高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在信號檢測、雷達、圖像處理、網(wǎng)絡通信等領(lǐng)域有廣泛應用，不同的應用要求使用不同的總線和不同的設計，但是，無論基于何種應用，其設計的關(guān)鍵在接口的實現(xiàn)上。 @@ 隨著cPCI總線技術(shù)的發(fā)展，cPCI總線逐漸代替了PCI總線、VME總線，成為測控領(lǐng)域中最受人們青睞的總線形式。 @@ 為滿足高速采集過程中數(shù)據(jù)傳輸速度的要求和采集卡與PC機連接的機械強度的要求，本論文提出設計基于cPCI總線接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。設計中利用單片F(xiàn)PGA芯片實現(xiàn)PCI協(xié)議，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的FIFO芯片和串并轉(zhuǎn)換芯片，并完成對模擬電路的控制功能；并提出將應用程序中的一部分數(shù)據(jù)讀寫操作放入動態(tài)鏈接庫中，減少因應用程序反復調(diào)用驅(qū)動程序而造成的資源浪費和時間的延遲。 @@ 通過分析PCI總線協(xié)議，理解高頻數(shù)字電路設計方法和高速數(shù)據(jù)采集原理，本文開發(fā)了基于cPCI接口的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。經(jīng)過綜合測試和現(xiàn)場應用驗證表明，采集系統(tǒng)已達到了要求的性能指標。 @@關(guān)鍵詞：FPGA；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；cPCI； PC
上傳時間： 2013-07-08
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目前，數(shù)字信號處理廣泛應用于通信、雷達、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，但其具體硬件實現(xiàn)方法卻值得探討。FPGA是近年來廣泛應用的超大規(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，大大推動了數(shù)字系統(tǒng)設計的單片化、自動化，縮短了單片數(shù)字系統(tǒng)的設計周期、提高了設計的靈活性和可靠性，在超高速信號處理和實時測控方面有非常廣泛的應用。本文對FPGA的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)進行研究，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，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進行選型，設計了基于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計。利用4片AD7506和一片AD7862對64路模擬量進行周期采樣，分別設計了通道選擇控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換控制模塊，并進行了仿真，完成了基于FPGA的多通道采樣控制。 數(shù)據(jù)處理模塊的設計。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的硬件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，提出了用FPGA實現(xiàn)FFT的一種設計思想，給出了總體實現(xiàn)框圖。分別設計了旋轉(zhuǎn)因子復數(shù)乘法器，碟形運算單元，存儲器，控制器，并分別進行了仿真。重點設計實現(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計實現(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算速度，降低了運算復雜度。理論分析和仿真結(jié)果表明，狀態(tài)機控制器成功地對各個模塊進行了有序、協(xié)調(diào)的控制。 存儲控制模塊的設計。利用閃存芯片K9K1G08UOA對采集處理后的數(shù)據(jù)進行存儲，設計了FPGA與閃存的硬件連接，設計了存儲控制模塊。 本文對FFT算法的硬件實現(xiàn)進行了研究，結(jié)合單片系統(tǒng)的特點，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，存儲控制模塊進行設計和仿真。設計采用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)可完成對實時信號的高速采集與處理。
標簽： FPGA 數(shù)據(jù)采集 處理技術(shù)
上傳時間： 2013-04-24
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常規(guī)的壓控電源采用的是并聯(lián)電流負反饋電路，這種電路輸出電壓柔性較差，電壓輸出效率低，因為取樣電阻要占掉很大一部分的電壓，并且常規(guī)的壓控電流源不能實現(xiàn)一端接地，這也是并聯(lián)電流負反饋本身的
上傳時間： 2013-07-02
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點陣LCD的驅(qū)動顯控原理，lcd方面的使用已經(jīng)實例。
上傳時間： 2013-05-26
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數(shù)字超聲診斷設備在臨床診斷中應用十分廣泛，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，導致回波中心頻率下移的聲學物理現(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)部設計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復頻率可動態(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)字化超聲診斷設備打下了良好的基礎，將加快其研發(fā)和制造進程，為生物醫(yī)學電子、醫(yī)療設備和超聲診斷等方面帶來新思路。
上傳時間： 2013-06-18
