本文利用Verilog HDL語言在FPGA上實(shí)現(xiàn)IC總線的規(guī)范，又簡要介紹了Quartus Ⅱ設(shè)計(jì)環(huán)境和設(shè)計(jì)方法，以及FPGA的設(shè)計(jì)流程。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了I
上傳時間： 2013-04-24
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基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問題，如果實(shí)現(xiàn)PID軟算法的微處理器因?yàn)閺?qiáng)干擾或其他原因而出現(xiàn)故障，會引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個問題。因此，利用FPGA開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能控制器算法的芯片化，使之能夠廣泛的用于各種場合，具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)及開發(fā)流程，指出實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)難度，是擴(kuò)展設(shè)計(jì)功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個模塊組成，主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機(jī)接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一種基于FPGA改進(jìn)型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計(jì)方法。在PID算法與FPGA的運(yùn)算器邏輯映像過程中，采用將補(bǔ)碼的加法器代替減法器設(shè)計(jì)，增加整數(shù)運(yùn)算結(jié)果的位擴(kuò)展處理，進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體，可以有效地減少邏輯運(yùn)算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PID控制器，用Modelsim仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性，用Synplify Pro進(jìn)行電路綜合，在Quaitus Ⅱ軟件中實(shí)現(xiàn)布局布線，最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，論文設(shè)計(jì)完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對象，以EP1C3T144 FPGA為核心，構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0～400℃的條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，達(dá)到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求，為降低FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的設(shè)計(jì)難度提供了有效的方法。
上傳時間： 2013-05-24
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在國家重大科學(xué)工程HIRFL-CSR的CSR控制系統(tǒng)中，需要高速數(shù)據(jù)獲取和處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常采用存儲器作為數(shù)據(jù)緩沖存儲。同步動態(tài)隨機(jī)存儲器SDRAM憑借其集成度高、功耗低、可靠性高、處理能力強(qiáng)等優(yōu)勢成為最佳選擇。但是SDRAM卻具有復(fù)雜的時序，為了降低成本，所以采用目前很為流行的EDA技術(shù)，選擇可編程邏輯器件中廣泛使用的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，使用硬件描述語言VHDL，遵循先進(jìn)的自頂向下的設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)對SDRAM控制器的設(shè)計(jì)。 論文引言部分簡單介紹了CSR控制系統(tǒng)，指出論文的課題來源與實(shí)際意義。第二章首先介紹了存儲器的概況與性能指標(biāo)，其次較為詳細(xì)介紹了動態(tài)存儲器DRAM的基本時序，最后對同步動態(tài)隨機(jī)存儲器SDRAM進(jìn)行詳盡論述，包括性能、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)以及最為重要的一些操作和時序。第三、四章分別論述本課題的SDRAM控制器硬件與軟件設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了具體芯片與FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)。第五章為該SDRAM控制器在CsR控制系統(tǒng)中的一個經(jīng)典應(yīng)用，即同步事例處理器。最后對FPGA技術(shù)進(jìn)行總結(jié)與展望。 本論文完整論述了控制器的設(shè)計(jì)原理和具體實(shí)現(xiàn)。從測試的結(jié)果來看，本控制器無論從結(jié)構(gòu)上，還是軟硬件上設(shè)計(jì)均滿足了工程實(shí)際要求。
