相位激光測距是一種高精度的距離測量技術(shù)，隨著電子器件和信號處理技術(shù)的發(fā)展，這種測距技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域必將得到更為廣泛的研究和應(yīng)用。本文介紹了一種基于FPGA嵌入式技術(shù)的相位激光測距系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用先進的FPGA技術(shù)，實現(xiàn)了調(diào)制信號產(chǎn)生、信息控制與處理三個模塊的整合，解決了傳統(tǒng)相位激光測距所難以克服的弱點。 文中闡述了激光測距和調(diào)制信號源的基本原理，分析了影響測距精度的因素，指出應(yīng)用DDS技術(shù)可以實現(xiàn)寬帶、高精度的調(diào)制信號輸出，說明了引起DDS輸出信號雜散的原因和解決的辦法。分析了應(yīng)用FFT運算實現(xiàn)信號相位提取的基本原理及設(shè)計方法，采用這種檢相技術(shù)，可以極大地提高測相精度與靈敏度。提出了基于FPGA嵌入式系統(tǒng)的相位式激光測距機的整體設(shè)計，并就各部分進行了詳細(xì)的分析與設(shè)計。介紹了激光測距系統(tǒng)的外圍電路和基于QuartusⅡ集成軟件平臺的部分硬件電路的設(shè)計，并對其中的設(shè)計進行了仿真和驗證，總結(jié)提出了對系統(tǒng)今后的進一步改進和完善的思路。
標(biāo)簽： FPGA 嵌入式系統(tǒng) 激光測距機
上傳時間： 2013-06-28
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本文介紹了如何利用FPGA(FieldProgrammableGateArray)技術(shù)來實現(xiàn)傳送流特殊信息的處理，其主要內(nèi)容如下：1.介紹了MPEG-2傳送流系統(tǒng)層的語法規(guī)范；2.描述了傳送流特殊信息之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；3.簡要介紹了傳送流復(fù)用的原理和實現(xiàn)方法；4.詳細(xì)討論了如何用FPGA技術(shù)來實現(xiàn)對特殊信息的處理；整個項目的設(shè)計采用VHDL作為程序設(shè)計語言，都是以Xilinx的FPGA芯片及其ISE5.2i作為開發(fā)系統(tǒng)進行的。
上傳時間： 2013-06-11
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們詳細(xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)手段。我們設(shè)計實現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設(shè)計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號，且在FPGA 片內(nèi)實現(xiàn)方案簡單廉價。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高，對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機的中心頻率同步動態(tài)變化進行補償。 還設(shè)計實現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復(fù)頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊，功能仿真和時序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計實現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時間： 2013-06-18
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隨著現(xiàn)代雷達技術(shù)的不斷發(fā)展,電子偵察設(shè)備面臨電磁環(huán)境日益復(fù)雜多變,發(fā)展寬帶化、數(shù)字化、多功能、軟件化的電子偵察設(shè)備已是一項重要的任務(wù).然而,目前的寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的工作速率總有一到兩個數(shù)量級的差別,二者之間的瓶頸成為電子偵察系統(tǒng)數(shù)字化的最大障礙.通信領(lǐng)域軟件無線電的成功應(yīng)用為電子偵察系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種理想模式.另一方面,微電子技術(shù)的快速發(fā)展,以及FPGA的廣泛應(yīng)用,在很大程度上影響了數(shù)字電路的設(shè)計與開發(fā).這也為解決高速A/D與DSP處理能力之間的矛盾提供了一種有效的解決方法.為了解決寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的瓶頸問題,本文給出了一種基于多相濾波的寬帶數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),并從軟件無線電原理出發(fā),從理論推導(dǎo)和計算機仿真兩方面對該結(jié)構(gòu)進行了驗證,并進一步給出該結(jié)構(gòu)改進方案以及改進的多相濾波數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)的硬件實現(xiàn)方法.本文將多相濾波下變頻的并行結(jié)構(gòu)應(yīng)用到數(shù)字下變頻電路中,并在后繼的混頻模塊中也采用并行混頻的方式來實現(xiàn),不僅在一定程度上解決了二者之間的瓶頸問題,同時也大大提高了實時處理速度.經(jīng)過多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)據(jù)量上都有大幅減少,達到了現(xiàn)有通用DSP器件處理能力的要求.另外,本人還用FPGA設(shè)計了實驗電路,利用微機串口,與實驗?zāi)繕?biāo)板進行控制和數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活的對各種實現(xiàn)方法加以驗證和比較.
