LED顯示屏是LED點陣模塊或者像素單元組成的平面顯示屏幕。自從誕生以來,以其亮度高、視角廣、壽命長、性價比高的特點,在交通、廣告、新聞發布、體育比賽、電子景觀等領域得到了廣泛應用。 LED顯示屏控制器作為控制LED屏顯示圖像、數據的關鍵,是整個LED視頻顯示系統的核心。本文研究的是對全彩色同步LED屏的控制,控制LED屏同步顯示在上位機顯示系統中某固定位置處的圖像。根據已有的LED顯示屏及其驅動器的特點,提出了一種可行的方案并進行了設計。系統主要分為兩個部分:視頻信號的獲取,視頻信號的處理。 經過分析比較,決定從顯卡的DVI接口獲得視頻源,視頻源經過DVI解碼芯片TFP401A的解碼后,可以獲得圖像的數字信息,這些信息包括紅、綠、藍三基色的數據以及行同步、場同步、使能等控制信號。這些信號將在視頻信號處理模塊中被使用。 信號處理模塊在接收視頻信號源后,對數據進行處理,最后輸出數據給驅動電路。在信號處理模塊中,采用了可編程邏輯器件FPGA來完成。可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、高可靠性、在線可編程(ISP)等特點,所以特別適合于本設計。利用FPGA的可編程性,在FPGA內部劃分了各個小模塊,各小模塊中通過少量的信號進行聯系,這樣就將比較大的系統轉化成許多小的系統,使得設計更加簡單,容易驗證。本文分析了驅動電路所需要的數據的特點,全彩色灰度級的實現方式,決定把系統劃分為視頻源截取、RGB格式轉化、位平面分離、讀SRAM地址發生器、寫SRAM地址發生器、讀寫SRAM選擇控制器、灰度實現等模塊。 最后利用示波器和SignalTap II邏輯分析儀等工具,對系統進行了聯合調試。改進了時序、優化了布局布線,使得系統性能得到了良好的改善。 在分析了所需要的資源的基礎上,課題決定采用Altera的Cyclone EP1C12 FPGA設計視頻信號處理模塊,在Quartus II和modelsim平臺下,用Verilog HDL語言開發。
上傳時間: 2013-05-19
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利用單片機及溫度傳感器測量溫度,并將測量溫度值和設定溫度值(50度)比較,根據比較結果控制斷續加熱器(用發光二極管模擬)的通斷占空比,一個工作周期3S左右。
上傳時間: 2013-06-21
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顯示技術被定義為新世紀世界朝陽產業之一。幾十年來,LED顯示技術成為一項使用最廣泛和最普及的技術,由于其極高的性價比、高亮度、主動發光等特性,使得LED構成的大屏幕已經被廣泛的應用于車站、碼頭、廣場等各種場合以及各企事業單位,成為各單位、部門很好的信息發布與交流工具。傳統的顯示技術以簡單的8位或者16位單片微控制器為核心,其運算速度、內存容量、存儲空間和通訊方式等方面存在著很大的局限性,很難實現高難度圖文動態特技顯示和高灰度級顯示,并且無法滿足信息容量大和處理速度很高的場所。 本文在分析LED顯示控制原理、灰度級實現以及彩色顯示實現原理的基礎上,制定了ARM+FPGA的LED點陣顯示控制方案,采用三星公司S3C2410芯片上的LCD顯示接口,設計了顯示數據重組、非線性占空比γ反校正等邏輯,結合FPGA技術實現了高性能的LED點陣顯示控制;同時研究了嵌入式Linux操作系統,在實驗基礎上詳細論述基于Linux操作系統的幀緩存設備模塊加載模式下的控制技術,并開發基于ARM平臺的LED顯示屏播放以及管理應用程序。 本文的創新之處在于提出并系統研究了改善LED顯示效果的數據重組技術以及非線性占空比下的γ反校正技術,并通過軟硬件調試系統達到預期顯示效果。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了一種基于AVR 單片機Atmel 169,與旋轉編碼器AS5040 及3966 控制直流電機構成的電風扇360 度內搖頭角度調節裝置的實現,設計了AS5040 旋轉編碼器接口電路、P
上傳時間: 2013-05-19
