通用異步收發(fā)器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)是一種能同時支持短距離和長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇型ㄐ沤涌冢粡V泛應(yīng)用于微機和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換。像8251、NS8250、NS16550等都是常用的UART芯片,但是這些專用的串行接口芯片的缺點是數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢,難以滿足高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊希匾木褪撬鼈兌季哂胁豢梢浦残裕虼艘眠@些芯片來實現(xiàn)PC機和FPGA芯片之間的通信,勢必會增加接口連線的復(fù)雜程度以及降低整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。 本課題就是針對UART的特點以及FPGA設(shè)計具有可移植性的優(yōu)勢,提出了一種基于FPGA芯片的嵌入式UART設(shè)計方法,其中主要包括狀態(tài)機的描述形式以及自頂向下的設(shè)計方法,利用硬件描述語言來編制UART的各個子功能模塊以及頂層模塊,之后將其集成到FPGA芯片的內(nèi)部,這樣不僅能解決傳統(tǒng)UART芯片的缺點而且同時也使整個系統(tǒng)變得更加具有緊湊性以及可靠性。 本課題所設(shè)計的LIART支持標準的RS-232C傳輸協(xié)議,主要設(shè)計有發(fā)送模塊、接收模塊、線路控制與中斷仲裁模塊、Modem控制模塊以及兩個獨立的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)FIFO模塊。該模塊具有可變的波特率、數(shù)據(jù)幀長度以及奇偶校驗方式,還有多種中斷源、中斷優(yōu)先級、較強的抗干擾數(shù)據(jù)接收能力以及芯片內(nèi)部自診斷的能力,模塊內(nèi)分開的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器能實現(xiàn)全雙工通信。除此之外最重要的是利用IP模塊復(fù)用技術(shù)設(shè)計數(shù)據(jù)緩沖區(qū)FIFO,采用兩種可選擇的數(shù)據(jù)緩沖模式。這樣既可以應(yīng)用于高速的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境,也能適合低速的數(shù)據(jù)傳輸場合,因此可以達到資源利用的最大化。 在具體的設(shè)計過程中,利用Synplify Pro綜合工具、ModelSim仿真工具、ISE集成的軟件開發(fā)環(huán)境中對各個功能模塊進行綜合優(yōu)化、仿真驗證以及下載實現(xiàn)。各項數(shù)據(jù)結(jié)果表明,本課題中所設(shè)計的UART滿足預(yù)期設(shè)計目標。
上傳時間: 2013-08-02
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看門狗定時器的工作原理:WDT 工作原理使能時,WDT 將遞增,直到溢出,或稱“超時”。除非處于休眠或空閑模式,WDT 超時會強制器件復(fù)位。為避免WDT 超時復(fù)位,用戶必須定期用PWRSAV
上傳時間: 2013-04-24
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隨著移動終端、多媒體、Internet網(wǎng)絡(luò)、通信,圖像掃描技術(shù)的發(fā)展,以及人們對圖象分辨率,質(zhì)量要求的不斷提高,用軟件壓縮難以達到實時性要求,而且會帶來因傳輸大量原始圖象數(shù)據(jù)帶來的帶寬要求,因此采用硬件實現(xiàn)圖象壓縮已成為一種必然趨勢。而熵編碼單元作為圖像變換,量化后的處理環(huán)節(jié),是圖像壓縮中必不可少的部分。研究熵編解碼器的硬件實現(xiàn),具有廣闊的應(yīng)用背景。本文以星載視頻圖像壓縮的硬件實現(xiàn)項目為背景,對熵編碼器和解碼器的硬件實現(xiàn)進行探討,給出了并行熵編碼和解碼器的實現(xiàn)方案。熵編解碼器中的難點是huffman編解碼器的實現(xiàn)。在設(shè)計并行huffman編碼方案時通過改善Huffman編碼器中變長碼流向定長碼流轉(zhuǎn)換時的控制邏輯,避免了因數(shù)據(jù)處理不及時造成數(shù)據(jù)丟失的可能性,從而保證了編碼的正確性。而在實現(xiàn)并行的huffman解碼器時,解碼算法充分利用了規(guī)則化碼書帶來的碼字的單調(diào)性,及在特定長度碼字集內(nèi)碼字變化的連續(xù)性,將并行解碼由模式匹配轉(zhuǎn)換為算術(shù)運算,提高了存儲器的利用率、系統(tǒng)的解碼效率和速度。在實現(xiàn)并行huffman編碼的基礎(chǔ)上,結(jié)合針對DC子帶的預(yù)測編碼,針對直流子帶的游程編碼,能夠?qū)D像壓縮系統(tǒng)中經(jīng)過DWT變換,量化,掃描后的數(shù)據(jù)進行正確的編碼。同時,在并行huffman解碼基礎(chǔ)上的熵解碼器也可以解碼出正確的數(shù)據(jù)提供給解碼系統(tǒng)的后續(xù)反量化模塊,進一步處理。在本文介紹的設(shè)計方案中,按照自頂向下的設(shè)計方法,對星載圖像壓縮系統(tǒng)中的熵編解碼器進行分析,進而進行邏輯功能分割及模塊劃分,然后分別實現(xiàn)各子模塊,并最終完成整個系統(tǒng)。在設(shè)計過程中,用高級硬件描述語言verilogHDL進行RTL級描述。利用了Altera公司的QuartusII開發(fā)平臺進行設(shè)計輸入、編譯、仿真,同時還采用modelsim仿真工具和symplicity的綜合工具,驗證了設(shè)計的正確性。通過系統(tǒng)波形仿真和下板驗證熵編碼器最高頻率可以達到127M,在62.5M的情況下工作正常。