當(dāng)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),極大促進(jìn)了自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展——條形碼、光學(xué)字符識(shí)別、磁條(卡)、工C卡、語音識(shí)別、視覺識(shí)別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),是一種非接觸式的識(shí)別技術(shù);同時(shí),隨著另外一項(xiàng)技術(shù)——嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展,機(jī)構(gòu)小巧、性能優(yōu)越、價(jià)格便宜、操作簡便的手持式數(shù)據(jù)自動(dòng)讀寫設(shè)備發(fā)展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現(xiàn)場,可以供工作人員對(duì)現(xiàn)場物品信息進(jìn)行自動(dòng)收集,而隨著嵌入式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,使讀寫器不僅有數(shù)據(jù)采集功能,而且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以供管理決策。在這其中,操作系統(tǒng)、芯片、總線、接口技術(shù)成為讀寫器的內(nèi)核,嵌入式系統(tǒng)成為技術(shù)的代表。 隨著嵌入式操作系統(tǒng)(如linux、wirice.net)的出現(xiàn),使得軟件開發(fā)人員在嵌入式系統(tǒng)和普通pc機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用軟件開發(fā)不會(huì)感到太大的差別(借助于交叉開發(fā)環(huán)境,即在pc機(jī)上編譯連接,但生成的是目標(biāo)機(jī)代碼)。但是,對(duì)于那些應(yīng)用軟件開發(fā)者,往往對(duì)某一行業(yè)軟件開發(fā)比較熟悉卻對(duì)硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構(gòu)、部件工作原理等)恰恰是構(gòu)建一個(gè)嵌入式系統(tǒng)所必須的。因此,構(gòu)建一個(gè)性能穩(wěn)定、持續(xù)工作時(shí)間長、完善數(shù)據(jù)接口、方便讀寫器接口的手持式設(shè)備成為了當(dāng)今一個(gè)比較熱門的技術(shù)領(lǐng)域。本項(xiàng)目就是根據(jù)以上事實(shí),先分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,再根據(jù)項(xiàng)目需求、生產(chǎn)成本以及RFID應(yīng)用開發(fā)者的要求,決定采用以ARM920T為內(nèi)核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)開發(fā)了供RFID應(yīng)用軟件開發(fā)者使用的手持式RFID讀寫器。針對(duì)手持式設(shè)備的特點(diǎn)和實(shí)際要求,對(duì)讀寫器軟硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了規(guī)劃,完成了時(shí)鐘電路、nand flash存儲(chǔ)器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設(shè)計(jì),并開發(fā)了讀寫器的二次發(fā)API;在wince.net平臺(tái)下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì),最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了測試。
上傳時(shí)間: 2013-06-21
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隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的進(jìn)步和日益成熟,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。由于ISA數(shù)據(jù)采集卡的固有缺陷,PCI接口的數(shù)據(jù)采集卡將逐漸取代ISA數(shù)據(jù)采集卡,成為數(shù)據(jù)采集的主流。為了簡化PCI數(shù)據(jù)采集卡結(jié)構(gòu),提高數(shù)據(jù)采集可靠性,本文研究并開發(fā)了一種基于FPGA的PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)。 論文對(duì)PCI對(duì)目標(biāo)設(shè)備數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的原理和方法進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡的硬件電路,通過在FPGA中嵌入了PCI目標(biāo)設(shè)備的IP核與用戶邏輯部分,構(gòu)成了SOPC系統(tǒng)。使用Verilog硬件描述語言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了FPGA內(nèi)部采集數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)管理寄存器和FIFO數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列等模塊電路。