標(biāo)簽： SDRAM FPGA 制器設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-07-11
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在工業(yè)領(lǐng)域中，經(jīng)常需要在產(chǎn)品表面留下永久性的標(biāo)識，通常作為便于今后追蹤的商標(biāo)、流水號、日期等等。特別在機(jī)械行業(yè)對零部件的管理，在市場上需要對其進(jìn)行識別和質(zhì)量跟蹤。機(jī)械行業(yè)在零部件上的標(biāo)記打印在追求美觀的同時，要求有一定的打印速度和打印深度。標(biāo)記打印能夠?yàn)槠髽I(yè)提供產(chǎn)品的可追溯性，更好的貫徹IS09000標(biāo)準(zhǔn)。 由于傳統(tǒng)的標(biāo)記打印在打印效率、美觀以及防偽等方面存在問題，不適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)要求，而激光打印技術(shù)雖然較好的克服了傳統(tǒng)工藝的許多缺點(diǎn)，但激光器在惡劣的生成現(xiàn)場缺乏長期穩(wěn)定性的工作特點(diǎn)的制約，不能完全滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要。為了彌補(bǔ)上述不足，適應(yīng)大批量生產(chǎn)發(fā)展需要，氣動標(biāo)記打印技術(shù)成為一種較好的選擇。 本課題在分析了現(xiàn)在市場上存在氣動標(biāo)記刻印系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)后，針對現(xiàn)有的標(biāo)記打印機(jī)打印速度相對較慢，打印精度相對較低以及控制軟件不靈活的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套新的控制方案，使用FPGA作為核心控制器，配合PC機(jī)標(biāo)記打印軟件工作，代替以往PC或單片機(jī)的控制。該方案充分利用了FPGA可以高速并行工作的特點(diǎn)，能夠高精度平穩(wěn)的輸出控制脈沖，使打印過程平穩(wěn)進(jìn)行。 本文描述了從總體方案設(shè)計(jì)到一些關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，總體方案中提出了整個控制系統(tǒng)的劃分和關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)上的考慮。在硬件設(shè)計(jì)方面完成硬件電路設(shè)計(jì)，包括接口電路設(shè)計(jì)和抗干擾設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)FPGA控制器時，采用了優(yōu)化后的比較積分直線插補(bǔ)算法使得輸出的插補(bǔ)脈沖均勻穩(wěn)定；采用梯形速率控制算法，克服了速度突變情況時的失步或過沖現(xiàn)象；在軟件方面，新開發(fā)了一套PC工業(yè)標(biāo)記系統(tǒng)軟件，采用了多線程技術(shù)和TTF矢量字庫等技術(shù)。 整套標(biāo)記打印系統(tǒng)經(jīng)過較長時間的運(yùn)行調(diào)試，表現(xiàn)穩(wěn)定，現(xiàn)已經(jīng)試用性投放市場．從生產(chǎn)廠家重慶恒偉精密機(jī)械有限公司和客戶的反饋信息來看，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，打印速度達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，能夠在256細(xì)分下驅(qū)動電機(jī)平穩(wěn)快速運(yùn)動，打印精度高，達(dá)到市場領(lǐng)先水平，并且得到客戶充分的肯定。
標(biāo)簽： 工業(yè) 標(biāo)記 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-21
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文章介紹了基于單片機(jī)的太陽能LED 路燈控制器的一種實(shí)現(xiàn)方法。重點(diǎn)介紹了蓄電池快速充電的方法，以及在線檢測蓄電池的容量的方法。
上傳時間： 2013-06-19
上傳用戶：郭靜0516
STM32系列ARMCortexM3微控制器原理與實(shí)踐
標(biāo)簽： ARMCortexM3 STM 32 微控制器
上傳時間： 2013-07-22