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激光測距技術(shù)被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)測量、航空與大地的測量、國防及通信等諸多領(lǐng)域。本文從已獲得廣泛應用的脈沖激光測距技術(shù)入手，重點分析了近年提出的自觸發(fā)脈沖激光測距技術(shù)(STPLR)特別是其中的雙自觸發(fā)脈沖激光測距技術(shù)(BSTPLR)，通過分析發(fā)現(xiàn)其核心部件之一就是用于測量激光脈沖飛行時間(周期)的高精度高速計數(shù)器，而目前一般的方式是采用昂貴的進口高速計數(shù)器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)來完成，這使得激光測距儀在研發(fā)、系統(tǒng)的改造升級和自主知識產(chǎn)權(quán)保護等諸多方面受到制約，同時在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此，本文研究了采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來實現(xiàn)脈沖激光測距中的高精度高速計數(shù)及其他相關(guān)功能，基本解決了以上存在的問題。 論文通過對雙自觸發(fā)脈沖激光測距的主要技術(shù)要求和技術(shù)指標進行分析，對其中的信號處理單元采用了FPGA+單片機的設計形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測量模塊，在整個測距系統(tǒng)中是信號處理的核心部件，借助其用戶可編程特性及很高的內(nèi)部時鐘頻率，設計了專用于BSTPLR的高速高精度計數(shù)芯片，負責對測距信號產(chǎn)生電路中的時刻鑒別電路輸出信號進行計數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊則主要由單片機(AT89C51)來實現(xiàn)。系統(tǒng)可以通過鍵盤預置門控信號的寬度以均衡測量的精度和速度，測量結(jié)果采用7位LED數(shù)碼管顯示。本設計在近距離(大尺寸)范圍內(nèi)實驗測試時基本滿足設計要求。
標簽： FPGA 自觸發(fā)脈沖 激光測距 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時間： 2013-06-02
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隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快以及信息技術(shù)的進步，人們越來越多的借助高性能的移動手持設備來完成日常工作，目前手持設備處理性能有了很大的提高，其所能處理的數(shù)據(jù)量也越來越大，傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)方式已經(jīng)越來越滿足不了需求，嵌入式數(shù)據(jù)庫就隨之誕生，為手持設備提供專業(yè)的數(shù)據(jù)管理。嵌入式數(shù)據(jù)庫的輕量級、被軟件產(chǎn)品包含、無需人工數(shù)據(jù)庫管理等特點使其適合被應用于各類嵌入式系統(tǒng)及手持設備中。使用嵌入式數(shù)據(jù)庫與使用文件系統(tǒng)進行客戶端數(shù)據(jù)管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數(shù)據(jù)。使用數(shù)據(jù)庫完成大量數(shù)據(jù)的存儲和管理，同圖形界面軟件結(jié)合構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)的支撐系統(tǒng)。 SQLite數(shù)據(jù)庫作為一種開源的嵌入式數(shù)據(jù)庫，具有體積小，速度快，存儲量大，API使用方便等諸多的優(yōu)點，目前已經(jīng)成為被廣泛應用的嵌入式數(shù)據(jù)庫之一。同樣的，嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小，控件比較豐富，編程難度不高等優(yōu)點，受到廣大嵌入式開發(fā)者的喜愛。 本文的主要任務是將MINIGUI和SQLite進行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發(fā)板上，然后將圖形界面和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統(tǒng)。首先分析了系統(tǒng)所使用的硬件平臺并研究了軟件環(huán)境的搭建過程，包括移植Bootloader、移植linux內(nèi)核、建立NFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)進行程序調(diào)試，然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite移植到開發(fā)板的過程和它們各自的開發(fā)技術(shù)，最后詳細研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數(shù)據(jù)庫，從而將二者結(jié)合起來編程以實現(xiàn)本系統(tǒng)并給出了系統(tǒng)在開發(fā)過程中所遇到的關(guān)鍵問題的解決方案，包括屏幕旋轉(zhuǎn)及校正、設計軟鍵盤進行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當前條件下在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)一個比較簡單的信息管理系統(tǒng)是完全可行的。最后討論了該領(lǐng)域存在的一些問題和今后需要進一步研究的課題。
標簽： ARMLinux 嵌入式 信息管理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-10
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隨著科學技術(shù)的進步，電腦互聯(lián)網(wǎng)的普及，傳統(tǒng)糧倉人工監(jiān)控的方式正在被更加方便和高精確度的檢測控制系統(tǒng)所替代。在單機局部檢測控制的基礎上，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將整個糧倉測控系統(tǒng)集成在一起，通過網(wǎng)頁訪問方式，糧倉管理人員能夠更快更好地了解糧倉具體環(huán)境指標，各項溫濕度，氣體含量并通過控制電機等方式對環(huán)境各參數(shù)進行控制。 本文提出并設計了一套以ARM嵌入式開發(fā)板為核心的現(xiàn)代糧情測控系統(tǒng)。嵌入式糧情測控系統(tǒng)在傳感器采集到信號，進行處理后，將數(shù)據(jù)顯示在網(wǎng)頁和嵌入式開發(fā)板液晶屏上，通過TCP/IP協(xié)議，使用IE瀏覽器就可以在線查看實時數(shù)據(jù)，并且可以保存和打印數(shù)據(jù)，另外還可以通過網(wǎng)頁控制電機等設備工作。