利用ModelSim對(duì)PCI系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。完成了系統(tǒng)硬件電路PCB板的設(shè)計(jì),最終制作了PCI數(shù)據(jù)采集卡。 論文針對(duì)PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)軟件需求,研究了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件、Windows環(huán)境的簡易虛擬示波器以及簡易虛擬邏輯儀實(shí)現(xiàn)原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺(tái),開發(fā)了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)了Windows環(huán)境的簡易虛擬示波器,和簡易虛擬邏輯儀。系統(tǒng)測試結(jié)果表明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,功能和指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽: FPGA PCI 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時(shí)間: 2013-07-22
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隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和視頻技術(shù)的廣泛發(fā)展,數(shù)字圖像采集在電子通信與信息處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,例如廣播電視的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)視頻、監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)等. 視頻圖像采集卡作為計(jì)算機(jī)視頻應(yīng)用的前端設(shè)備,承擔(dān)著模擬視頻信號(hào)向數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的任務(wù),在多媒體時(shí)代占據(jù)著重要的位置.設(shè)計(jì)一種功能靈活,使用方便,便于嵌入到系統(tǒng)中的視頻信號(hào)采集電路具有重要的實(shí)用意義. 本文首先介紹數(shù)字圖像采集系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,提出了本次設(shè)計(jì)的目標(biāo): 完成基于PCI總線的高分辨率圖像采集卡設(shè)計(jì).然后簡單介紹了本次設(shè)計(jì)用到的基本理論:數(shù)據(jù)采集理論,特別說明了采樣和量化的定義與區(qū)別,以及量化的幾種方式和量化與AD技術(shù)之間的關(guān)系. 圖像采集系統(tǒng)的基本構(gòu)成,是以數(shù)字信號(hào)處理器為核心,控制外圍的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器和外圍存儲(chǔ)器.本文對(duì)比了當(dāng)下流行的DSP芯片和IFPGA芯片作為數(shù)字處理核心的優(yōu)缺點(diǎn),并根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要,選用FPGA作為數(shù)字信號(hào)處理器.然后列舉了幾款常用A/D視頻芯片,還介紹了SDRAM控制的基本流程,最后提出了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案. 圖像采集卡的硬件設(shè)計(jì)分為A/D前端模擬通道設(shè)計(jì)和FPGA數(shù)字信號(hào)傳輸及外圍電路設(shè)計(jì).本文重點(diǎn)介紹了A/D芯片外圍電路連接和使用方法,對(duì)PCI總線和它的控制電路也做了詳細(xì)闡述.對(duì)圖像采集卡的PCB布局布線也有詳細(xì)說明. 圖像采集卡FPGA內(nèi)部程序構(gòu)成也是本文的一個(gè)重點(diǎn).本次的程序設(shè)計(jì)主要分為數(shù)據(jù)采集模塊,即與A/D接口模塊,數(shù)據(jù)暫存模塊,即SDRAM讀寫控制模塊,數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊,即PCI控制模塊.重點(diǎn)在于對(duì)的SDRAM的連續(xù)讀寫控制和各個(gè)模塊間的協(xié)調(diào)工作.說明了.A/D采集數(shù)據(jù)從接收到存儲(chǔ)詳細(xì)過程,以及對(duì)SDRAM讀寫狀態(tài)機(jī)和PCI總線的操控. 最后介紹了硬件調(diào)試和FPGA程序驗(yàn)證結(jié)果.詳細(xì)說明了以Modelsim為平臺(tái)的前端功能仿真和后端時(shí)序仿真,以及以SignalTapⅡ?yàn)槠脚_(tái),程序下載到FPGA中進(jìn)行的實(shí)時(shí)驗(yàn)證.結(jié)果表明整個(gè)圖像采集系統(tǒng)基本達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所給出的性能指標(biāo),證明了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和合理性.
