隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各科學(xué)領(lǐng)域?qū)y試技術(shù)提出了越來越高的要求。調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)是調(diào)試、校驗(yàn)調(diào)速器性能的一種試驗(yàn)工具，是船舶修造廠、尤其調(diào)速器修造專業(yè)廠必須具有的試驗(yàn)設(shè)備。基于ARM嵌入式平臺(tái)和uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式控制調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)是基于國內(nèi)外調(diào)速器測試技術(shù)的發(fā)展趨勢和工作的實(shí)際要求。本調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)充分利用了嵌入式單片機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，通過采用多種傳感器采集系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，例如直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速、調(diào)速器的齒條位移等等，經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理并輸出結(jié)果來實(shí)現(xiàn)調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)的功能，并運(yùn)用新型的全彩液晶顯示屏將各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出來。 本文主要是針對(duì)調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的研究，在分析了嵌入式軟硬件可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，借鑒了“開發(fā)平臺(tái)”的設(shè)計(jì)思想，首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上架構(gòu)通用的硬件平臺(tái)，對(duì)測控平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于關(guān)鍵的接口電路進(jìn)行了比較深入的研究，針對(duì)不同的應(yīng)用，集成了多種接口電路。其次，在實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)uC/OS-II在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，架構(gòu)了通用的軟件平臺(tái)，對(duì)接口電路驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。最后，研究了基于參數(shù)實(shí)時(shí)可變型的一種新型的PID控制算法，并將此PID算法作為調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)的控制算法。 通過對(duì)本系統(tǒng)的研究開發(fā)，提高了調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)的測試精度，也使性能更加穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測試過程的自動(dòng)化，從而減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，降低了試驗(yàn)成本，也同時(shí)消除了安全隱患，因此對(duì)本課題的研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
標(biāo)簽： ARM COS 調(diào)速器 試驗(yàn)臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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本文提出了一種高速Viterbi譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。這種Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)方案既可以制成高性能的單片差錯(cuò)控制器，也可以集成到大規(guī)模ASIC通信芯片中，作為全數(shù)字接收的一部分。 本文所設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器采用了基四算法，與基二算法相比，其譯碼速率在理論上約提升一倍。加一比一選單元是Viterbi譯碼器最主要的瓶頸所在，本文在加一比一選模塊中采用了全并行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，這種方法雖然增加了硬件的使用面積，卻有效的提高了譯碼器的速率。在幸存路徑管理部分采用了兩路并行回溯的設(shè)計(jì)方法，與寄存器交換法相比，回溯算法更適用于FPGA開發(fā)設(shè)計(jì)。為了提高譯碼性能，減小譯碼差錯(cuò)，本文采用較大譯碼深度的回溯算法以保證幸存路徑進(jìn)行合并。實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的誤碼測試儀，在FPGA內(nèi)部完成誤碼驗(yàn)證和誤碼計(jì)數(shù)的工作。 與基于軟件實(shí)現(xiàn)譯碼過程的DSP芯片不同，F(xiàn)PGA芯片完全采用硬件平臺(tái)對(duì)Viterbi譯碼器加以實(shí)現(xiàn)，這使譯碼速率得到很大的提升。針對(duì)于具體的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，本文采用了硬件描述語言VHDL來完成設(shè)計(jì)。通過對(duì)譯碼器的綜合仿真和FPGA實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證了該方案的可行性。譯碼器的最高譯碼輸出速率可以達(dá)到60Mbps。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著空間科學(xué)任務(wù)的增加,需要處理的空間科學(xué)數(shù)據(jù)量激增,要求建立一個(gè)高速的空間數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡(luò).高速復(fù)接器作為空間飛行器星上網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備,其性能對(duì)整個(gè)空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲(chǔ)器FIFO進(jìn)行異步速率調(diào)整,應(yīng)用VHDL語言和可編程門陣列FPGA技術(shù),對(duì)多個(gè)信號(hào)源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包、信道選通調(diào)度和多路復(fù)接的方法.設(shè)計(jì)中,用VHDL語言對(duì)高速復(fù)接器進(jìn)行行為級(jí)建模,為了驗(yàn)證這個(gè)模型,首先使用軟件進(jìn)行仿真,通過編寫testbench程序模擬FIFO的動(dòng)作特點(diǎn),對(duì)程序輸入信號(hào)進(jìn)行仿真,在軟件邏輯仿真取得預(yù)期結(jié)果后,繼續(xù)設(shè)計(jì)硬件電路,設(shè)計(jì)出的實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)了將來自兩個(gè)不同速率的信源數(shù)據(jù)(1394總線數(shù)據(jù)和1553B總線數(shù)據(jù))復(fù)接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù).在實(shí)驗(yàn)調(diào)試中對(duì)FPGA的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn),同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證.驗(yàn)證結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)目標(biāo).應(yīng)用硬件可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)高速復(fù)接器,大幅度提高了數(shù)據(jù)的復(fù)接速率,可應(yīng)用于未來的星載高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)接任務(wù).