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信息化社會的到來以及IP技術的興起,正深刻的改變著電信網絡的面貌以及未來技術發展的走向。無線通信技術的發展為實現數字化社區提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業務的核心。如何在環境惡劣的無線環境中,實時傳輸高質量的視頻面臨著巨大的挑戰,因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說,網絡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,經常會出現連續的、突發性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性,使得傳輸的可靠性大為降低。 視頻播放具有嚴格的實時性要求,這就要求網絡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。然而無線移動網絡卻無法提供可靠的服務質量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰,本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎上,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境下實現H.264解碼器進行了研究。 結合低碼率和幀內刷新,提出一種針對感興趣區的可變幀內刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區域進行更好的錯誤控制,以提高區域圖像質量,同時能根據感興趣區及信道的狀況自動調整宏塊刷新數量,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FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法,可根據圖像的復雜度自適應地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結果表明這種FMO編碼方式完全可行,且在運動復雜度頻繁變化時效果更加明顯,完全可應用在環境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結構和X264研究的基礎上,基本實現了基于H.264的嵌入式解碼,在PXA270基礎上進行環境的配置,定制WirtCE操作系統,并編譯、產生開發所用的SDK和下載內核到目標機。利用開發工具EVC實現在PC機上的實時開發和在線仿真調試,最終實現了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間: 2013-06-18
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表面粗糙度是機械加工中描述工件表面微觀形狀重要的參數。在機械零件切削的過程中,刀具或砂輪遺留的刀痕,切屑分離時的塑性變形和機床振動等因素,會使零件的表面形成微小的蜂谷。這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就叫做表面粗糙度,也稱為微觀不平度。表面粗糙度的測量是幾何測量中的一個重要部分,它對于現代制造業的發展起了重要的推動作用。世界各國競相進行粗糙度測量儀的研制,隨著科學技術的發展,各種各樣的粗糙度測量系統也競相問世。對于粗糙度的測量,隨著技術的更新,國家標準也一直在變更。最新執行的國家標準(GB/T6062-2002),規定了粗糙度測量的參數,以及制定了觸針式測量粗糙度的儀器標準[1]。 隨著新國家標準的執行,許多陳舊的粗糙度測量儀已經無法符合新標準的要求。而且生產工藝的提高使得原有方案的采集精度和采集速度,滿足不了現代測量技術的需要。目前,各高校公差實驗室及大多數企業的計量部門所使用的計量儀器(如光切顯微鏡、表面粗糙度檢查儀等)只能測量單項參數,而能進行多參數測量的光電儀器價格較貴,一般實驗室和計量室難以購置。因此如何利用現有的技術,結含現代測控技術的發展,職制出性能可靠的粗糙度測量儀,能有效地降低實驗室測量儀器的成本,具有很好的實用價值和研究意義。 基于上述現狀,本文在參考舊的觸針式表面粗糙度測量儀技術方案的基礎上,提出了一種基于ARM嵌入式系統的粗糙度測量儀的設計。