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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溫度是生活中最基本的環(huán)境參數(shù)。溫度的監(jiān)測與控制,對(duì)于生物生存生長,工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展都有著非同一般的意義。溫度傳感器的應(yīng)用涉及機(jī)械制造、工業(yè)過程控制、汽車電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的常用溫度傳感器有熱電偶、電阻溫度計(jì)RTD和NTC熱敏電阻等。但信號(hào)調(diào)理,模數(shù)轉(zhuǎn)換及恒溫器等功能全都會(huì)增加成本。現(xiàn)代集成溫度傳感器通常包含這些功能,并以其低廉的價(jià)格迅速地占據(jù)了市場。Dallas Semiconductor公司推出的數(shù)字式溫度傳感器DS1820采用數(shù)字化一線總線技術(shù)具有許多優(yōu)異特性。其一,它將控制線、地址線、數(shù)據(jù)線合為一根導(dǎo)線,允許在同一根導(dǎo)線上掛接多個(gè)控制對(duì)象,形成多點(diǎn)一線總線測控系統(tǒng)。布線施工方便,成本低廉。其二,線路上傳送的是數(shù)字信號(hào),所受干擾和損耗小,性能好。本課題旨在分析和設(shè)計(jì)基于數(shù)字化一線總線技術(shù)的溫度測控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用FPGA實(shí)現(xiàn)一個(gè)溫度采集控制器,用于傳感器和上位機(jī)的連接,并采用Microsoft公司的Visual C++作為開發(fā)平臺(tái),運(yùn)用MSComm控件進(jìn)行串口通信,進(jìn)行命令的發(fā)送和接收。
上傳時(shí)間: 2013-07-29
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隨著數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,實(shí)時(shí)處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。VLSI技術(shù)的迅猛發(fā)展為數(shù)字圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)。其中FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的特點(diǎn)使其在圖像采集和處理方面的應(yīng)用顯得更加經(jīng)濟(jì)、靈活、方便。 本文設(shè)計(jì)了一種以FPGA為工作核心,并實(shí)現(xiàn)了PCI接口的圖像采集壓縮系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方案,先把系統(tǒng)分成了三大塊,即圖像采集、PCI接口和圖像壓縮,然后分別設(shè)計(jì)各個(gè)大模塊中的子模塊。 首先,利用FPGA對(duì)專用視頻轉(zhuǎn)換器SAA7111A進(jìn)行控制,因?yàn)镾AA7111A是采用IC總線模塊,從而完成了對(duì)SAA7111A的控制,并通過設(shè)計(jì)圖像采集模塊、讀/寫數(shù)據(jù)模塊、總線管理模塊等,實(shí)現(xiàn)把標(biāo)準(zhǔn)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)并采集的功能。 其次,在了解PCI規(guī)范的前提下,深入地分析了PCI時(shí)序和地址配置空間等,設(shè)計(jì)了簡化邏輯的狀態(tài)機(jī),并用VHDL硬件描述語言設(shè)計(jì)了程序,完成了簡化邏輯的PCI接口設(shè)計(jì)在FPGA芯片內(nèi)部的實(shí)現(xiàn),達(dá)到了一33MHz、32位數(shù)據(jù)寬度、支持猝發(fā)傳輸?shù)腜CI從設(shè)備模塊的接口功能,與傳統(tǒng)的使用PCI專用接口芯片來實(shí)現(xiàn)的PCI接口比較來看,更加節(jié)約了系統(tǒng)的邏輯資源,降低了成本,增加了設(shè)計(jì)的靈活性。 再次,設(shè)計(jì)了WINDOWS下對(duì)PCI接口的驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序可以選擇不同的方法來完成,當(dāng)然每個(gè)方法都有自己的特點(diǎn),對(duì)幾種主要設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序的方法作以比較之后,本文選擇了使用DRIVER WORKS工具來完成。通過對(duì)配置空間的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)端口和內(nèi)存映射的設(shè)計(jì)、中斷服務(wù)的設(shè)計(jì)等,用VC++語言編寫了驅(qū)動(dòng)程序。 最后,考慮到增加系統(tǒng)的實(shí)用性和完備性,還填加設(shè)計(jì)了圖像的壓縮部分。這部分需要完成的工作是在上述系統(tǒng)完成后,再額外地把采集來的視頻數(shù)據(jù)通過另一路數(shù)據(jù)通道按照一定的格式壓縮后存儲(chǔ)到硬盤中。本系統(tǒng)中,這部分設(shè)計(jì)是利用Altera公司提供的IP核來完成壓縮的,同時(shí)還用VHDL語言在FPGA上設(shè)計(jì)了IDE硬盤接口,使壓縮后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤中。
上傳時(shí)間: 2013-06-01