上傳時間： 2013-07-13
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本文針對國家煙草局關(guān)于以信息化帶動煙草行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求，密切結(jié)合“煙草銷售業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)”科研項目進行研究開發(fā)，設(shè)計了一個基于ARM-Linux的煙草零售信息終端。零售商戶可以在此終端上完成商品零售的整個過程，并可通過終端完成訂貨預(yù)測和訂貨確認(rèn)的操作，同時可以下載和瀏覽各種煙草商品信息、訂貨、查看歷史營銷記錄、瀏覽各種通知廣告，并與煙草公司互動操作。 本文首先分析了課題的研究背景及煙草零售信息終端的國內(nèi)外現(xiàn)狀，給出了一個基于ARM-Linux、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的煙草銷售業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)煙草零售信息終端的功能需求構(gòu)建了基于ARM9的硬件平臺的整體設(shè)計方案；介紹了基于ARM9內(nèi)核的微處理器S3C2440A及關(guān)鍵外圍模塊，設(shè)計了各模塊的硬件接口電路；并在硬件平臺上成功移植實現(xiàn)了一個基本的嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件平臺；隨后深入研究了Linux2.6引入的platform driver機制下的字符設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)方法，在全面分析了漢王手寫芯片HW006的通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，開發(fā)了漢王手寫芯片的觸摸屏驅(qū)動程序，實現(xiàn)了在觸摸屏上的點擊與漢字手寫識別；最后研究了Linux中的串口操作編程，完成了基于華為GTM900B GPRS模塊的數(shù)據(jù)通信程序設(shè)計和條形碼掃描程序模塊的開發(fā)，并研究了多線程編程技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)中的應(yīng)用方法，設(shè)計了煙草零售信息終端所需的數(shù)據(jù)庫和圖形界面。 所研制的煙草零售信息終端已成功應(yīng)用于山西省某市的各個煙草零售點，運行結(jié)果表明，該終端運行穩(wěn)定可靠，與用戶的交互方便快捷，采集到的各類數(shù)據(jù)能夠及時、有效、準(zhǔn)確地傳輸?shù)綉?yīng)用管理系統(tǒng)，各方面性能都達到了課題的要求，為煙草銷售市場預(yù)測、貨物配送和營銷推廣提供了一種有效的手段。
上傳時間： 2013-05-23
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STC單片機控制5線四相24BYJ-48 5V DC 步進電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動程序
上傳時間： 2013-04-24
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減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對象，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。控制器的性能對船舶自然橫搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運動的復(fù)雜性、非線性、時變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)自整定。另外，浪級調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分，本論文也對其設(shè)計進行了研究，提出了一種基于海浪譜估計的浪級調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法，彌補了傳統(tǒng)浪級調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎(chǔ)開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設(shè)計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實現(xiàn)控制的驅(qū)動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應(yīng)用程序。 研究結(jié)果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時更能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間： 2013-07-10
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軟硬件資源的不斷成熟和完善，使得嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用得到了十分迅猛的發(fā)展。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得Internet逐漸深入到人們的日常生活中。嵌入式控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)不僅拓寬了控制系統(tǒng)的控制范圍，而且豐富了信息系統(tǒng)的內(nèi)容。因此，嵌入式系統(tǒng)與Internet相結(jié)合將成為嵌入式系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向。 現(xiàn)階段，Internet規(guī)模的日益擴大與IPv4地址匱乏之間的矛盾越來越突出。為解決IPv4網(wǎng)絡(luò)存在的各種問題而出現(xiàn)的IPv6協(xié)議具有海量的地址空間、優(yōu)化的路由算法、自動化的地址配置等；同時還增加了對安全性、QoS等的良好支持。因此，Internet從IPv4過渡到IPv6是一種必然的趨勢。綜上，對IPv6協(xié)議進行研究并將其引入嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)嵌入式設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的功能，具有較高的科研價值和現(xiàn)實意義。 本文在對嵌入式系統(tǒng)相關(guān)概念和嵌入式IPv6協(xié)議棧進行介紹的基礎(chǔ)上，闡述了IPv6協(xié)議簇中核心協(xié)議的原理、報頭結(jié)構(gòu)和參數(shù)等。接著根據(jù)嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)計要點，提出嵌入式IPv6協(xié)議棧的總體設(shè)計，進一步對協(xié)議棧的進程模型、內(nèi)存管理、平臺無關(guān)性和通訊機制進行了研究。