這種測量儀采用了先進的傳感器技術,保證了測量的范圍和精度;采用了集成的信號調理電路,降低了信號在調制、檢波、和放大的過程中的失真;采用了ARM處理器,快速的采集和控制測量儀系統;采用了強大的PC機人機交互功能,快速的計算粗糙度的相關參數和直觀的顯示粗糙度的特性曲線。 論文主要做了如下工作:首先,論文分析了觸針式粗糙度測量儀的發展以及現狀;然后,詳細敘述了系統的硬件構成和設計,包括傳感器的原理和結構分析、信號調理電路的設計、A/D轉換電路的設計、微處理器系統電路以及與上位機接口電路的設計。同時,還對系統的數據采集進行了研究,開發了相應的固件程序及接口程序,完成數據采集軟件的編寫,并且對表面粗糙度參數的算法進行程序的實現。編寫了控制應用程序,完成控制界面的設計。最終設計出一套多功能、多參數、高性能、高可靠、操作方便的表面粗糙度測量系統。
上傳時間: 2013-04-24
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溫室技術是我國實現農業信息化的重要環節,溫度是溫室中的重要環境參數。實時控制是指在規定的時間內,系統必須做出相應的響應,是現代溫室控制發展的更高要求。隨著精細農業的發展,傳統的大棚已經不能滿足現代高精度、快速采集及響應的要求,由于溫度的滯后性和難調控性,溫度實時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優點,提出運用CPID硬件來實現數據采集,移植實時操作系統到ARM來實現復雜算法控制,采用高精度數字傳感器DS18820,并設計出混合PID模糊控制器來實現溫室的變溫管理,這對于現代溫室的智能化控制有著十分重要的實際意義。較傳統溫室,優點在于(1)它改變以往依靠單片機軟件來實現傳感器周期性采集,改用CPID硬件產生數字傳感器所需的讀寫時序,這種“以硬代軟”的方案實時性好,且大大避免了軟件運行時的不穩定性、系統冗余等先天缺陷。(2)操作系統能實現多任務、多線程以及友好的人機界面。 試驗以華中農業大學的華北型機械通風式連棟塑料溫室為試驗模型,選擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標板,以PC機為宿主機,設計了實時溫度控制平臺。 主要工作: (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術及嵌入式實時操作系統的發展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網口模塊、uClinux操作系統模塊等系統完成了本試驗平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進行了仿真,得出混合PID模糊控制器較經典PID控制具有更快的動態響應、更小超調、抗干擾強的結論。 (5)最后,通過試驗數據驗證了整套系統實時采集的穩定性及可靠性,指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,LED顯示系統在信息顯示領域得到了廣泛的應用,迅速發展成一種電子廣告媒體,而且已形成具有相當發展潛力的電子產業。隨著北京申辦年奧運會的成功,必將進一步推動LED顯示屏產業的發展。 就目前的發展趨勢來看,LED視頻顯示系統是一個發展趨勢。而目前的LED視頻系統必須以PC機為視頻源,一對一的聯機、同步顯示,屬于同步顯示系統,使用不是很靈活方便。一般用于大型購物廣場的戶外播放視頻廣告、電視和電影,還可用于大型體育比賽場所,實時直播賽況。盡管異步顯示系統可脫機使用,方便靈活,但不能夠播放視頻信息。 從商業角度來說,技術先進的不一定就是能在市場上完全能行的通的。隨著電子廣告市場發展,城市街道的視頻廣告也必將是一種發展趨勢,因為具有動感的彩色視頻廣告比普通的廣告壁紙更能吸引人們眼球,同時也為城市添加一道靚麗的風景。而具有壽命長、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠等特點的LED顯示系統比較適合此場所的顯示要求。針對這一特點,開發一套小型、可脫機播放視頻的LED顯示系統,具有重要的意義和市場價值,不僅有助于城市電子廣告產業的發展,也必將推進小型LED視頻系統的研究進程以及在其他領域的廣泛應用。 