本文主要介紹了基于FPGA的無線信道盲均衡器的設(shè)計與實現(xiàn),在算法上選擇了比較成熟的DDLMS和CMA相結(jié)合的算法,結(jié)構(gòu)上采用四路正交FIR濾波器模型.在設(shè)計的過程中我們采取了用MATLAB進(jìn)行算法仿真,VerilogHDL語言進(jìn)行FPGA設(shè)計的策略.在硬件描述語言的設(shè)計流程中,信道盲均衡器運用了Top-Down的模塊化設(shè)計方法,大大縮短了設(shè)計周期,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴展性.測試結(jié)果表明均衡器所有的性能指標(biāo)均達(dá)到預(yù)定目標(biāo),且工作性能良好,均衡效果較為理想,能夠滿足指標(biāo)要求.本課題所設(shè)計和實現(xiàn)的信道盲均衡器,為FPGA芯片設(shè)計技術(shù)做了有益的探索性嘗試,對今后無線通信系統(tǒng)中的單芯片可編程系統(tǒng)(SOPC)的設(shè)計運用有著積極的借鑒意義.
上傳時間： 2013-07-11
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隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展，其功能日益強大，F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長，近來推出的FPGA都針對數(shù)字信號處理的特點做了特定設(shè)計，集成了存儲器、鎖相環(huán)（PLL）、硬件乘法器、DSP模塊等，通過使用各個公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言，可以實現(xiàn)特定的信號處理算法，如FFT、FIR等算法，為電子設(shè)計工程師提供了新的選擇。實時圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類，F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處，對于算法實現(xiàn)簡單、運算量大、實時性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實現(xiàn)，DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，來運行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乘加運算多的算法。整個系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個部分。主要取得的了以下的研究成果：（1）研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用，完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計圖。并對電路板進(jìn)行調(diào)試，工作正常。（2）完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計，并調(diào)試成功，應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中，取得了良好的實驗與經(jīng)濟效果。（3）充分利用FPGA的設(shè)計開發(fā)軟件與工具，完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實現(xiàn)，并給出了詳細(xì)的實現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片，經(jīng)過試驗調(diào)試，達(dá)到要求。（4）研究了PCI接口通訊的實現(xiàn)方式，選用PCI9054芯片實現(xiàn)通訊，完成PCI接口電路設(shè)計，經(jīng)過調(diào)試，實現(xiàn)了中斷、DMA等方式，滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆＃?）學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成了DSP外圍存儲器的擴展、時鐘信號發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計。
標(biāo)簽： FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理
上傳時間： 2013-07-16
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隨著現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展,電子偵察設(shè)備面臨電磁環(huán)境日益復(fù)雜多變,發(fā)展寬帶化、數(shù)字化、多功能、軟件化的電子偵察設(shè)備已是一項重要的任務(wù).然而,目前的寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的工作速率總有一到兩個數(shù)量級的差別,二者之間的瓶頸成為電子偵察系統(tǒng)數(shù)字化的最大障礙.通信領(lǐng)域軟件無線電的成功應(yīng)用為電子偵察系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種理想模式.另一方面,微電子技術(shù)的快速發(fā)展,以及FPGA的廣泛應(yīng)用,在很大程度上影響了數(shù)字電路的設(shè)計與開發(fā).這也為解決高速A/D與DSP處理能力之間的矛盾提供了一種有效的解決方法.為了解決寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的瓶頸問題,本文給出了一種基于多相濾波的寬帶數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),并從軟件無線電原理出發(fā),從理論推導(dǎo)和計算機仿真兩方面對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗證,并進(jìn)一步給出該結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案以及改進(jìn)的多相濾波數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)的硬件實現(xiàn)方法.本文將多相濾波下變頻的并行結(jié)構(gòu)應(yīng)用到數(shù)字下變頻電路中,并在后繼的混頻模塊中也采用并行混頻的方式來實現(xiàn),不僅在一定程度上解決了二者之間的瓶頸問題,同時也大大提高了實時處理速度.經(jīng)過多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)據(jù)量上都有大幅減少,達(dá)到了現(xiàn)有通用DSP器件處理能力的要求.另外,本人還用FPGA設(shè)計了實驗電路,利用微機串口,與實驗?zāi)繕?biāo)板進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活的對各種實現(xiàn)方法加以驗證和比較.