而熵解碼器也可正常工作在62.5M,吞吐量可達到2500Mbps,也能滿足性能要求。仿真驗證的結(jié)果表明:設(shè)計能夠滿足性能要求,并具有一定的使用價值。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”,目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計工作。本文主要研究內(nèi)容有: 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點,進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設(shè)計算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設(shè)計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進行實驗結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設(shè)計方案所應(yīng)完成的各項功能,樣機的性能比較理想。
標簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏 并網(wǎng)逆變器
上傳時間: 2013-07-10
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近年來,網(wǎng)絡(luò)音樂,特別是網(wǎng)絡(luò)電臺的風行,受到越來越多的大眾追捧。網(wǎng)絡(luò)音樂以其及時、海量、靈活、個性化、時尚的風格,吸引了越來越多消費者的加入和眾多商家的關(guān)注。但是,作為網(wǎng)絡(luò)音樂的終端--流媒體播放器,最直接面向大眾的窗口,卻顯得單一,大部分商家只提供PC上的流媒體播放器。正出于此,本課題把目光投向那些不使用PC或者不愿長時間使用PC的用戶,為他們量身定制流媒體播放設(shè)備,讓用戶不必使用PC也可享受網(wǎng)絡(luò)音樂帶來的快樂。 本課題的研發(fā)正是基于上述背景,研發(fā)支持無線網(wǎng)絡(luò)的嵌入式多功能流媒體播放設(shè)備。本課題的研究目標是實現(xiàn)一個嵌入式流媒體播放器(亦稱為InternetRadio),Internet Radio是一個可以在家中自由移動、任意擺放的網(wǎng)絡(luò)流媒體播放設(shè)備。只要處在有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,Internet Radio的音樂平臺讓用戶不必打開計算機,就能接收全球數(shù)千個不同風格、不同國家的各種類型音樂電臺。除了可以直接透過因特網(wǎng)收聽網(wǎng)絡(luò)廣播外,還可以播放儲存于計算機硬盤或MP3設(shè)備中的音樂。 本系統(tǒng)采用ARM920T作為處理器,基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)、vTuner網(wǎng)絡(luò)電臺地址數(shù)據(jù)庫、Mplayer播放器軟件和FLTK界面開發(fā)工具來實現(xiàn)。系統(tǒng)實現(xiàn)了除一般意義的音頻流媒體播放和接收調(diào)頻廣播等功能之外,還增加了本地相框和網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼相框Flickr在線分享的流行時尚元素。本論文具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺,主要論述了軟件的實現(xiàn),系統(tǒng)的主要軟件功能包括bootloader和嵌入式Linux系統(tǒng)的移植,根文件系統(tǒng)的構(gòu)建,播放器軟件程序的研究、比較、移植和編寫,系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)電臺地址數(shù)據(jù)庫vTuner和網(wǎng)絡(luò)相框Flickr的交互,Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的圖形界面開發(fā),以及基于FLIK開發(fā)出良好的人機交互界面。作為項目的主要核心人員,作者負責系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計、Linux系統(tǒng)的移植、播放器軟件的研究和開發(fā)、GUI開發(fā)工具和圖形庫的移植、圖片播放的實現(xiàn)、用戶與設(shè)備交互的實現(xiàn)和大部分界面程序的編碼等關(guān)鍵工作。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,尤其是今年3G牌照的發(fā)放,視頻業(yè)務(wù)在移動多媒體方面將會有更加重要的地位,所以在移動終端上實現(xiàn)支持高效視頻編碼標準的解碼功能就成為一項非常有實際意義的工作。 H.264作為新一代的高壓縮率的視頻標準,憑借其較高的壓縮率和優(yōu)秀圖像質(zhì)量,使得H.264只要利用較小的空間就能存儲更多的視頻數(shù)據(jù),在更低的網(wǎng)絡(luò)帶寬條件下提供更優(yōu)質(zhì)量的視頻。然而高度的壓縮必然付出較高的硬件代價。如何能完成視頻良好解碼并能節(jié)約硬件資源成為研究熱點。 考慮到H.264視頻編解碼的計算復(fù)雜度,在硬件選擇上一般比較注重高性能處理器的選擇。計算目前主流的實現(xiàn)方式包括ASIC的專用集成芯片實現(xiàn)或者是DSP的軟件實現(xiàn)。ARM處理器伴隨技術(shù)的進步,尤其是對支持數(shù)字信號處理的功能加強后,在視頻編解碼領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。 本文以WindowsCE5.0和S3C2440A嵌入式平臺作為H.264解碼器的載體,研究的代碼版本是t264-src-0.14,主要進行了以下幾個方面的工作: 研究了H.264視頻壓縮標準和它的體系結(jié)構(gòu),尤其是對解碼器部分進行了硬件要求的分析。 深入研究了WINCE5.0和ARM結(jié)合的平臺特性,根據(jù)實際的硬件平臺需要,定制了相應(yīng)的操作系統(tǒng)。 完成了基于T264代碼的解碼庫在WINCE5.0下的移植,并進行了相應(yīng)的代碼和算法的優(yōu)化并完成了基于WINCE5.0操作系統(tǒng)下播放程序的編寫。 通過實驗數(shù)據(jù)證明,在基于單核的ARM芯片中,主要靠軟件進行QCIF格式的H.264視頻解碼從而獲得良好播放效果的方法是有效的。
