運動控制卡是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分,是上位機與驅(qū)動執(zhí)行部件的之間的一座橋梁。數(shù)控加工中的定位控制的精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標都與運動控制卡密切相關(guān)。目前,國內(nèi)研制的運動控制卡與國外專業(yè)性公司研制的先進的開放式運動控制卡相比還有較大差距。因此,對于運動控制卡的研究與開發(fā)具有很大的現(xiàn)實意義。 本文對運動控制卡的各種實現(xiàn)方案作了深入的比較,對于運動控制卡的發(fā)展趨勢進行了探討。在分析數(shù)控系統(tǒng)對于運動控制卡需求的基礎(chǔ)上,提出了一種基于DSP的PCI總線運動控制卡的實現(xiàn)方案。該方案具有通用性好、軟件易于修改升級、調(diào)試方便等特點。 文中對這一方案的具體實現(xiàn)做了詳細的分析,給出了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計,軟硬件組成情況。詳盡闡述了運動控制電路、總線接口電路、驅(qū)動器接口電路等硬件電路的設(shè)計過程,以及運動控制卡的制作過程。論述了DSP上的程序結(jié)構(gòu),并具體分析了插補算法、速度控制算法等在DSP上的實現(xiàn)方法。對PC機上的運動控制卡的驅(qū)動程序的模型以及編寫方法做了介紹。 通過對制成樣板的調(diào)試表明,運動控制卡具有良好的性能。
上傳時間: 2013-07-29
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本論文在詳細研究MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線協(xié)議以及參考國外芯片設(shè)計的基礎(chǔ)上,結(jié)合目前新興的EDA技術(shù)和大規(guī)模可編程技術(shù),提出了一種全新的基于FPGA的1553B總線接口芯片的設(shè)計方法。 從專用芯片實現(xiàn)的具體功能出發(fā),結(jié)合自頂向下的設(shè)計思想,給出了總線接口的總體設(shè)計方案,考慮到電路的具體實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)進行模塊細化。在介紹模擬收發(fā)器模塊的電路設(shè)計后,重點介紹了基于FPGA的BC、RT、MT三種類型終端設(shè)計,最終通過工作方式選擇信號以及其他控制信號將此三種終端結(jié)合起來以達到通用接口的功能。同時給出其設(shè)計邏輯框圖、算法流程圖、引腳說明以及部分模塊的仿真結(jié)果。為了資源的合理利用,對其中相當部分模塊進行復(fù)用。在設(shè)計過程中采用自頂向下、碼型轉(zhuǎn)換中的全數(shù)字鎖相環(huán)、通用異步收發(fā)器UART等關(guān)鍵技術(shù)。本設(shè)計使用VHDL描述,在此基礎(chǔ)之上采用專門的綜合軟件對設(shè)計進行了綜合優(yōu)化,在FPGA芯片EP1K100上得以實現(xiàn)。通過驗證證明該設(shè)計能夠完成BC/RT/MT三種模式的工作,能處理多種消息格式的傳輸,并具有較強的檢錯能力。 最后設(shè)計了總線接口芯片測試系統(tǒng),選擇TMS320LF2407作為主處理器,測試主要包括主處理器的自發(fā)自收驗證,加入RS232串口調(diào)試過程提高測試數(shù)據(jù)的直觀性。驗證的結(jié)果表明本文提出的設(shè)計方案是合理的。
上傳時間: 2013-06-04
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本文首先從數(shù)控系統(tǒng)的組成與特點進行詳細分析,然后對運動控制卡在整個系統(tǒng)中承擔(dān)功能進行了分析。根據(jù)數(shù)字型號處理器件的快速運算能力和現(xiàn)場可編程門陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進行總體設(shè)計的規(guī)劃。 本文重點詳細闡述了四軸運動控制卡硬件電路的設(shè)計。通過對現(xiàn)有部分PC總線的介紹與比較,設(shè)計選擇了PCI總線作為上位PC與運動控制卡的通信總線,并且選擇PCI9052芯片來設(shè)計PCI接口模塊;基于DSP器件的特點,設(shè)計選擇了TMS320LF2407芯片為核心,進行運算控制單元的設(shè)計,同時對其主要內(nèi)部資源進行了分配。最后,根據(jù)硬件的原理圖,完成了具體電路板的制作。 對軟件設(shè)計,文章主要對插補算法在DSP上的實現(xiàn)作了一些探討。介紹了兩種加速模式:梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點比較法直線和圓弧插補算法以及數(shù)字積分插補原理也進行了分析。最終,提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補算法等的程序設(shè)計框架,并進行了具體程序設(shè)計。
上傳時間: 2013-07-19
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USB2.0原理與工程開發(fā)(上).pdf,9.91M,220頁.