上傳時間： 2013-07-13
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STC單片機控制5線四相24BYJ-48 5V DC 步進(jìn)電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動程序
上傳時間： 2013-04-24
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針對現(xiàn)代中低壓電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測及諧波治理的需要，論文綜合運用嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了一種新型低功耗、集成化的電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀。此系統(tǒng)實現(xiàn)了對三相電網(wǎng)相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)以及三相電壓、電流的31次以內(nèi)諧波的實時監(jiān)測。 論文分析了基于微處理器的電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測量原理；對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得，由多點的抽樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到的結(jié)果可以減小隨機誤差的影響；基于DFT和FFT的諧波測量原理，將FFT應(yīng)用于諧波分析獲得信號的頻域參數(shù)；針對諧波測量中的混疊誤差設(shè)計了二階抗混疊濾波器；分析了非同步采樣和對非時限信號的截斷造成的頻譜泄露和柵欄效應(yīng)及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數(shù)對頻譜泄漏的抑制作用，在此基礎(chǔ)上選擇加海明窗對采樣信號進(jìn)行處理；針對DDS具有高精度頻率合成的特點，將其應(yīng)用到電網(wǎng)信號的采樣上，提高了采樣的同步性，使得測量精度滿足了系統(tǒng)的要求。上述方法需要大量快速的迭代運算，系統(tǒng)微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和實時性。系統(tǒng)供電電源采用了開關(guān)電源、減小了體積，提高了效率；完成了下位機數(shù)據(jù)采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設(shè)計；最后介紹了軟件設(shè)計部分，主要包含了數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)過程，F(xiàn)FT程序的設(shè)計，給出了各部分程序的流程圖；系統(tǒng)上位機軟件設(shè)計了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理程序，該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發(fā)平臺，利用CVI豐富的庫函數(shù)，完成對數(shù)據(jù)的處理、顯示和記錄等工作，并采用雙線程運行模式，在數(shù)據(jù)采集和處理的同時完成了顯示、命令的發(fā)送和運行曲線等功能。 按上述方案設(shè)計的樣機經(jīng)過三次電路制作與軟件調(diào)試，主要技術(shù)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計要求，通過了實驗室測試，目前正在電力系統(tǒng)諧波治理系統(tǒng)中進(jìn)行工業(yè)實驗。
標(biāo)簽： ARM 電網(wǎng)參數(shù) 儀的研制 監(jiān)測
上傳時間： 2013-04-24
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非接觸式IC卡是IC卡領(lǐng)域的一項新興的技術(shù)，它是射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。由于非接觸式IC卡具有操作快捷、抗干擾性強、工作距離遠(yuǎn)、安全性高、便于一卡多用等優(yōu)點，在自動收費、身份識別和電子錢包等領(lǐng)域具有接觸式所無法比擬的優(yōu)越性，具有廣闊的市場前景。非接觸式IC卡讀卡器是非接觸式IC卡應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。基于實際項目的需要，本課題開發(fā)了一種讀寫距離在10cm左右的非接觸式IC卡讀卡器，它可以應(yīng)用于電子消費場合，如公交和地鐵電子售票，食堂售飯等場合。 本文首先研究了用于本系統(tǒng)的基本理論，包括射頻識別技術(shù)、ARM處理器體系結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)，然后基于這些理論，給出了非接觸式IC卡讀卡器的設(shè)計方案。系統(tǒng)由三個部分組成：第一部分是讀卡器的收發(fā)模塊，選用Philips公司的高集成度非接觸式讀寫芯片MF RC500設(shè)計射頻收發(fā)模塊，對射頻芯片接口電路設(shè)計做了詳細(xì)的論述；第二部分是核心控制模塊，以Philips公司的ARM7芯片LPC2292為核心，對電源供應(yīng)電路、存儲器電路、通信接口電路、LED顯示電路等設(shè)計做了一定的描述，并給出了電路。第三部分是系統(tǒng)的程序設(shè)計，采用移植嵌入式系統(tǒng)并添加任務(wù)的模式來實現(xiàn)讀卡器的各功能。通過對軟硬件的調(diào)試實現(xiàn)了非接觸式IC卡讀卡器的硬件與軟件平臺的構(gòu)建。
上傳時間： 2013-04-24
