采樣誤差補償算法的局限性,本文從理論上對同步交流采樣的準確誤差進行了研究,并嘗試根據被測信號周期的首尾過零點的三角形相似法,求出誤差參數并對誤差進行補償。此外,考慮到采樣周期△T不均勻,經多次采樣后會產生累積誤差,本文也給出了采樣周期△T的優化算法。 5.完成了系統硬件設計,并根據補償算法和△T優化法則,編寫了相應采樣驅動和串口驅動。最后對實驗數據進行了分析和比較,得出重要結論:該補償算法實現簡單,計算機工作量小,精度較高。
上傳時間: 2013-04-24
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JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IECJTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標準,其優良的壓縮特性使得它將具有廣泛的應用領域。JPEG2000算法非常復雜,圖像編碼過程占用了大量的處理器時間開銷和內存開銷,因而通過對JPEG2000算法進行優化并采用硬件電路來實現JPEG2000標準的部分或全部內容,對加快編碼速度從而擴展其應用領域有重要的意義。 本文的研究主要包括兩方面的內容,其一是JPEG2000算術編碼器算法的研究與硬件設計,其二是JPEG2000碼率控制算法的研究與優化算法的設計。在研究算術編碼器過程中,首先研究了JPEG2000中基于上下文的MQ算術編碼器的編碼原理和編碼流程,之后采用有限狀態機和二級流水線技術,并在不影響關鍵路徑的情況下通過對算術編碼步驟優化采用硬件描述語言對算術編碼器進行了設計,并通過了功能仿真與綜合。實驗證明該設計不但編碼速度快,而且流水線短,硬件設計的復雜度低且易于控制。 在研究碼率控制算法過程中,首先結合率失真理論建立了算法的數學模型,并驗證了該算法的有效性,之后深入分析了該數學模型的實現流程,找出影響算法效率的關鍵路徑。在對算法優化時采用黃金分割點算法代替原來的二分查找法,并使用了碼塊R-D斜率最值記憶和碼率誤差控制算法。實驗證明,采用優化算法在增加少量系統資源的情況下使得計算效率提高了60%以上。之后,分析了率失真理論與JPEG2000中PCRD-opt算法的具體實現,又提出了一種失真更低的比特分配方案,即按照“失真/碼長”值從大到小通道編碼順序進行編碼,通過對該算法的仿真驗證,得出在固定碼率條件下新算法將產生更少的失真。
上傳時間: 2013-07-13
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作為一項正在興起的無線應用服務,無線局域網已在機場、校園、會議室、甚至在家庭都有所應用.它正叩開高速無線數據業務市場的大門.目前,無線局域網仍處于眾多標準共存時期.每一標準的背后都有大公司或者大集團的支持.在眾多無線局域網協議中IEEE802.11a協議是很有特色的一個,它的優勢在于采用了正交頻分復用(OFDM)方式來傳輸數據,該技術可幫助提高速度和改進信號質量,并可克服干擾,因此得到眾多關注.為了讓這種高速的局域網真正應用到實際中,我們的項目就是要在硬件上實現基于IEEE802.11a協議的OFDM系統的發射機和接收機,而本文的主要工作就是用FPGA實現這個系統的內接收機.內接收機主要包括同步估計和信道估計.但是目前OFDM系統中包括同步、信道編碼、信道估計、用戶檢測、降低峰均比等一些關鍵技術在具體實現上還存在著一些困難.許多文獻對這些關鍵技術基本停留在理論上的討論,與具體的實現還存在很大的差距.因此本文通過研究同步和信道估計的多種算法的性能和其實現的復雜度,提出一種適合在IEEE802.11a協議環境下的同步算法和信道估計,用FPGA加以實現.首先本文總結了目前OFDM系統信道估計的算法.在此基礎上詳細的討論了基于IEEE802.11a協議的OFDM系統可以采用的信道估計方法:(1)提出了借助訓練序列的LS估計法和LS-average估計法,分別在AWGN信道和多徑信道對這兩種方法進行了比較,證明無論在哪種信道環境下后者性能都要好于前者.為了能夠進一步提高信道估計器的性能,在LS-average算法的基礎上提出了消噪算法(NRA).(2)提出了借助導頻的DFT插值算法.其次本文總結了目前OFDM系統同步的算法.OFDM系統同步包括定時同步和載波同步,其中定時同步又分為符號同步和抽樣同步.本文主要是研究定時同步,而載波同步只是簡單的討論,因為在這項目中這是另有負責人.本文針對基于IEEE802.11a協議的OFDM系統把定時同步分為粗定時同步和細定時同步.然后分別對粗定時同步和細定時同步進行了詳細的討論.其中對粗定時同步的方法有:利用短訓練序列和利用循環前綴,并對這兩種方法進行了比較.對細定時同步是利用導頻來跟蹤.最后根據前面兩章提出的算法所分析的結果,以及突發OFDM系統的信號和信道特征,選取了其中一種信道估計算法和定時同步算法,結合合作伙伴所提出的載波同步算法一起用FPGA實現整個基于IEEE802.11a協議的OFDM系統的內接收機,并分別測試了各個模塊的性能以及綜合模塊的性能.