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導(dǎo)彈過載模擬試車臺(tái)的各種參數(shù),來評(píng)價(jià)導(dǎo)彈在飛行過程中的性能，由于試車臺(tái)是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設(shè)備要求高，如果遇到設(shè)備故障或設(shè)備事故，其損失相當(dāng)巨大，保證設(shè)備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用了基于現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是FPGA技術(shù)在數(shù)據(jù)采集器中可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應(yīng)性，并且可以將整個(gè)PCM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可編程序系統(tǒng)，用戶只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標(biāo)度等均可改變以適應(yīng)任何場合。并且采用合理的糾錯(cuò)和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過對(duì)PCM通信的特點(diǎn)研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個(gè)模塊的具體建模與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，采用VHDL實(shí)現(xiàn)了數(shù)字復(fù)接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設(shè)計(jì)。采用基于NiosII實(shí)現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。 測試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCM信號(hào)的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強(qiáng)的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯(cuò)可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。
標(biāo)簽： FPGA PCM 通信實(shí)現(xiàn) 多路
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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通過駐極體話筒對(duì)音樂聲量進(jìn)行采集后，把采集的信號(hào)進(jìn)行放大整流濾波，并通過555構(gòu)成的壓控振蕩器把音樂的聲量信號(hào)轉(zhuǎn)化成變化的振蕩頻率，即通過聲量的大小來產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振蕩信號(hào)，再經(jīng)過二進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)該振蕩輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)輸出四種不同的狀態(tài)，通過二-四譯碼器對(duì)計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的選通信號(hào)控制燈流接口電路 ，接口電路驅(qū)動(dòng)一列信號(hào)指示燈,實(shí)現(xiàn)燈流速度隨音樂聲量大小而相應(yīng)變化的效果。
標(biāo)簽： 速度 電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著嵌入式控制在工業(yè)領(lǐng)域的不斷滲入，進(jìn)入21世紀(jì)之后，基于ARM體系Linux操作系統(tǒng)的嵌入式一體化工業(yè)控制系統(tǒng)成為了工業(yè)控制的主要發(fā)展方向，ARM芯片不僅體積小，功耗低，而且功能強(qiáng)；Linux由于其開源，穩(wěn)定以及成本低的優(yōu)點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 本文研究的主要內(nèi)容是基于Linux操作系統(tǒng)ARM體系的嵌入式工控一體機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該嵌入式工控一體機(jī)是基于Motorola公司研發(fā)的ARM9嵌入式系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)精簡，并有很高的執(zhí)行效率。它根據(jù)特定的工業(yè)控制對(duì)象定制特定的模型與控制算法。另外，該設(shè)備自身還具備各種數(shù)字PID控制算法，實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制。可以應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中的各類被控設(shè)備，以及為高校自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用研究提供解決方案。它的軟件編程由Qt集成開發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)，Qt是基于C++的針對(duì)構(gòu)造圖形用戶界面（程序）所使用的GUI工具包，它速度塊，易于使用，并具有很好的可移植性。 本文首先對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行選型，然后提出了系統(tǒng)的軟硬件整體架構(gòu)和系統(tǒng)的啟動(dòng)流程。接著介紹了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建，包括啟動(dòng)加載器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，Linux內(nèi)核的移植，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫以及圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn)。最后，詳細(xì)介紹了一個(gè)具有創(chuàng)新性的案例作為該嵌入式Linux工控一體機(jī)作為通訊和控制終端的典型應(yīng)用。 該嵌入式Linux工控一體機(jī)具有極好的實(shí)用性和應(yīng)用前景，并且其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程對(duì)于其它嵌入式平臺(tái)也具有很好的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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本文介紹了單片機(jī)在鍋爐溫度控制上的應(yīng)用，主要是以87C51 單片機(jī)作為控制器核心，結(jié)合溫度傳感變送器、A/D 轉(zhuǎn)換器、LED 顯示器、D/A 轉(zhuǎn)換器，模擬多路開關(guān)等，組成一個(gè)八通道的鍋爐溫度控
