本文設計的井下網絡分站作為“煤礦安全自動檢測、監控及管理系統”的一個重要的組成部分,以ARM微控制器為核心,以操作系統μC/OS-Ⅱ為操作平臺,采用TCP/IP協議棧實現了分站的網絡通信功能,很好的解決了當前煤礦企業安全監控系統通信協議不一致的問題。 在硬件方面,嚴格按照《煤礦安全監控系統通用技術要求》完成了監控分站的總體硬件設計,并通過驅動網卡芯片RTL8019AS實現了以太網連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片,它帶有16KB的靜態RAM和256KB的高速FLASH,包含8路10位A/D,還有多個串行接口,可使用的GPIO高達76個(使用了外部存儲器),很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機對話方面,系統擴展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面,采用TCP/IP協議與地面主機進行通信,將各種參數傳送到地面主機進行復雜的運算處理。 在軟件方面,介紹了嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ的移植過程,并在此基礎上分析了TCP/IP協議棧的實現;制定了統一的數據交換格式;通信過程中采用了標準的TCP/IP協議;詳細介紹了幾個主要程序模塊的編程思路,如LCD顯示、外部輸入頻率信號的計數及數據存儲,并給出了在實際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監控分站根據《本質安全型“i”》標準將外部接入設備和分站作了電氣隔離,該分站具有2路A/D數據采集;6路光電隔離數字量輸入;2路光電隔離數字量輸出對外部設備進行遠程管理和控制;人機接口提供人機交互界面,提供按鍵操作和數據顯示;RS485通信接口負責與外界設備進行通信;網絡通信接口負責為各種監測監控系統提供兼容的接入接口;非易失性鐵電存儲器作為數據存儲區以保證掉電后存儲數據不丟失。
上傳時間: 2013-04-24
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以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統為核心的嵌入式技術,已在很多領域得到了廣泛的應用。由于互聯網的應用日益普及,信息共享的程度不斷提高,傳統的串行通訊和并行通訊方式的缺點日益凸出,嵌入式設備的網絡化已經成為網絡發展的必然趨勢。Forrester Research的研究顯示,到2010年,將有95%的連網設備不再是傳統的計算機,而是帶網絡功能的嵌入式系統。 本文根據在PC104系統下實現網絡通信功能的成功案例,構建了基于ARM7微處理器和uCLinux操作系統的實驗平臺,完成了網絡接口設計,并實現了嵌入式系統的網絡通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作為主控芯片,采用高度集成的以太網芯片RTL8019AS作為網絡接口。選擇Linux操作系統進行裁剪和移植,分析并實現了嵌入式TCP/IP協議棧。編寫了底層網絡驅動程序,實現了嵌入式硬件平臺和PCLinux系統之間的基于網絡的數據傳輸;同時實現了嵌入式系統同WindowsXP系統之間的基于網絡的數據傳輸;通過對比實驗,對網絡數據傳輸協議和算法進行了研究和優化,完善了ARM嵌入式系統的網絡功能。 大量的數據傳輸及可靠性測試實驗表明,本文所設計的嵌入式系統網絡功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都達到了預期的目標,具有實際的應用價值!
上傳時間: 2013-07-19
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本文對TCN中的MVB技術進行了研究,并在深入了解MVB的通信機制的基礎上,提出了采用FPGA替代MVB控制器專用芯片的解決方法。根據TCN協議,連接在MVB上的設備可以分為5類,其中1類設備可以在不需要CPU的基礎上實現自動通信,最為常用。本設計的目的就是采用FPGA替代MVB1類設備控制器。 文章采用自頂向下的模塊化設計方法,根據MVB1類設備控制器要實現的功能,將設計劃分為3個模塊:發送模塊、接收模塊和MVB1類模式控制模塊。其中發送模塊又劃分為位控制單元、CRC生成單元、FIFO單元和曼徹斯特編碼單元等。接收模塊又劃分為幀起始檢測單元、時鐘恢復單元、幀分界符檢測單元、數據譯碼單元、CRC校驗單元、譯碼控制單元和長度錯誤檢測單元等。MVB1類模式控制模塊又劃分為報文錯誤處理單元、主幀寄存器單元、TM控制單元和主控單元等。上述各模塊的RTL級設計都是采用硬件描述語言Verilog實現的。
上傳時間: 2013-07-21
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有關于串行下載線的原理圖,大家來看看吧多大
上傳時間: 2013-07-24
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本文對基于DSP和FPGA運動控制器的設計進行了研究。主要內容如下: (1)深入研究國內外運動控制技術的發展現狀和前景。 (2)規劃運動控制器的硬件和軟件整體研發方案。 (3)對運動控制器的各個功能模塊進行硬件設計。 (4)對運動控制算法和數字濾波算法進行設計,編寫控制軟件。 (5)對運動控制系統的性能進行分析和訪真,調節控制器參數,使運動控制系統具有較好的靜態特性和動態特性。 (6)構建實驗系統,編寫人機界面軟件,驗證運動控制器的性能。
上傳時間: 2013-06-13
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在直流電氣傳動系統中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統的重要組成部分.該設計采用現場可編程門陣列控制實現了晶閘管觸發器的數字化,與傳統的晶閘管觸發控制器相比有脈沖對稱度好等許多優點,具有廣闊的應用前景.該論文首先系統分析了晶閘管觸發器的各種性能指標,并對常見的觸發器進行了分類.通過分析不同類型觸發器的優缺點,最終確定采用三相同步的絕對觸發方式,這種方式在控制器內部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現高性能控制,簡化了系統設計.其次,對開發硬件和軟件以及編程語言進行了介紹.另外,詳細闡述了采用現場可編程門陣列EPFl0K10器件實現具有相序自適應、缺相保護等功能的晶閘管觸發器的軟硬件設計.最后,使用自主開發的觸發器構成一套三相全控橋整流設備,并給出了實驗結果和波形分析.試驗結果表明,該論文設計的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發控制器能夠滿足一般工業控制要求,達到了預期的目的.