上傳時間: 2013-05-26
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H.264/AVC是國際電信聯盟與國際標準化組織/國際電工委員會聯合推出的活動圖像編碼標準,簡稱H.264。作為最新的國際視頻編碼標準,H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標準相比,性能有了很大的提高,并已在流媒體、數字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領域得到廣泛的應用。 本論文的研究課題是基于H.264/AVC視頻編碼標準的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding,基于上下文的自適應可變長編碼)編碼算法研究及FPGA實現。對于變換后的熵編碼,H.264/AVC支持兩種編碼模式:基于上下文的可變長編碼(CAVLC)和基于上下文的自適應算術編碼(CABAC,Context-based Adaptive BinaryArithmetic Coding)。在H.264/AVC中,盡管CAVLC算法也是采用了VLC編碼,但是同以往標準不同,它所有的編碼都是基于上下文進行。這種方法比傳統的查單一表的方法提高了編碼效率,但也增加了設計上的困難。 作者在全面學習H.264/AVC協議和深入研究CAVLC編碼算法的基礎上,確定了并行編碼的CAVLC編碼器結構框圖,并總結出了影響CAVLC編碼器實現的瓶頸。針對這些瓶頸,對CAVLC編碼器中的各個功能模塊進行了優化設計,這些優化設計包括多參考塊的表格預測法、快速查找表法、算術消除法等。最后,用Verilog硬件描述語言對所設計的CAVLC編碼器進行了描述,用EDA軟件對其主要功能模塊進行了仿真,并在Cyclone II系列EP2C20F484的FPGA上驗證了它們的功能。結果表明,該CAVLC編碼器各編碼單元的編碼速度得到了顯著提高且均能滿足實時通信要求,為整個CAVLC編碼器的實時通信提供了良好的基礎。
上傳時間: 2013-06-04
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隨著語音技術應用的發展,語音信號數字處理的實時性要求越來越突出。這就要求在系統設計中,對系統的硬件環境要求更高。隨著語音處理算法的日益復雜,用普通處理器對語音信號進行實時處理,已經不能滿足需要。專用語音信號處理芯片能解決實時性的要求,同時對器件的資源要求也是最低的。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數字信號處理領域的優勢,對語音信號的常用參數—LPC(線性預測編碼,Linear Predictive Coding)參數提取的FPGA(現場可編程門陣列,Field Programmable Gate Array)實現進行了深入研究。論文首先對語音的離散數學模型和短時平穩特性進行了分析,深入討論了語音線性預測技術。第二,對解線性預測方程組的自相關法和協方差斜格法進行了比較,提出了一種基于協方差斜格法的LPC參數提取系統的總體設計方案。第三,對Altera公司的Cyclon系列可編程器件的內部結構進行了研究,分析了在QuartusⅡ開發平臺上進行FPGA設計的流程。第四,對系統的各個功能模塊進行了設計,所有算法通過Verilog硬件描述語言實現,并對其工作過程進行了詳細的分析。最后,在Altera FPGA目標芯片EP1C6Q240C8上,對LPC參數提取系統進行了仿真驗證。 系統具有靈活的輸入輸出接口,能方便地同其它語音處理模塊相連,構成一個完整的語音處理專用芯片,可以應用于語音編解碼、語音識別等系統。
上傳時間: 2013-04-24
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BM3000是一臺多通道在線式全自動鉛酸蓄電池性能測試和監控系統,它是建立在蓄電池行業對電池特性新研究成果和工業電子監控設備新技術的基礎上開發出來的最新一代監控系統。和傳統的直流放電法電池性能測試系統相比,它具備以下特點: 采用交流測試方法,進一步有效揭示電池性能特性和老化趨勢
上傳時間: 2014-08-14