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汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)增長中發(fā)揮著越來越重要的作用。近幾年，雖然我國的汽車工業(yè)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，但汽車ECU(Electronic Control Unit)的設(shè)計(jì)制造一直無法實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，嚴(yán)重制約了汽車工業(yè)的發(fā)展。針對這個現(xiàn)狀，本課題對于ECU的設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步研究。首次嘗試了基于SOPC技術(shù)的ECU系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并利用dSPACE實(shí)時仿真發(fā)動機(jī)，完成了ECU的硬件在回路仿真，對控制效果進(jìn)行了測試和分析。 目前，市場上的ECU系統(tǒng)都是基于專用單片機(jī)的。本文首先對現(xiàn)有的汽車發(fā)動機(jī)控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較，總結(jié)出ECU的主要組成部件；而后通過各類方案的對比，確定了本課題采用基于FPGA的嵌入NIOS Ⅱ軟核的SOPC技術(shù)方案。 之后，進(jìn)行了汽車發(fā)動機(jī)模型搭建和控制算法的設(shè)計(jì)。發(fā)動機(jī)模型以Hendricks提出的均值模型為基礎(chǔ)，參考mathworks公司的發(fā)動機(jī)建模方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。并在該模型基礎(chǔ)上，參考Fekete提出的針對多缸發(fā)動機(jī)的基于模型的空燃比控制策略和mathworks發(fā)動機(jī)控制方案，建立了以控制空燃比為核心的發(fā)動機(jī)噴油控制算法。并通過simulink的仿真，驗(yàn)證了模型和算法的合理有效性。 基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案，完成了ECU硬件電路設(shè)計(jì)，并在該系統(tǒng)中完成了上述算法的移植和優(yōu)化。最后，利用dSPACE實(shí)時仿真發(fā)動機(jī)，進(jìn)行ECU的硬件在回路仿真，對本文設(shè)計(jì)的ECU系統(tǒng)進(jìn)行了測試。證實(shí)了該ECU方案在空燃比控制方面取得了較好的效果。 本論文以大量的圖示形式介紹了發(fā)動機(jī)模型和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件流程等一目了然，淺顯易懂。同時論文中采用的基于SOPC技術(shù)的ECU設(shè)計(jì)具有一定創(chuàng)新性，對于其他ECU系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽： FPGA 汽車發(fā)動機(jī) 控制器
上傳時間： 2013-07-11
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目前，數(shù)字信號處理廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、聲納、語音與圖像處理等領(lǐng)域，信號處理算法理論己趨于成熟，但其具體硬件實(shí)現(xiàn)方法卻值得探討。FPGA是近年來廣泛應(yīng)用的超大規(guī)模、超高速的可編程邏輯器件，由于其具有高集成度、高速、可編程等優(yōu)點(diǎn)，大大推動了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單片化、自動化，縮短了單片數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期、提高了設(shè)計(jì)的靈活性和可靠性，在超高速信號處理和實(shí)時測控方面有非常廣泛的應(yīng)用。本文對FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)進(jìn)行研究，基于FPGA在數(shù)據(jù)采樣控制和信號處理方面的高性能和單片系統(tǒng)發(fā)展的新熱點(diǎn)，把FPGA作為整個數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的控制核心。主要研究內(nèi)容如下： FPGA的單片系統(tǒng)研究。針對數(shù)據(jù)采集與處理，對FPGA進(jìn)行選型，設(shè)計(jì)了基于FPGA的單片系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。把整個控制系統(tǒng)分為三個部分：多通道采樣控制模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，存儲控制模塊。 多通道采樣控制模塊的設(shè)計(jì)。利用4片AD7506和一片AD7862對64路模擬量進(jìn)行周期采樣，分別設(shè)計(jì)了通道選擇控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊，并進(jìn)行了仿真，完成了基于FPGA的多通道采樣控制。 數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)。FFT算法在數(shù)字信號處理中占有重要的地位，因此本文研究了FFT的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，提出了用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT的一種設(shè)計(jì)思想，給出了總體實(shí)現(xiàn)框圖。分別設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)因子復(fù)數(shù)乘法器，碟形運(yùn)算單元，存儲器，控制器，并分別進(jìn)行了仿真。