上傳時間: 2013-07-24
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文章介紹了西門子MicroMaster變頻器的 RS—485通信協(xié)議,利用VB6.0中的ActiveX控件MSComm6.0通信控件實現(xiàn)了Windows98下單臺微機與多臺變頻器的串行通信控制,并能實
上傳時間: 2013-05-17
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信息化社會的到來以及IP技術(shù)的興起,正深刻的改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。無線通信技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業(yè)務(wù)的核心。如何在環(huán)境惡劣的無線環(huán)境中,實時傳輸高質(zhì)量的視頻面臨著巨大的挑戰(zhàn),因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說,網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴展、噪聲影響和信道干擾等原因,無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點,而且信道誤碼率高,經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性,使得傳輸?shù)目煽啃源鬄榻档汀?視頻播放具有嚴格的實時性要求,這就要求網(wǎng)絡(luò)為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質(zhì)量,視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網(wǎng)絡(luò)卻無法提供可靠的服務(wù)質(zhì)量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰(zhàn),本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎(chǔ)上,主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能,以及如何在嵌入式環(huán)境下實現(xiàn)H.264解碼器進行了研究。 結(jié)合低碼率和幀內(nèi)刷新,提出一種針對感興趣區(qū)的可變幀內(nèi)刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區(qū)域進行更好的錯誤控制,以提高區(qū)域圖像質(zhì)量,同時能根據(jù)感興趣區(qū)及信道的狀況自動調(diào)整宏塊刷新數(shù)量,充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾,筆者提出了一種自適應(yīng)FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法,可根據(jù)圖像的復(fù)雜度自適應(yīng)地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結(jié)果表明這種FMO編碼方式完全可行,且在運動復(fù)雜度頻繁變化時效果更加明顯,完全可應(yīng)用在環(huán)境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結(jié)構(gòu)和X264研究的基礎(chǔ)上,基本實現(xiàn)了基于H.264的嵌入式解碼,在PXA270基礎(chǔ)上進行環(huán)境的配置,定制WirtCE操作系統(tǒng),并編譯、產(chǎn)生開發(fā)所用的SDK和下載內(nèi)核到目標機。利用開發(fā)工具EVC實現(xiàn)在PC機上的實時開發(fā)和在線仿真調(diào)試,最終實現(xiàn)了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間: 2013-06-18
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指令集仿真器是目前嵌入式系統(tǒng)研究中一個極其重要的領(lǐng)域,一個靈活高效且準確度高的仿真器不僅可以實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)硬件環(huán)境的仿真,而且是現(xiàn)代微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中性能評估的重要工具. 仿真器的性能已經(jīng)成為影響整個設(shè)計效率的重要因素,在現(xiàn)有的指令集仿真技術(shù)中,編譯型仿真技術(shù)雖然可以獲得高的仿真速度,但其對應(yīng)用的假設(shè)過于嚴格,限制了其在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用;解釋型仿真器雖被普遍使用,但其缺點也很明顯,由于模擬過程中需要耗費大量時間用于指令譯碼,解釋型模擬器速度往往很有限,使用性能較低。由此可見,如何減少仿真過程中的指令譯碼時間,是提高仿真器的性能的關(guān)鍵。 