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針對傳統電子血壓計的不足,介紹了一種基于超低功耗單片機的全自動血壓測量系統的設計方案,測量血壓的方法是基于充氣過程的示波法。該測量系統采用MSP430系列超低功耗混合信號處理器作為核心處理器,采用幅度系數算法計算出血壓值和心率值,可以完成自動測量血壓、信息顯示、數據存儲、查看和刪除歷史數據等功能。由于采用了MSP430混合信號處理器,簡化了電路的設計,提高了系統的可靠性和穩定性。實際應用表明,該系統具有操作簡便、測試準確的特點,達到了設計要求
上傳時間: 2013-11-01
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基于中穎SH79F164單片機的電子血壓計應用:電子血壓計因具有無創性、操作簡單、攜帶方面等優點,目前得到廣泛的應用和推廣。無創檢測血壓的方法很多,如柯氏音法,測振法,超聲法、雙袖帶法、恒定袖帶法、逐拍跟蹤法、張力定測法和恒定容積法等。其中測振法就是我們常說的示波法,由于具有較好的抗干擾能力,能比較可靠地判斷血壓、實現血壓的自動檢測而成為無創血壓的主流。目前國內外大多數電子血壓計都采用示波法。示波法的原理同柯氏音法,也需要充氣袖套來阻斷動脈流,但在放氣過程中不是檢測柯氏音,而是檢測氣袖內氣體的振蕩波(測振法由此得名),這些振蕩波是袖帶與動脈耦合的結果,源于心血管周期內血管壁由于收縮舒張引起的壓力脈動。理論計算和實踐均證明此振蕩波的幅度有一定的規律,與動脈收縮壓、平均壓以及舒張壓有一定的函數關系。針對示波法,本文將詳細介紹基于中穎電子SH79F164 單片機的血壓計系統方案與軟硬件實現。 在硬件電路設計方面,筆者參考了大量的資料,最終選定SH79F164 單片機作為主控IC。其理由是SH79F164 內建資源豐富,既能節省大量外圍器件,又方便系統調試。SH79F164 內建資源主要有:可編程儀表放大器(PGA)、帶通濾波器、固定增益放大器、恒流源放大器、10 位A/D 轉換器、時基定時器(RTC)。硬件部分構成:壓力傳感器、SH79F164 單片機、LCD、袖套、充氣泵、放氣閥、按鍵等(見圖3)。
上傳時間: 2013-10-23
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單片機應用技術選編(1) 第一章 單片機系統綜合應用技術 11.1 且使用 8098單片機的幾點體會 2 1.2 單片機的冷啟動與熱啟動 31.3 大容量動態存儲器在單片機系統中的應用111.4 MCS-51單片機系統中動態 RAM的刷新技巧141.5 MCS-51單片機系統中外RAM空間超64KB的擴展方法161.6 8031單片機P0口和P2口的應用開發 181.7 74LS164在 8031單片機中的兩種用法261.8 用于 8031單片機的快速I/O接口281.9 MCS-51定時器定時常數初值的精確設定法301.10 8253的翻轉問題及 MC6840的替代方法321.11 MCS-51單片機外部中斷源的擴展設計351.12 MCS-51單片機多外中斷擴展方法401.13 用優先權編碼器74LS348擴展51系列單片機的外中斷源421.14 用優先權編碼器74LS148擴展51系列單片機的外中斷源471.15 8031單片機與 BG5119A漢字庫的接口方法521.16 可背插 SRAM的日歷時鐘 DS1216及其應用551.17 實時日歷時鐘集成電路MSM5832及其時序601.18 實時日歷時鐘集成電路MSM5832的接口技術631.19 實時時鐘/日歷芯片MC146818及其應用671.20 與 SICE仿真器通訊的IBM-PC機通訊程序的改進741.21 代碼形式參數匯編子程序的應用821.22 單片機應用系統中的查表程序設計861.23 用狀態綜合法設計鍵盤監控程序901.24 單片機系統程序的加密技術961.25 MCS-96單片機程序保密的幾種方法1001.26 GAL輸出宏單元原理及使用105 1.27 通用陣列邏輯 GAL應用于步進電機控制實例110 第二章 傳感器與前向通道接口技術1172.1 集成溫度傳感器 LM134及其應用1182.2 AD590集成溫度一電流傳感器原理及應用1242.3 集成溫度傳感器 AD590的應用1292.4 GS-800和 GS-130可燃氣體傳感器1332.5 