通用異步收發(fā)器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是廣泛使用的串行傳輸協(xié)議。串行外設(shè)用到異步串行接口一般采用專用集成電路實現(xiàn)。但是這類芯片一般包含許多輔助模塊，而時常不需要使用完整的UART的功能和輔助功能，或者當在FPGA上設(shè)計時，需要將UART功能集成到FPGA內(nèi)部而不能使用芯片。藍牙主機控制器接口則是實現(xiàn)主機設(shè)備與藍牙模塊之間互操作的控制部件。當在使用藍牙設(shè)備的時候尤其是在監(jiān)控場所，接口控制器在控制數(shù)據(jù)與計算機的傳輸上就起了至關(guān)重要的作用。 論文針對信息技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)過程中的實際需要，設(shè)計了一個藍牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模塊。使用VHDL將其核心功能集成，既可以單獨使用，也可集成到系統(tǒng)芯片中，并且整個設(shè)計緊湊、穩(wěn)定且可靠，其用途廣泛，具有一定的使用價值。 本設(shè)計采用TOP-DOWN設(shè)計方法，整體上分為UART接口和藍牙主機控制器接口兩部分。首先根據(jù)UART和藍牙主機控制器接口的實現(xiàn)原理和設(shè)計指標要求進行系統(tǒng)設(shè)計，對系統(tǒng)劃分模塊以及各個模塊的信號連接；然后進行模塊設(shè)計，設(shè)計出每個模塊的功能，并用VHDL語言編寫代碼來實現(xiàn)模塊功能；再使用ISE8.2I自帶的仿真器對各模塊進行功能仿真和時序仿真；最后進行硬件驗證，在Virtex-II開發(fā)板上對系統(tǒng)進行功能驗證。實現(xiàn)了發(fā)送、接收和波特率發(fā)生等功能，驗證了結(jié)果，表明設(shè)計正確，功能良好，符合設(shè)計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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感應(yīng)加熱電源以其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，逆變控制電路是直接影響感應(yīng)加熱電源能否安全、高效運行的關(guān)鍵因素。目前的感應(yīng)加熱裝置很多采用模擬電路控制，而模擬控制電路觸點多，焊點多，系統(tǒng)可靠性低，對一些元件的工藝性要求高，電路中控制參數(shù)不容易進行修改，靈活性較差。近年來隨著微處理機的發(fā)展，數(shù)字式控制精確，軟件設(shè)計靈活，因而整個控制系統(tǒng)容易實現(xiàn)，在感應(yīng)加熱領(lǐng)域中運用數(shù)字式控制已是一個發(fā)展方向。 本文在模擬逆變控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在可編程邏輯器件(FPGA)上進行了數(shù)字式并聯(lián)逆變控制系統(tǒng)的研究。 首先，本文針對感應(yīng)加熱并聯(lián)逆變控制的數(shù)字化進行了詳細的研究。在參閱國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有模擬并聯(lián)逆變控制電路的工作原理，設(shè)計了全數(shù)字鎖相環(huán)、它激轉(zhuǎn)自激掃頻啟動模塊等逆變控制功能模塊，并對各個模塊進行了相關(guān)的數(shù)學(xué)分析和功能仿真，結(jié)果證明可以達到預(yù)定的功能指標和設(shè)計要求。 然后，分析了感應(yīng)加熱電源的整體工作流程，針對模擬控制電路中控制參數(shù)不易進行修改、靈活性較差等問題，設(shè)計了數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示等功能模塊，有利于系統(tǒng)的調(diào)試，參數(shù)修改等實際操作。 最后，以模擬逆變控制策略為基礎(chǔ)，分析了數(shù)字控制器的控制要求和策略。由硬件狀態(tài)機實現(xiàn)數(shù)字控制器的設(shè)計，完成對整個逆變控制系統(tǒng)的整體控制操作。通過自上而下的總體設(shè)計，將各個部分組合起來，構(gòu)成一個SOC系統(tǒng)。在FPGA集成軟件中進行了各部分和整體的仿真驗證，結(jié)果證明該設(shè)計可以完成逆變控制的各項需求和預(yù)定的人機交互操作。
標簽： FPGA 感應(yīng)加熱電源 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-09
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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號與信息處理系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，同時也是軟件無線電系統(tǒng)中的核心模塊，在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)以及無線基站系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。