然后對協(xié)議棧的裁剪和數(shù)據(jù)包的處理流程進行分析，給出各模塊的詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)，主要有IPv6模塊、ICMPv6模塊、鄰居發(fā)現(xiàn)(ND)模塊和UDP模塊。最后將協(xié)議棧嵌入到uC/OS-II操作系統(tǒng)中并搭建測試環(huán)境對IPv6協(xié)議棧進行功能性測試，結(jié)果表明協(xié)議棧功能正常，可以完成基本的通訊功能。 協(xié)議棧根據(jù)嵌入式系統(tǒng)資源有限和應(yīng)用相對單一的情況進行裁剪，采用分層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)；同時在實現(xiàn)基本功能的前提下，為功能的擴展提供了接口；另外，將協(xié)議棧與硬件、編譯器和操作系統(tǒng)相關(guān)的代碼獨立開來，實現(xiàn)了協(xié)議棧在不同平臺的良好移植。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)，因特網(wǎng)，ARM，IPv6，ICMPv6，鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議
上傳時間： 2013-04-24
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本文提出的煤礦安全系統(tǒng)由基站、基站控制器、控制中心和安全信息終端組成。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r動態(tài)監(jiān)測瓦斯等有害氣體濃度，能夠人機聯(lián)防監(jiān)測礦道中可能存在的安全隱患。井下采用CAN有線網(wǎng)絡(luò)和Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的混合組網(wǎng)方式，通過礦工攜帶的安全信息終端使監(jiān)測網(wǎng)延伸到每個采掘工作面，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤。控制中心通過友好的人機界面可以查看瓦斯?jié)舛取囟取穸鹊淖钚聰?shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)，還可以查看報警記錄，并把這些數(shù)據(jù)以曲線圖的形式直觀的顯示出來。 基站和基站控制器是以ARM系列LPC2119微處理器為核心設(shè)計的，完成安全信息終端和控制中心之間的通信任務(wù)。基站和安全信息終端采用了基于Zigbee技術(shù)的SZ05系列嵌入式無線收發(fā)模塊進行組網(wǎng)通信，采用MC14LC5480語音芯片實現(xiàn)系統(tǒng)的語音功能，基于LPC2119內(nèi)置的CAN控制器輔以P82C250收發(fā)器實現(xiàn)多基站間的網(wǎng)絡(luò)連接。基站控制器通過CAN總線與基站組網(wǎng)通信，監(jiān)測基站工作狀態(tài)，協(xié)調(diào)各基站與移動終端之間的信息傳輸，通過RS232與控制中心PC機進行信息交互。在此硬件平臺的基礎(chǔ)上，給出了基于LPC2119微處理器下的軟件設(shè)計過程，包括初始化、無線通信模塊的通信協(xié)議制定和通信程序設(shè)計、語音功能的軟件設(shè)計及編程、基站和基站控制器的通信協(xié)議制定和主程序設(shè)計、系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計及控制中心PC機端人機界面設(shè)計等。 經(jīng)多次調(diào)試，實現(xiàn)了控制中心PC機接收安全信息終端檢測的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并判斷瓦斯?jié)舛仁欠癯蓿€實現(xiàn)了通過人機界面查詢數(shù)據(jù)、查看曲線圖以及發(fā)送命令等。
標(biāo)簽： ARM 煤礦安全 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-14
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目前，國內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設(shè)備運行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強度大、應(yīng)急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應(yīng)數(shù)字化礦井發(fā)展的需要。本課題設(shè)計的自動排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運行成本低、調(diào)試方便等特點。 本文首先根據(jù)某礦井下排水的實際情況，對各種排水形式和相關(guān)設(shè)備進行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據(jù)井下排水系統(tǒng)的運行原理展開研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關(guān)理論和傳感器應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關(guān)鍵參數(shù)，并提出了這些參數(shù)的監(jiān)測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實時操作系統(tǒng)，詳細(xì)研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ為實時操作系統(tǒng)。并根據(jù)排水系統(tǒng)工作方案和要求設(shè)計了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運行程序代碼的編寫。 應(yīng)煤礦信息化發(fā)展趨勢的要求，選用LabVIEW作為上位機監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實現(xiàn)工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設(shè)備工作狀態(tài)等信息，實現(xiàn)了排水系統(tǒng)運行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項研究對礦井的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗和數(shù)字化建設(shè)等工作具有一定參考價值。
標(biāo)簽： ARM 自動 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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