該系統(tǒng)硬件平臺使用ARM9微處理器S3C2410，以核心板和底板的方式組成，可以采集多路模擬和數(shù)字信號；支持標準RS232接口和USB通信接口；采用液晶顯示屏和觸摸屏的人機交互接口，為操作人員提供了良好的監(jiān)控界面；軟件系統(tǒng)使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，通過交叉編譯模式，使用C語言編寫移植傳感器驅(qū)動和電機控制程序，使用Boa嵌入式WEB服務器和SQLite數(shù)據(jù)庫搭建遠程監(jiān)控系統(tǒng)，使用MiniGUI圖形軟件系統(tǒng)編寫了終端界面程序，完成了人機交互界面的設計。 本文第一章綜合介紹了課題研究背景及嵌入式糧情測控系統(tǒng)的設計方案。第二章概述了嵌入式糧情測控系統(tǒng)的設計，包括嵌入式系統(tǒng)的特點及其軟硬件組成部分，以及系統(tǒng)設計中選用的各種傳感器及電機驅(qū)動器等。第三章詳細闡述了嵌入式糧情測控系統(tǒng)的實現(xiàn)，包括嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)流程，傳感器和電機的驅(qū)動及控制程序，以及嵌入式WEB遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計實現(xiàn)。第四章介紹了MiniGUI軟件界面的設計以及應用程序的設計。 論文最后對本課題的完成情況做了總結(jié)和評價，并且為本課題的發(fā)展提出了建議。
標簽： ARMLinuz 嵌入式 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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超聲波電機(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作響應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文主要以行波型超聲波電機的驅(qū)動控制技術(shù)為研究對象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設計并制作了超聲波電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)，并對超聲波電機的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下： 介紹了超聲波電機的工作原理、特點及其應用前景，總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究內(nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點及其開發(fā)方法，詳細介紹了超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設計過程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后，對所設計系統(tǒng)性能進行了實驗測試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機所需要的高頻驅(qū)動電源和數(shù)字控制的問題。本文設計的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設計并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡單、易行，通過實驗選擇合適的參數(shù)能適應一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學模型、收斂速度快的特點與PID簡單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機定位控制精度達到0.0880。
上傳時間： 2013-07-16
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隨著計算機、通信、電子技術(shù)的進步，嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進行多任務操作等優(yōu)點，在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應用。 本選題來自中山大學與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡系統(tǒng)地面原理樣機控制器設計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設計一種可以在地面實驗室環(huán)境中可靠運行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測控系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和軟件設計兩方面進行分析。在硬件設計上，主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心，主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設計的數(shù)據(jù)采集模塊（A/D）、基于I2C接口設計的PID控制信號輸出模塊（D/A）和采用PIO接口設計的開關(guān)控制輸出模塊等電路，其中后三個模塊承擔了流體網(wǎng)絡回路的傳感器數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵點的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務，后文將重點介紹。在軟件設計方面，主要分兩個方面進行討論，分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進行設計，包括主線程、服務器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程，三個線程同時運行，提高了系統(tǒng)的運行效率。上位機和主控制器通過接入以太網(wǎng)中，然后由服務器線程和上位機客戶端利用socket套接字實現(xiàn)通信。同時上位機軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面，配合主控制器實現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設計的嵌入式測控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強大功能模塊，包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等，可廣泛應用于控制領(lǐng)域。對該系統(tǒng)的一些研究成果和設計方法具有一定的先進性和良好的實用性，具有良好的應用前景。
標簽： ARM 流體 網(wǎng)絡測控
上傳時間： 2013-06-30
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