為了能夠滿足目前對軟件無線電接收機自適應(yīng)性及靈活性的要求，并充分體現(xiàn)在高性能FPGA平臺上設(shè)計SOC系統(tǒng)的思路，本文提出了由高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案及實現(xiàn)方法。其中FPGA作為本系統(tǒng)的控制核心和傳輸橋梁，發(fā)揮了極其重要的作用。通過FPGA不僅完成了系統(tǒng)中全部數(shù)字電路部分的設(shè)計，并且使系統(tǒng)具有了較高的可適應(yīng)性、可擴展性和可調(diào)試性。 在時序數(shù)字邏輯設(shè)計上，充分利用FPGA中豐富的時序資源，如鎖相環(huán)PLL、觸發(fā)器，緩沖器FIFO、計數(shù)器等，能夠方便的完成對系統(tǒng)輸入輸出時鐘的精確控制以及根據(jù)系統(tǒng)需要對各處時序延時進行修正。 在存儲器設(shè)計上，采用FPGA片內(nèi)存儲器。可根據(jù)系統(tǒng)需要隨時進行設(shè)置，并且能夠方便的完成數(shù)據(jù)格式的合并、拆分以及數(shù)據(jù)傳輸率的調(diào)整。 在傳輸接口設(shè)計上，采用并行接口和PCI總線接口的兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。通過FPGA中的宏功能模塊和IP資源實現(xiàn)了對這兩種接口的邏輯控制，可使系統(tǒng)方便的在兩種傳輸模式下進行切換。 在系統(tǒng)工作過程控制上，通過VB程序編寫了應(yīng)用于PC端的上層控制軟件。并通過并行接口實現(xiàn)了PC和FPGA之間的交互，從而能夠方便的在PC機上完成對系統(tǒng)工作過程的控制和工作模式的選擇。 在系統(tǒng)調(diào)試方面，充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI，實時準確的驗證了在系統(tǒng)整個傳輸過程中數(shù)據(jù)的正確性和時序性，并極大的降低了用常規(guī)儀器觀測FPGA中眾多待測引腳的難度。 本文第四章針對FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計進行了詳細分析，并對每個模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時，文中還在其它章節(jié)詳細介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計、并行接口設(shè)計、PCI接口設(shè)計、PC端控制軟件設(shè)計以及用于調(diào)試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法，并且也對系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計圖、實物圖及注釋詳細的相關(guān)源程序清單。
標簽： FPGA 控制 高速數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-09
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神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法，在空空導(dǎo)彈的理論研究中也得到了很多應(yīng)用，但它的實際應(yīng)用通常是通過軟件實現(xiàn)的，而軟件實現(xiàn)是串行執(zhí)行指令，運行速度慢，可靠性低，很難滿足實際導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)實時性的要求。控制算法硬件實現(xiàn)的最大特點就是可提高控制算法的實時運算速度和可靠性。本課題針對導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)，以FPGA為硬件平臺研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實現(xiàn)。本文首先對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法思想進行了深入分析，并對BP網(wǎng)絡(luò)的各個階段進行了理論推導(dǎo)，最后對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID飛行控制算法進行了研究和總結(jié)，為硬件實現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。基于對上述理論的深入研究和分析，本文提出了一種適合FPGA實現(xiàn)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實現(xiàn)模型。在該模型中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層之間采用串行執(zhí)行數(shù)據(jù)方式，層間則采用并行運行方式，可有效提高系統(tǒng)的運算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設(shè)計方法可有效減少錯誤的產(chǎn)生，是設(shè)計復(fù)雜大規(guī)模系統(tǒng)的理想設(shè)計方法。本文采用了此設(shè)計方法，通過把系統(tǒng)模塊化，對各個子模塊分別用VHDL硬件描述語言進行描述，并基于QUARTUS II軟件開發(fā)平臺進行綜合和仿真，直到達到研究設(shè)計要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應(yīng)用于某實際導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的研究。理論分析和實驗結(jié)果表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛行控制算法的FPGA硬件實現(xiàn)是有效可行的，可滿足系統(tǒng)實時性的要求，為制導(dǎo)系統(tǒng)的實際工程實現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