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隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,在科研和生產(chǎn)過程中為了更加真實(shí)的反映被測對(duì)象的性質(zhì),對(duì)測試系統(tǒng)的性能要求越來越高。傳統(tǒng)的測試裝置,由于傳輸速度低或安裝不便等問題已不能滿足科研和生產(chǎn)的實(shí)際需要。USB技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了上述問題。USB總線具有支持即插即用、易于擴(kuò)展、傳輸速率高(USB2.0協(xié)議下為480Mbps)等優(yōu)點(diǎn),已逐漸得到廣泛的應(yīng)用。 本課題研究并設(shè)計(jì)了一套基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。論文首先詳細(xì)介紹了USB總線協(xié)議,然后從系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、硬件電路、軟件程序以及系統(tǒng)性能檢測等幾個(gè)方面,詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)采用雙12位A/D轉(zhuǎn)換器,提供兩條模擬信號(hào)通道,可以同時(shí)采集雙路信號(hào),最高的采樣率為200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。論文詳細(xì)介紹了其在SlaveFIFO接口模式下的電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)應(yīng)用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制,控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和與USB接口芯片的數(shù)據(jù)交換,并產(chǎn)生其中的邏輯控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)。同時(shí)應(yīng)用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制可提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性、減小設(shè)備的體積。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),主要包括FPGA芯片中的邏輯、時(shí)序控制程序、8051固件程序、客戶應(yīng)用程序及其驅(qū)動(dòng)程序。客戶端選擇了微軟的Visual Studio6.0 C++作開發(fā)平臺(tái),雖然增加了復(fù)雜程度,但是軟件執(zhí)行效率及重用性均得到提高。 最后,應(yīng)用基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)及電木的導(dǎo)熱系數(shù),以驗(yàn)證測試系統(tǒng)的可靠信與準(zhǔn)確性。
標(biāo)簽: FPGA USB 接口 數(shù)據(jù)采集
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文分析了當(dāng)代高精度地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,研究了數(shù)據(jù)采集的A/D方法及理論、現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable GateArray,F(xiàn)PGA)技術(shù)的發(fā)展及原理,串口通信的原理及實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上,探討了采用FPGA控制24位△∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)高精度地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)思路,對(duì)探測傳感器或檢波器后端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換、FPGA與外部接口設(shè)計(jì)、串口數(shù)據(jù)通信做了詳細(xì)的研究,尤其是在用FPGA來完成與外部ADC的接口控制上做了深入的開發(fā)和設(shè)計(jì),整個(gè)接口控制模塊采用VHDL語言編寫,并同時(shí)將ROM、FIFO等數(shù)字邏輯模塊一起集成到一片F(xiàn)PGA芯片當(dāng)中,并在Quartus Ⅱ6.0的開發(fā)平臺(tái)上通過了軟件仿真,時(shí)序仿真結(jié)果達(dá)到了系統(tǒng)要求。
標(biāo)簽: 高精度 地震勘探 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-21
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論述了AD574逐次逼近型12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理、應(yīng)用以及與單片機(jī)所構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),分析了系統(tǒng)的硬件、軟件結(jié)構(gòu)和具體操作,給出了AD574與AT89C51單片機(jī)的接口線路圖.
標(biāo)簽: 574 AD 數(shù)據(jù)采集 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間: 2013-05-23
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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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CC2430溫度數(shù)據(jù)采集,協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過基于ZigBee協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)從終端設(shè)備采集后,在上位機(jī)上顯示出來。
上傳時(shí)間: 2013-07-02
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