標(biāo)簽： 單片機(jī) 中的應(yīng)用 鍋爐 溫度控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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偏移正交相移鍵控(OQPSK：Offset Quadrature Phase Shift Keying)調(diào)制技術(shù)是一種恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)，具有頻譜利用率高、頻譜特性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信領(lǐng)域。 論文以某型偵收設(shè)備中OQPSK解調(diào)器的全數(shù)字化為研究背景，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的全數(shù)字OQPSK調(diào)制解調(diào)器，其中調(diào)制器主要用于仿真未知信號(hào)，作為測試信號(hào)源。論文研究了全數(shù)字OQPSK調(diào)制解調(diào)的基本算法，包括成形濾波器、NCO模型、載波恢復(fù)、定時(shí)恢復(fù)等；完成了整個(gè)調(diào)制解調(diào)算法的MATLAB仿真。在此基礎(chǔ)上，采用VHDL硬件描述語言在Xilinx公司ISE7.1開發(fā)環(huán)境下設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了各個(gè)算法模塊，并在硬件平臺(tái)上加以實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)際現(xiàn)場測試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所偵收信號(hào)的正確解調(diào)。論文還實(shí)現(xiàn)了解調(diào)器的百兆以太網(wǎng)接口，使得系統(tǒng)可以方便地將解調(diào)數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)處理。
標(biāo)簽： OQPSK FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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研制發(fā)射微小衛(wèi)星，是我國利用空間技術(shù)服務(wù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、造福人類的重要途徑。現(xiàn)代微小衛(wèi)星在短短20年里能取得長足的發(fā)展，主要取決于微小衛(wèi)星自身的一系列特點(diǎn)：重量輕，體積小，成本低，性能高，安全可靠，發(fā)射方便、快捷靈活等。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于傳輸信道的多徑和各種噪聲的影響，信號(hào)在接收端會(huì)引起差錯(cuò)，通過信道編碼環(huán)節(jié)，可對(duì)這些不可避免的差錯(cuò)進(jìn)行檢測和糾正。 在微小衛(wèi)星通信鏈路中，信道編碼器的任務(wù)是差錯(cuò)控制。本文采用符合空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的鏈接碼進(jìn)行信道編碼，即內(nèi)碼為（2，1，6）的卷積碼，外碼為（255，223）的RS碼，中間進(jìn)行交織操作。其中，里德-索羅蒙碼(簡稱RS碼)是一種重要的非二進(jìn)制BCH碼，是分組碼中糾錯(cuò)能力最強(qiáng)的糾錯(cuò)碼，一次可以糾正多個(gè)突發(fā)錯(cuò)誤，廣泛地用于空間通信中。 本文針對(duì)南京航空航天大學(xué)自行研制的微小衛(wèi)星通信分系統(tǒng)的技術(shù)要求，在用SystemView和C語言仿真的基礎(chǔ)上，用硬件描述語言Verilog設(shè)計(jì)了RS（255，223）編碼器和譯碼器，使用Modelsim軟件進(jìn)行了功能仿真，并通過Xilinx公司的軟件ISE對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合、布局布線，最后生成可下載的比特流文件下載到Xilinx公司的型號(hào)為XC3S2000的FPGA芯片中，完成了電路的設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了編碼譯碼的功能，表明本文設(shè)計(jì)的信道編解碼器的正確性和實(shí)用性，滿足了微小衛(wèi)星通信分系統(tǒng)的技術(shù)要求。
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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視頻監(jiān)控一直是人們關(guān)注的應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)之一，它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛用于在電視臺(tái)、銀行、商場等場合。在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，經(jīng)常需要對(duì)多路視頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果每一路視頻信號(hào)都占用一個(gè)監(jiān)視器屏幕，則會(huì)大大增加系統(tǒng)成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號(hào)合成一路在監(jiān)視器顯示，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。 傳統(tǒng)的基于分立數(shù)字邏輯電路甚至DSP芯片設(shè)計(jì)的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此，本文介紹了一種基于FPGA技術(shù)的視頻圖像畫面分割器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 本文對(duì)視頻圖像畫面分割技術(shù)進(jìn)行了分析，完成了基于ITU-RBT.656視頻數(shù)據(jù)格式的畫面分割方法設(shè)計(jì)；系統(tǒng)采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器，設(shè)計(jì)了視頻圖像畫面分割器的硬件電路，該電路在FPGA中，將數(shù)字電路集成在一起，電路結(jié)構(gòu)簡潔，具有較好的穩(wěn)定性和靈活性；在硬件電路平臺(tái)基礎(chǔ)上，以四路視頻圖像分割為例，完成了I2C總線接口模塊，異步FIFO模塊，有效視頻圖像數(shù)據(jù)提取模塊，圖像存儲(chǔ)控制模塊和圖像合成模塊的設(shè)計(jì)，首先，由攝像頭采集四路模擬視頻信號(hào)，經(jīng)視頻解碼芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻圖像信號(hào)后送入異步FIFO緩沖。然后，根據(jù)畫面分割需要進(jìn)行視頻圖像數(shù)據(jù)抽取，并將抽取的視頻圖像數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器。最后，按照數(shù)字視頻圖像的數(shù)據(jù)格式，將四路視頻圖像合成一路編碼輸出，實(shí)現(xiàn)了四路視頻圖像分割的功能。從而驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實(shí)現(xiàn)多路視頻圖像的采集、存儲(chǔ)和合成等邏輯控制功能，I2C總線對(duì)兩片視頻解碼器進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置等方法，實(shí)現(xiàn)四路視頻圖像的輪流采集、存儲(chǔ)和圖像的合成，提高了系統(tǒng)集成度，并可根據(jù)系統(tǒng)需要修改設(shè)計(jì)和進(jìn)一步擴(kuò)展功能，同時(shí)提高了系統(tǒng)的靈活性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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