標簽： FPGA PID 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 飛行控制
上傳時間： 2013-04-24
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為提高靜變電源輸出電壓的質(zhì)量，研究了一種自整定模糊PID控制方法。該方法將模糊控制優(yōu)良的動態(tài)性能、靈活的控制特性和PID穩(wěn)態(tài)控制性能的優(yōu)勢相結(jié)合，實時地對系統(tǒng)控制量進行調(diào)整。在Matlab/Simulink環(huán)境下，對于模糊PID和常規(guī)PID在靜變電源控制中的應(yīng)用分別進行了仿真。仿真結(jié)果表明，模糊PID控制器減少了超調(diào)量，抗干擾性和魯棒性強，系統(tǒng)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能得到了很大程度的提高。
上傳時間： 2014-12-24
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為了提高太陽能光伏組件的充電效率以及適應(yīng)外界氣候變化，設(shè)計了一套具有自適應(yīng)四種充電模式且具備最大功率點跟蹤的太陽能充電控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用意法半導(dǎo)體公司的STM32FL03VC作為控制系統(tǒng)的核心，監(jiān)控整個系統(tǒng)的正常工作，具有浮充、防過充功能。硬件設(shè)計采用高精度的集成芯片，使得系統(tǒng)設(shè)計簡易精確、集成度更高。測試結(jié)果表明，該控制器能實時跟蹤最大功率點，正確監(jiān)控蓄電池各充電模式，充電效率高，性能可靠。
上傳時間： 2013-10-10
上傳用戶：稀世之寶039
利用v自步離散法，得到變換器輸入控制變量與狀態(tài)變量之間的直接映射關(guān)系，基于混雜系統(tǒng)理論分析系統(tǒng)的動態(tài)方程，建立其分段仿射模型。在此模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合非線性預(yù)測控制算法，通過模型預(yù)測系統(tǒng)的輸出，利用反饋校正誤差，給出二次型性能指標的優(yōu)化計算方法，并由此設(shè)計預(yù)測控制器。最后，以Buck功率變換器為研究對象，通過與峰值電流控制算法的仿真結(jié)果進行比較，驗證模型的正確性以及控制器設(shè)計的有效性。
上傳時間： 2013-10-30
上傳用戶：teddysha
環(huán)境溫度、光照強度和負載等因素對光伏電池的輸出特性影響很大，為了提高光伏電池的工作效率，需要準確快速地跟蹤光伏電池的最大功率點。在分析了光伏電池的輸出特性的基礎(chǔ)上，建立了光伏電池的仿真模型；針對傳統(tǒng)爬山法的不足，采用了自適應(yīng)占空比擾動法對最大功率點進行了跟蹤控制。給出了上述兩種算法的工作原理及設(shè)計過程。仿真結(jié)果表明：自適應(yīng)占空比擾動算法跟蹤迅速，減少了系統(tǒng)在最大功率點附近的振蕩現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的跟蹤速度和精度。
上傳時間： 2013-12-04
上傳用戶：bakdesec
LLC諧振變換器非常適合應(yīng)用于高效率和高功率密度的場合，成為目前新型諧振變換器的典型代表。文章首先簡要介紹了半橋LLC諧振變換器的工作原理和優(yōu)點，然后計算了主電路和控制電路的主要參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)計算結(jié)果選擇電力電子元器件，最后研制并完善了實驗樣機。樣機實現(xiàn)了變壓器漏感充當諧振電感與變壓器勵磁電感和諧振電容諧振，主開關(guān)管實現(xiàn)ZVS，控制電路實現(xiàn)單管自舉驅(qū)動，驗證了文章的正確性和可行性。文章為后續(xù)研究奠定了理論和實驗基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-10-13
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為了研究既簡單又具有優(yōu)良動、靜態(tài)性能的逆變電源控制方案，介紹一套全新的帶有自適應(yīng)功能的逆變電源模糊參數(shù)自整定系統(tǒng)，并通過MATLAB/SIMULINK仿真實驗驗證了該方法能夠出色滿足各項苛刻性能指標要求，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
標簽： 模糊 參數(shù)自適應(yīng) 自整定 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-11-22
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