上傳時間: 2013-07-07
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PID算法在AVR單片機上的應(yīng)用,風(fēng)機的閉環(huán)控制
上傳時間: 2013-04-24
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Linux內(nèi)核在S3C2440上移植的方法
上傳時間: 2013-07-12
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隨著計算機和自動化測量技術(shù)的日益發(fā)展,測量儀器和計算機的關(guān)系日益密切。計算機的很多成果很快就應(yīng)用到測量和儀器領(lǐng)域,與計算機相結(jié)合已經(jīng)成為測量儀器和自動測試系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。高度集成的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是超大規(guī)模集成電路和計算機輔助設(shè)計技術(shù)發(fā)展的結(jié)果,由于FPGA器件具備集成度高、體積小、可以利用基于計算機的開發(fā)平臺,用編寫軟件的方法來實現(xiàn)專門硬件的功能等優(yōu)點,大大推動了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的單片化、自動化,縮短了單片數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計周期、提高了設(shè)計的靈活性和可靠性。 本文研究基于網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)問題。論文完成了以FPGA結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)硬件平臺,uClinux為核心的系統(tǒng)的軟件平臺設(shè)計,進行信號的采集和遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的功能。 論文從軟硬件兩方面入手,闡述了基于FPGA器件進行數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)設(shè)計方法,以及基于uClinux操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計和應(yīng)用程序設(shè)計。 硬件方面,F(xiàn)PGA采用Xilinx公司Spartan系列的XC3S500芯片,用verilog HDL硬件描述語言在Xilinx公司提供的ISE輔助設(shè)計軟件中實現(xiàn)FPGA編程。將微處理器MicroBlaze、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、以太網(wǎng)控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換控制器等數(shù)字邏輯電路通過CoreConnect技術(shù)用OPB總線集成在同一個FPGA內(nèi)部,形成一個可編程的片上系統(tǒng)(SOPC)。采用基于FPGA的SOPC設(shè)計的突出優(yōu)點是不必更換芯片就可以實現(xiàn)設(shè)計的改進和升級,同時也可以降低成本和提高可靠性。 軟件方面,為了更好更有效地管理和拓展系統(tǒng)功能,移植了uClinux到MicroBlaze軟處理器上,設(shè)計實現(xiàn)了平臺上的ADC設(shè)備驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序。并通過修訂內(nèi)核,實現(xiàn)了利用以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議來訪問數(shù)據(jù)采集程序獲得的數(shù)據(jù)。
標簽: FPGA 以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-23
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隨著圖像處理技術(shù)和投影技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對高沉浸感的虛擬現(xiàn)實場景提出了更高的要求,這種虛擬顯示的場景往往由多通道的投影儀器同時在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像,再把這些單獨的圖像拼接在一起組成一幅大場景的圖像。而為了給人以逼真的效果,投影的屏幕往往被設(shè)計為柱面屏幕,甚至是球面屏幕。當圖像投影在柱面屏幕的時候就會發(fā)生幾何形狀的變化,而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過程中的幾何校正和邊緣融合技術(shù)。 一個大場景可視化系統(tǒng)由投影機、投影屏幕、圖像融合機等主要模塊組成。在虛擬現(xiàn)實應(yīng)用系統(tǒng)中,要實現(xiàn)高臨感的多屏幕無縫拼接以及曲面組合顯示,顯示系統(tǒng)還需要運用幾何數(shù)字變形及邊緣融合等圖像處理技術(shù),實現(xiàn)諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關(guān)鍵設(shè)備在于圖像融合機,它實時采集圖形服務(wù)器,或者PC的圖像信號,通過圖像處理模塊對圖像信息進行幾何校正和邊緣融合,在處理完成后再送到顯示設(shè)備。 本課題提出了一種基于FPGA技術(shù)的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的AiD采集、圖像數(shù)據(jù)在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內(nèi)部的DSP運算以及圖像數(shù)據(jù)的D/A輸出。