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本文提出的煤礦安全系統(tǒng)由基站、基站控制器、控制中心和安全信息終端組成。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r動態(tài)監(jiān)測瓦斯等有害氣體濃度，能夠人機聯(lián)防監(jiān)測礦道中可能存在的安全隱患。井下采用CAN有線網(wǎng)絡(luò)和Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的混合組網(wǎng)方式，通過礦工攜帶的安全信息終端使監(jiān)測網(wǎng)延伸到每個采掘工作面，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤。控制中心通過友好的人機界面可以查看瓦斯?jié)舛取囟取穸鹊淖钚聰?shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)，還可以查看報警記錄，并把這些數(shù)據(jù)以曲線圖的形式直觀的顯示出來。 基站和基站控制器是以ARM系列LPC2119微處理器為核心設(shè)計的，完成安全信息終端和控制中心之間的通信任務(wù)。基站和安全信息終端采用了基于Zigbee技術(shù)的SZ05系列嵌入式無線收發(fā)模塊進(jìn)行組網(wǎng)通信，采用MC14LC5480語音芯片實現(xiàn)系統(tǒng)的語音功能，基于LPC2119內(nèi)置的CAN控制器輔以P82C250收發(fā)器實現(xiàn)多基站間的網(wǎng)絡(luò)連接。基站控制器通過CAN總線與基站組網(wǎng)通信，監(jiān)測基站工作狀態(tài)，協(xié)調(diào)各基站與移動終端之間的信息傳輸，通過RS232與控制中心PC機進(jìn)行信息交互。在此硬件平臺的基礎(chǔ)上，給出了基于LPC2119微處理器下的軟件設(shè)計過程，包括初始化、無線通信模塊的通信協(xié)議制定和通信程序設(shè)計、語音功能的軟件設(shè)計及編程、基站和基站控制器的通信協(xié)議制定和主程序設(shè)計、系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計及控制中心PC機端人機界面設(shè)計等。 經(jīng)多次調(diào)試，實現(xiàn)了控制中心PC機接收安全信息終端檢測的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并判斷瓦斯?jié)舛仁欠癯蓿€實現(xiàn)了通過人機界面查詢數(shù)據(jù)、查看曲線圖以及發(fā)送命令等。
標(biāo)簽： ARM 煤礦安全 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-14
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目前國內(nèi)井下水泵電機多數(shù)采用傳統(tǒng)的人工進(jìn)行控制，即人工加繼電器進(jìn)行控制的方法。這種方法控制線路復(fù)雜，設(shè)備運行的自動化程度低，可靠性差，工人勞動強度大，應(yīng)急能力差等缺點。針對當(dāng)前國家對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展所遇到的實際問題，研制了基于ARM的煤礦井下水泵電機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以完成水位檢測、軸溫檢測、流量檢測、水泵起動、停止及其過程控制，而且還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、處理等工作。它具有以下特點：水位實時在線檢測與顯示；水泵啟動與停止控制；多臺水泵實時“輪班工作制”；根據(jù)涌水量大小和用電“避峰就谷”原則，控制投入運行的水泵臺數(shù)；與監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，實行集中控制。 本文所設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、監(jiān)控終端和遠(yuǎn)程訪問三部分組成，分別介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計、電機保護(hù)算法設(shè)計、系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計。 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要針對監(jiān)控終端的硬件設(shè)計，它采用S3C440X作為監(jiān)控終端的處理芯片。根據(jù)監(jiān)測的主要參數(shù)如水泵電機電流、電壓、水泵開停狀態(tài)、電機溫度、井底水倉水位、水泵出口流量的實際特點，通過ARM芯片的快速處理運算能力，實時計算出水泵的三相有功功率和無功功率、功率因數(shù)等參量，井底水倉的水位和水泵出水口的流量、水泵的三相電壓和電流準(zhǔn)確值。把處理運算的結(jié)果通過以太網(wǎng)傳到監(jiān)控中心進(jìn)行存儲、顯示和打印，同時監(jiān)控中心根據(jù)傳上來的結(jié)果進(jìn)行判斷，然后根據(jù)判斷的情況確定是否需要給監(jiān)控終端發(fā)送控制命令。 電機保護(hù)算法設(shè)計方面，主要針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的特點，對相電流、相電壓進(jìn)行交流信號采樣。對采樣后的數(shù)據(jù)運用快速傅立葉變換（FFT）進(jìn)行數(shù)值計算，獲得了高精度的測量。 系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計主要針對系統(tǒng)兩層通訊網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議進(jìn)行分析與設(shè)計。監(jiān)控中心軟件采用基于Basic的可視化的程序設(shè)計語言Visual Basic6．0進(jìn)行開發(fā)。客戶端利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用B/S模式遠(yuǎn)程實現(xiàn)對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的傳輸，以便可以查詢實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)資源共享。