重點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了FFT算法中的蝶形處理單元，采用了一種高效乘法器算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了蝶形處理單元中的旋轉(zhuǎn)因子乘法器，從而提高了蝶形處理器的運(yùn)算速度，降低了運(yùn)算復(fù)雜度。理論分析和仿真結(jié)果表明，狀態(tài)機(jī)控制器成功地對各個模塊進(jìn)行了有序、協(xié)調(diào)的控制。 存儲控制模塊的設(shè)計(jì)。利用閃存芯片K9K1G08UOA對采集處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，設(shè)計(jì)了FPGA與閃存的硬件連接，設(shè)計(jì)了存儲控制模塊。 本文對FFT算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，結(jié)合單片系統(tǒng)的特點(diǎn)，把整個系統(tǒng)分為多通道采樣控制模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，存儲控制模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。設(shè)計(jì)采用VHDL編寫程序的源代碼。仿真測試結(jié)果表明，此FPGA單片系統(tǒng)可完成對實(shí)時信號的高速采集與處理。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)據(jù)采集 處理技術(shù)
上傳時間： 2013-07-06
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基于vhld的三層電梯控制器的設(shè)計(jì)，是關(guān)于EDA技術(shù)的，和CPLD也很相關(guān)。
上傳時間： 2013-06-26
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隨著印制電路板功能的日益增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，系統(tǒng)中各個功能單元之間的連線間距越來越細(xì)密，基于探針的電路系統(tǒng)測試方法已經(jīng)很難滿足現(xiàn)在的測試需要。邊界掃描測試(BST)技術(shù)通過將邊界掃描寄存器單元安插在集成電路內(nèi)部的每個引腳上，相當(dāng)于設(shè)置了施加激勵和觀測響應(yīng)的內(nèi)建虛擬探頭，通過該技術(shù)可以大大的提高數(shù)字系統(tǒng)的可觀測性和可控性，降低測試難度。針對這種測試需求，本文給出了基于FPGA的邊界掃描控制器設(shè)計(jì)方法。 完整的邊界掃描測試系統(tǒng)主要由測試控制部分和目標(biāo)器件構(gòu)成，其中測試控制部分由測試圖形、數(shù)據(jù)的生成與分析及邊界掃描控制器兩部分構(gòu)成。而邊界掃描控制器是整個系統(tǒng)的核心，它主要實(shí)現(xiàn)JTAG協(xié)議的自動轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描測試總線信號，而邊界掃描測試系統(tǒng)工作性能主要取決與邊界掃描控制器的工作效率。因此，設(shè)計(jì)一個能夠快速、準(zhǔn)確的完成JTAG協(xié)議轉(zhuǎn)換，并且具有通用性的邊界掃描控制器是本文的主要研究工作。 本文首先從邊界掃描技術(shù)的基本原理入手，分析邊界掃描測試的物理基礎(chǔ)、邊界掃描的測試指令及與可測性設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，提出了邊界掃描控制器的總體設(shè)計(jì)方案。其次，采用模塊化設(shè)計(jì)思想、VHDL語言描述來完成要實(shí)現(xiàn)的邊界掃描控制器的硬件設(shè)計(jì)。然后，利用自頂向下的驗(yàn)證方法，在對控制器內(nèi)功能模塊進(jìn)行基于Testbench驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，利用嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，將所設(shè)計(jì)的邊界掃描控制器集成到SOPC中，構(gòu)成了基于SOPC的邊界掃描測試系統(tǒng)。并且對SOPC系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件協(xié)同仿真，實(shí)現(xiàn)對邊界掃描控制器的功能驗(yàn)證后將其應(yīng)用到實(shí)際的測試電路當(dāng)中。最后，在基于SignalTapⅡ硬件調(diào)試的基礎(chǔ)上，軟硬件結(jié)合對整個系統(tǒng)可行性進(jìn)行了測試。從測試結(jié)果看，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，該邊界掃描控制器的設(shè)計(jì)方案是正確可行的。 本文設(shè)計(jì)的邊界掃描控制器具有自主知識產(chǎn)權(quán)，可以與其他處理器結(jié)合構(gòu)成完整的邊界掃描測試系統(tǒng)，并且為SOPC系統(tǒng)提供了一個很有實(shí)用價值的組件，具有很明顯的現(xiàn)實(shí)意義。
上傳時間： 2013-07-20
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