集成化霍爾開關傳感器1352.6 一種新穎實用的氧氣/頻率轉換電路1392.7 MCS-51單片機與數字式溫度傳感器的接口設計1422.8 數字式溫度傳感器 SWC與 8031的接口及應用1452.9 低成本高精度壓力傳感器微機接口設計1472.10 峰值檢測電路原理及應用1512.11 用 LF398制作的實用峰值和谷值保持電路1532.12 AD637集成真有效值轉換器1562.13 傳感器信號調理模塊 ZB311622.14 2B31模塊在稱重智能儀表中的應用1662.15 傳感器信號調理模塊 2B30/2B31及其應用1692.16 高精度光纖位移測量系統的電路設計1752.17 集成電壓一電流轉換器 XTR100的工作原理及應用1792.18 傳感器信號變送器 F693及其應用1852.19 一種用兩片 VFC32構成的隔離放大器電路1912.20 實用線性隔離放大器1922.21 電橋放大電路中 7650的一些應用問題1942.22 A/D轉換器 ICL7109的應用研究1962.23 5G14433模數轉換器的啟停控制2002.24 ADC1130模數轉換器及其使用2042.25 16位 A/D轉換器 ADC1143及其與 80C31單片機的接口2082.26 串行 I/O D/A A/D轉換器與單片機的接口2132.27 單片機應用系統中的數字化傳感器接口技術2162.28 ADVFC32 A/D轉換接口技術2202.29 V/F和 F/V轉換器 TD650原理與應用2242.30 AD650與 MC-51單片機的接口技術2302.31 利用VCO電路與單片機接口實現A/D轉換2352.32 LM2907/2917系列F/V變換器在汽車檢測中的應用2382.33 單信號多通道輸入法改善 A/D轉換器性能2412.34 用多片 A們轉換芯片提高 A/D轉換速度2452.35 實時數控增益調整與浮點 ADC電路2492.36 電荷耦合器件的單片機驅動2532.37 電荷耦合器件的結構原理與單片機的軟件定時驅動2582.38 利用模數轉換器提高轉換信號的線性度2622.39 利用微型機解決轉換中的非線性問題2682.40 利用非線性曲線存儲實現線性化的方法2702.41 輸出無非線性誤差的可變電壓源單臂電橋274 第三章 控制系統與后向通道接口技術2793.1 DAC1231與單片機 8031的接口技術2803.2 單路及多路 D八的光電隔離接口技術2843.3 光電隔離高壓驅動器2903.4 TRAIC型光耦在 8031后向通道接口的應用分析2913.5 GD-L型光控晶閘管輸出光耦合器2963.6 用于晶閘管過零觸發的幾種方式3003.7 固態繼電器3043.8 固態繼電器在交流電子開關中的應用3083.9 JCG型參數固態繼電器3123.10 JCG型參數固態繼電器的應用315 3.11 介紹幾種適用于印刷電路板的超小型電磁繼電器3193.12 用TWH8751集成電路構成微機控制的三步進電機驅動電源3223.13 3-4相步進電機控制器 5G87133253.14 5G0602報警電路及應用3283.15 兩種新型溫控光控兀的應用330 第四章 人機對話通道接口技術3334.1 單片機鍵盤接口設計3344.2 由電話機集成電路構成的單片機鍵盤接口電路3364.3 用 GAL設計的一種編碼鍵盤接口3384.4 用 CMOS電路構成的非編碼觸摸鍵盤3424.5 設計薄膜開關應注意的一些問題3454.6 觸摸式電子開關集成電路 5G673及其應用3504.7 8279用于撥碼盤及顯示器的接口設計3544.8 LED數碼管的構造與特點3584.9 LED數碼管的集成驅動器及配套器件3624.10 8279芯片的顯示接口分析及32位數碼管顯示驅動電路設計366 4.11 用三端可調穩壓塊代替LED顯示器的限流電阻3704.12 液晶顯示器件的構造與特點3714.13 LCD七段顯示器與單片機的接口3744.14 液晶顯示器與單片機的接口技術3764.15 可編程LCD控制驅動器PPD72253814.16 微機總線兼容的四位 LCD驅動電路 TSC7211AM3874.17 使用8255的雙極性歸零脈沖驅動液晶顯示器接口3914.18 DMC16230型 LCD顯示模塊的接口技術3954.19 點陣式液晶顯示器原理及應用4034.20 實用液晶顯示電路4094.21 8031控制的 