因此,本課題以此作為研究工作的起點。本文在分析LED顯示屏工作原理后,針對目前LED異步顯示系統存在的缺點,結合LED同步顯示系統的主要功能及技術指標,提出解決關鍵問題的總體技術方案。該系統采用ARM+FPGA的硬件構架,利用ARM處理器可移植操作系統、自帶LCD控制器、可實現圖形界面系統的特點,將ARM系統作為視頻源,FPGA用于顯示數據重構、灰度掃描控制的電路設計,有效解決了該系統的關鍵技術問題。 本文的核心是ARM系統軟硬件設計及FPGA邏輯設計兩大部分。首先根據系統的總體設計方案實現控制系統硬件平臺的設計:然后在此基礎上通過對嵌入式Linux內核的移植、LCD驅動程序的開發及Qtopia圖形界面系統的實現,完成了ARM系統的軟件平臺設計;最后重點介紹了FPGA的邏輯設計及仿真分析,并驗證了各模塊的功能設計的正確性。
上傳時間: 2013-06-26
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JPEG2000是由ISO/ITU-T組織下的IECJTC1/SC29/WG1小組制定的下一代靜止圖像壓縮標準,其優良的壓縮特性使得它將具有廣泛的應用領域。JPEG2000算法非常復雜,圖像編碼過程占用了大量的處理器時間開銷和內存開銷,因而通過對JPEG2000算法進行優化并采用硬件電路來實現JPEG2000標準的部分或全部內容,對加快編碼速度從而擴展其應用領域有重要的意義。 本文的研究主要包括兩方面的內容,其一是JPEG2000算術編碼器算法的研究與硬件設計,其二是JPEG2000碼率控制算法的研究與優化算法的設計。在研究算術編碼器過程中,首先研究了JPEG2000中基于上下文的MQ算術編碼器的編碼原理和編碼流程,之后采用有限狀態機和二級流水線技術,并在不影響關鍵路徑的情況下通過對算術編碼步驟優化采用硬件描述語言對算術編碼器進行了設計,并通過了功能仿真與綜合。實驗證明該設計不但編碼速度快,而且流水線短,硬件設計的復雜度低且易于控制。 在研究碼率控制算法過程中,首先結合率失真理論建立了算法的數學模型,并驗證了該算法的有效性,之后深入分析了該數學模型的實現流程,找出影響算法效率的關鍵路徑。在對算法優化時采用黃金分割點算法代替原來的二分查找法,并使用了碼塊R-D斜率最值記憶和碼率誤差控制算法。實驗證明,采用優化算法在增加少量系統資源的情況下使得計算效率提高了60%以上。之后,分析了率失真理論與JPEG2000中PCRD-opt算法的具體實現,又提出了一種失真更低的比特分配方案,即按照“失真/碼長”值從大到小通道編碼順序進行編碼,通過對該算法的仿真驗證,得出在固定碼率條件下新算法將產生更少的失真。
上傳時間: 2013-07-13
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自90年代以來,LED顯示屏的設計制造和應用水平得到日益提高,LED顯示屏經歷了從單色、雙色圖文顯示屏,到圖像顯示屏,一直到今天的全彩色視頻顯示屏的發展過程。在此發展過程中,無論在器件的性能(超高亮度LED顯示屏及藍色發光二極管等)和系統組成(計算機化的全動態顯示系統)等方面都取得了長足的進步。 LED顯示屏相比與其它的平板顯示器,有其獨特的優越性,比如:可靠性高、使用壽命長、環境適應能力強、性價比高且成本低等特點,且隨著全彩屏顯示技術的日益完善,使得LED顯示屏在許多場合得到廣泛的應用。 本文詳細介紹了利用DVI接口作為視頻LED顯示屏數據源,利用查表的方法實現伽瑪矯正的實現方案和實現4096級灰度的LED視頻顯示屏控制系統的設計原理。通過對等長時間實現4096級灰度方案的分析,得到此方案在系統速度和顯示屏的亮度上存在的局限,提出采用變長時間和消影時間相結合的方案實現4096級灰度的方案及實現,這是在提高硬件成本以獲得成本,速度和亮度的折中。在此基礎上,提出了用脈沖打散輸出的方法改善LED顯示屏顯示效果,并探討了低幀頻無閃爍LED全彩屏的實現方法;對一些可以提高LED顯示屏系統技術的新技術展開討論,為今后的動態全彩色LED顯示屏具體實現打下堅實的理論基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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