系統(tǒng)設(shè)計的核心部分在于系統(tǒng)的控制以及數(shù)字信號的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA內(nèi)部設(shè)計了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統(tǒng)中設(shè)計了一個ARM處理器模塊,用于上電時對系統(tǒng)在圖像變化處理時所需參數(shù)進行傳遞,并能實時從上位機更新參數(shù)。該設(shè)計在提高了系統(tǒng)性能的同時也便于系統(tǒng)擴展。 本文首先介紹了圖像處理過程中的幾何變化和圖像融合的算法,接著提出了系統(tǒng)的設(shè)計方案及模塊劃分,然后圍繞FPGA的設(shè)計介紹了SDRAM控制器的設(shè)計方法,最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設(shè)計。
上傳時間: 2013-04-24
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當前,片上系統(tǒng)(SOC)已成為系統(tǒng)實現(xiàn)的主流技術(shù)。流片風(fēng)險與費用增加、上市時間壓力加大、產(chǎn)品功能愈加復(fù)雜等因素使得SOC產(chǎn)業(yè)逐漸劃分為IP提供者、SOC設(shè)計服務(wù)者和芯片集成者三個層次。SOC設(shè)計已走向基于IP集成的平臺設(shè)計階段,經(jīng)過嚴格驗證質(zhì)量可靠的IP核成為SOC產(chǎn)業(yè)中的重要一環(huán)。 GPIB控制器芯片是組建自動測試系統(tǒng)的核心,在測試領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本人通過查閱大量的技術(shù)資料,分析了集成電路在國內(nèi)外發(fā)展的最新動態(tài),提出了基于FPGA的自主知識產(chǎn)權(quán)的GPIB控制器IP核的設(shè)計和實現(xiàn)。 本文首先討論了基于FPGA的GPIB控制器的背景意義,接著對FPGA開發(fā)所具備的基本知識作了簡要介紹。文中對GPIB總線進行了簡單的描述,根據(jù)芯片設(shè)計的主要思想,重點在于論述怎樣用FPGA來實現(xiàn)IEEE-488.2協(xié)議,并詳細闡述了GPIB控制器的十種接口功能及其狀態(tài)機的IP核實現(xiàn)。同時,對數(shù)據(jù)通路也進行了較為細致的說明。在設(shè)計的時候采用基于模塊化設(shè)計思想,用VerilogHDL語言完成各模塊功能描述,通過Synplifv軟件的綜合,用Modelsim對設(shè)計進行了前、后仿真。最后利用生成的模塊符號采取類似畫電路圖的方法完成整個系統(tǒng)芯片的lP軟核設(shè)計,并用EDA工具下載到了FPGA上。 為了更好地驗證設(shè)計思想,借助EDA工具對GPIB控制器的工作狀態(tài)進行了軟件仿真,給出仿真結(jié)果,仿真波形驗證了GPIB控制器的工作符合預(yù)想。最后,本文對基于FPGA的GPIB控制器的IP核設(shè)計過程進行了總結(jié),展望了當前GPIB控制器設(shè)計的發(fā)展趨勢,指出了開展進一步研究需要做的工作。
上傳時間: 2013-06-12
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I2C(Inter Integrated Circuits)是Philips公司開發(fā)的用于芯片之間連接的串行總線,以其嚴格的規(guī)范、卓越的性能、簡便的操作和眾多帶I2C接口的外圍器件而得到廣泛的應(yīng)用并受到普遍的歡迎。 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設(shè)計靈活、速度快,在數(shù)字專用集成電路的設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。本論文主要討論了如何利用Verilog/FPGA來實現(xiàn)一個隨機讀/寫的I2C接口電路,實現(xiàn)與外圍I2C接口器件E2PROM進行數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)讀、寫等功能,傳輸速率實現(xiàn)為100KBps。在Modelsim6.0仿真軟件環(huán)境中進行仿真,在Xilinx公司的ISE9.li開發(fā)平臺上進行了下載,搭建外圍電路,用Agilem邏輯分析儀進行數(shù)據(jù)采集,分析測試結(jié)果。 首先,介紹了微電子設(shè)計的發(fā)展概況以及設(shè)計流程,重點介紹了HDL/FPGA的設(shè)計流程。其次,對I2C串行總線進行了介紹,重點說明了總線上的數(shù)據(jù)傳輸格式并對所使用的AT24C02 E2PROM存儲器的讀/寫時序作了介紹。第三,基于Verilog _HDL設(shè)計了隨機讀/寫的I2C接口電路、測試模塊和顯示電路;接口電路由同步有限狀態(tài)機(FSM)來實現(xiàn);測試模塊首先將數(shù)據(jù)寫入到AT24C02的指定地址,接著將寫入的數(shù)據(jù)讀出,并將兩個數(shù)據(jù)顯示在外圍LED數(shù)碼管和發(fā)光二極管上,從而直觀地比較寫入和輸出的數(shù)據(jù)的正確性。FPGA下載芯片為Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四,用Agilent邏輯分析儀進行傳輸數(shù)據(jù)的采集,分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序,從而驗證電路設(shè)計的正確性。最后,論文對所取得的研究成果進行了總結(jié),并展望了下一步的工作。
上傳時間: 2013-06-27
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