標(biāo)簽： ARM 煤礦井下 水泵電機 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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本課題針對當(dāng)前煤礦企業(yè)對水的依賴性和企業(yè)自身發(fā)展對水源的需求等實際問題，研制了基于ARM的煤礦水源井監(jiān)控系統(tǒng)。 論文主要介紹了監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端（RTU）的硬件設(shè)計、軟件算法設(shè)計以及通訊技術(shù)、電機的保護(hù)原理和監(jiān)控系統(tǒng)上位機的軟件設(shè)計。 監(jiān)控終端（RTU）的算法設(shè)計方面，針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號的特點和系統(tǒng)分析的需要，對水位、流量、出水口壓力采用直流采樣，對相電流、相電壓采用交流信號采樣。對采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析和計算，獲得了高精度的煤礦水源井參數(shù)的測量和系統(tǒng)的控制。 通訊部分采用的是具有接收靈敏度高、頻率穩(wěn)定、傳輸效率高等優(yōu)點的無線數(shù)傳電臺與RS-232組成無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的上下傳輸。 監(jiān)控終端（RTU）的硬件設(shè)計方面主要采用ARM芯片作為監(jiān)控分站的終端處理核心，實時檢測水源井的水位，出水口壓力、流量等參數(shù)。實時顯示水源井各參數(shù)的動態(tài)特性，并查看水位的歷史變化。同時，ARM處理器通過互感器對數(shù)據(jù)采集處理后，可計算出水泵電機的三相電流、電壓的實際值，根據(jù)電機的相序電流、電壓的大小，可對電機實時有效的微機保護(hù)。并根據(jù)監(jiān)控中心命令進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送。 監(jiān)控終端軟件方面主要考慮到時實采樣的準(zhǔn)確性，uClinux系統(tǒng)在ARM系統(tǒng)上數(shù)據(jù)處理的快速性與實時性，以及與監(jiān)控系統(tǒng)軟件的通信顯示方面的可行性與有效性。 系統(tǒng)監(jiān)控的軟件利用VC++6．0中的編程進(jìn)行實時數(shù)據(jù)的采集處理和控制、數(shù)據(jù)的實時顯示、報表打印和報警等功能。通過ADO對象和SQL Sever，與windows系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行實時數(shù)據(jù)的交互。
標(biāo)簽： ARM 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-16
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目前，國內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設(shè)備運行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強度大、應(yīng)急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應(yīng)數(shù)字化礦井發(fā)展的需要。本課題設(shè)計的自動排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運行成本低、調(diào)試方便等特點。 本文首先根據(jù)某礦井下排水的實際情況，對各種排水形式和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據(jù)井下排水系統(tǒng)的運行原理展開研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關(guān)理論和傳感器應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關(guān)鍵參數(shù)，并提出了這些參數(shù)的監(jiān)測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實時操作系統(tǒng)，詳細(xì)研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ為實時操作系統(tǒng)。并根據(jù)排水系統(tǒng)工作方案和要求設(shè)計了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運行程序代碼的編寫。 應(yīng)煤礦信息化發(fā)展趨勢的要求，選用LabVIEW作為上位機監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實現(xiàn)工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設(shè)備工作狀態(tài)等信息，實現(xiàn)了排水系統(tǒng)運行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項研究對礦井的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗和數(shù)字化建設(shè)等工作具有一定參考價值。
標(biāo)簽： ARM 自動 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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