CRT顯示控制接口4144.22 用 8031控制多臺彩色顯示器的實現方法4194.23 高級語言處理器--T6668的結構與典型電路4234.24 延長 T6668語言電路錄放時間的方法4294.25 T6668高級語音開發站4324.26 語言處理器 T6668在電話報警系統中的應用4354.27 新型語音處理器YYH16439 第五章 網絡、通訊控制與多機系統4415.1 IBM-PC/XT和單片機通訊系統的設計4425.2 IBM-PC/XT微機與單片機的兩種通訊接口4485.3 MCS-51單片機與 IBMPC微機的串行通訊4525.4 中央控制端與 MCS-51單片機間的數據通訊4595.5 IBMPC機與 MCS-51單片機的快速數據通訊4665.6 8031單片機與 PC-1500計算機的通訊4735.7 多片 MCS-51系統的一種串行通訊方式4775.8 多單片機處理系統并行通訊的實現4815.9 半雙工遠距離電流環多機通訊接口電路4855.10 多微機系統共享 RAM電路4905.11 串行通訊中的波特率設置4925.12 在MCS-51單片機的串行通訊中實現波特率的自動整定4965.13 J274和 J275在微機分布式測控系統中的應用5005.14 單電纜傳送雙向數據5045.15 新穎的多路遙控兀編譯碼器5055.16 DTMF在單片機無線數據通訊中的應用5085.17 MCS-8031單片機在紅外遙控裝置中的應用5155.18 一種實用光纖數字遙測系統5185.19 智能儀表通訊系統中一種冗余通道的設計5245.20 EIARS-232-C接口使用中的幾個問題528 第六章 電源、電源變換與電源監視5316.1 電源擴展電路5326.2 一種簡單的直流三倍壓電路533 6.3 直流電源變換集成電路5356.4 直流電壓變換器ICL7660的應用5376.5 一種廉價高精密基準電壓源5406.6 精密可調基準電壓源及其應用5416.7 引腳可編程精密基準電壓源AD584及其應用5496.8 幾種新型恒流源集成電路5536.9 CW334三端可調恒流源及應用5576.10 電源電壓監視用芯片TL7705CP簡介5606.11 電源電壓監視用芯片TL7700簡介5646.12 WMS7705B電源監視用芯片簡介5676.13 具有HMOS結構的MCS-51系列單片機提供后備電源的方法570 第七章 系統抗于擾技術5757.1 微型計算機系統的抗干擾措施5767.2 計算機應用系統抗干擾問題5797.3 微機在工業應用中的抗干擾措施5867.4 利用電源監視TL7705芯片的抗電源于擾新方法5917.5 利用電源監視芯片WMS7705的抗電源干擾新方法5947.6 具有浪涌抑制能力的 TVP 6017.7 瞬變電壓抑制M極管TVP的特性及應用6047.8 單片機實時控制軟件抗干擾編程方法的探討6077.9 一種簡單實用的微機死機自復位抗干擾技術6107.10 單片機程序的監視保護6127.11 軟件 WATCHDOG系統615 7.12 一種實用的"看門狗"電路6187.13 高電壓下測量系統的抗干擾措施619 第八章 應用實例6218.1 單片機在多功能函數發生器中的應用6228.2 單片機波形發生器6298.3 單片機控制的調幅波發生器6338.4 用 8031單片機解調時統信號6368.5 具有 114DB動態范圍的浮點數據采集系統6418.6 電熱恒溫箱單片微機控制系統6468.7 智能 I一、C丑測試儀的原理及設計6528.8 采用 LMS算法的單片機數字交流電橋6568.9 單片微機的數字相位測試儀6598.10 單片機的氣體流量測量6628.11 單片機的相關流量儀6688.12 723型可見分光光度計6758.13 多功能微電腦電子秤6798.14 智能路面回彈檢測儀6838.15 使用 CCD的單片機動態布面檢測系統6878.16 使用 CCD的單片機激光衍射測徑系統6908.17 使用 CCD的單片機動態線徑測量儀6958.18 使用CCD的單片機中型熱軋圓鋼直徑檢測儀7018.19 用 MCS-51單片微機實現織布機的監測7058.20 單片機在工頻參量測試中的應用7098.21 單片機 8098在直線電機控制中的應用715?
上傳時間: 2014-12-28
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