本文旨在提出一個指令集仿真器的原型,重點解決指令解碼過程中的速度瓶頸,在其基礎(chǔ)可以進行擴充和改進,以適應(yīng)不同硬件平臺的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手,通過分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實現(xiàn)規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上進行了高級語言的描述,其后提出了改進版解釋型指令集仿真器的設(shè)計方案,包括為提高仿真器性能,減少譯碼時間,創(chuàng)新性的在流程設(shè)計中加入了預(yù)解碼的步驟,同時用自己設(shè)計的壓縮算法解決了因預(yù)解碼產(chǎn)生大量譯碼信息而帶來的內(nèi)存過度消耗難題。接下來,描述了仿真器的實現(xiàn),包括指令的取指、譯碼、執(zhí)行等基本功能,并著重描述了如何通過劃分存儲域和存儲塊的方式模擬真實存儲器的讀寫訪問實現(xiàn)。 另外,需要特別指出的是,針對仿真器中普遍存在的調(diào)試難問題,本文從一線程序開發(fā)人員的角度,在調(diào)試模塊的設(shè)計中除了斷點設(shè)置、程序暫停、恢復(fù)等基本功能外,還添加了各類監(jiān)視設(shè)備和程序跟蹤的功能,以期能提高本仿真器的實用性。 在文章的結(jié)尾,提出了仿真器的驗證方案,并按照該方案對仿真器進行了功能和性能上的驗證,最后對進一步的工作進行了展望。
上傳時間: 2013-08-02
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UHF(Ultra High Frequency,超高頻)RFID(Radio Frequency Identification,射頻身份識別)技術(shù)是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應(yīng)用的一門新技術(shù)。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域。但是,基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國尚處于起步階段,傳統(tǒng)的超高頻讀寫器都是在單片機的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的,這類讀寫器很難實現(xiàn)復(fù)雜的多任務(wù)功能;隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,能夠與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)并且?guī)в胁僮飨到y(tǒng)的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對這些問題,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器,主要內(nèi)容有: (1)分析了射頻識別技術(shù)的發(fā)展歷程和前景,以嵌入式技術(shù)為研究背景,結(jié)合軟硬件開發(fā)平臺,給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設(shè)計思路,指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應(yīng)用,分析了讀寫器和標簽之間進行數(shù)據(jù)傳輸時所用到的相關(guān)技術(shù);在給出超高頻讀寫器主要技術(shù)性能指標及功能要求的基礎(chǔ)上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統(tǒng)的總體設(shè)計,同時對系統(tǒng)構(gòu)建過程中所用到的軟硬件進行了器件選型。 (3)實現(xiàn)了超高頻讀寫器系統(tǒng)硬件電路的模塊設(shè)計,主要包括主控電路模塊、存儲電路模塊、電源模塊、以太網(wǎng)模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發(fā)模塊;闡述了各模塊的組成原理與實現(xiàn)方法,完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據(jù)系統(tǒng)的軟件需求,構(gòu)建了一個進行嵌入式開發(fā)所需的軟件平臺。建立了交叉編譯環(huán)境以及NFS開發(fā)調(diào)試環(huán)境;移植了系統(tǒng)啟動所需的引導(dǎo)程序bootloader;實現(xiàn)了嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng)的配置與移植;給出了Linux系統(tǒng)下典型設(shè)備(觸摸屏、網(wǎng)絡(luò)接口、LCD)驅(qū)動程序的移植方法。 (5)結(jié)合實驗測試環(huán)境,對超高頻讀寫器輸出功率,讀寫器發(fā)送命令以及標簽應(yīng)答波形進行了測試與分析;對讀寫器的整機性能進行了聯(lián)機測試,給出了讀寫器系統(tǒng)的實際運行效果圖,同時對測試結(jié)果進行了總結(jié)。 實際應(yīng)用結(jié)果表明,基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器能夠?qū)崿F(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)的功能,其讀寫速度、識別率以及識別距離等技術(shù)性能指標均達到或優(yōu)于設(shè)計標準要求,該讀寫器在與PC機連接的情況下能進行數(shù)據(jù)處理,樣機系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,達到了預(yù)期的設(shè)計目標。
上傳時間: 2013-07-25
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