上傳時間: 2013-04-24
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傳統PLC使用時會出現一些問題,如程序死循環、程序跑飛、需要龐大的編譯系統作支持和不能實現精確位置控制等等;而發展到OPENPLC后,這些問題依然存在。為了更好地解決這些問題,本文提出一種全新的可編程控制器現場集成技術,用FPGA來實現PLC的功能,拋棄傳統PLC“程序”的概念,以“硬件線路”來實現控制功能,不論在經濟上還是在性能上都具有更大的優勢。 本課題在對國內外可編程控制器,重點是HardPLC的開發和應用的進展進行概述和分析的基礎上,系統開展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻為: 1.對比分析了CPLD和FPGA的性能特點,闡明了Xilinx公司FPGA芯片結構的兩個創新概念,指出了其優越性能的結構基礎; 2.系統分析了用HardPLC實現控制系統時的一些通用模塊,對每個模塊的工作原理進行了深入的探討,用VHDL語言建立了每個模塊的模型,在此基礎上進行了仿真、綜合,為進一步研究可編程控制器的現場集成奠定了基礎; 3.在仿真綜合的基礎上,用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統的控制要求,充分展示了其實際應用的可行性; 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎上,確定了應用于實際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對于開發具有我國自主知識產權的HardPLC組成IP庫具有一定的理論意義;對特定系統的控制實現,充分展示了基于FPGA的可編程控制器現場集成技術可以廣泛應用于工控領域,加大推廣力度和建立更多的IP庫,在許多應用場合可以取代傳統的PLC控制系統,為工控領域提供高可靠、低價格、簡單易操作的解決方案,這將帶來巨大的社會經濟效益;所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應用于對FPGA芯片配置數據的加載,在實踐生產中具有重要的實用價值。
上傳時間: 2013-05-30
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本文將EDA技術與傳統的控制理論相結合,研制了一種全新的基于FPGA技術之上的PID和模糊控制器,并加以優化后應用于FESTO液位控制系統上.該控制器基于PLD組成的系統,很自然地避開CPU的程序跑飛、死循環、復位不可靠等缺點,最大程度的提高設計效率和系統的可靠性;同時相對于傳統的硬件控制器而言,它的高集成度所需較少外圍電路,降低設計成本,為控制器地實現提供了一種新方案.此外,本文的模糊控制器對傳統規則表進行改進,在被控量接近穩態值時規則表部分自適應于具體的期望值,消除了穩態值附近的震蕩,大大提高了系統的穩定性.
上傳時間: 2013-06-21
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如今電力電子電路的控制旨在實現高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數字化的方向發展。現場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經濟、高速度、低功耗等優勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發和維護(升級)等顯著優點。與單片機和DSP相比,FPGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發展和應用。 本文提出了一種采用現場可編程門陣列(FPGA)器件實現數字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產生多路PWM脈沖,具有開關頻率可調、各路脈沖間的相位可調、接口簡單、響應速度快、易修改、可現場編程等特點,可應用于PWM的全數字化控制。文中對方案的實現進行了比較詳細的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實現、PWM波形的產生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制,給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
上傳時間: 2013-07-10
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隨著星載電子系統復雜度、小型化需求的提高,SoC已經成為應對未來星載電子系統設計需求的解決途徑。為了簡化設計流程并且提高部件的可重用性,在目前的SoC設計中引入了稱之為平臺的體系結構模板,用它來描述采用已有的標準核來開發SoC的方法。在星載電子系統中常用部件的分類設計,最終建立一個包括多種功能部件,互連部件和處理部件的設計平臺,從而有效的提高星載電子系統的設計能力。在當前NASA和ESA的空間應用中,PCI總線廣泛作為背板總線和局部總線,有鑒于此,本研究選擇PCI總線作為星載電子系統設計平臺要提供的一個互連部件對其進行設計。 針對這一需求,本論文采用自項向下的設計方法對PCI總線從設備控制器的設計與實現進行了研究,對PCI總線協議做了深刻的分析,完成了PCI總線目標設備控制器的設計,采用Verilog HDL對其進行了RTL級的描述。 在該課題的研究中,采用了目前集成電路設計中常見的自頂向下設計方法,使用硬件描述語言Verilog HDL對其進行描述,重點分析了PCI總線設備控制器的設計。以PCI總線協議的分析和理解為基礎,對PCI總線設備控制器進行了功能分析和結構劃分。根據PCI總線設備控制器的功能和結構劃分,對PCI總線目標設備控制器的設計思路和各個子模塊電路的設計和實現進行了詳細的分析闡述,并且通過編寫測試激勵程序完成了功能仿真。應用FPGA作為物理驗證和實現載體,進行了面向FPGA的電路綜合,進行了布局布線后的時序仿真,證明所實現的PCI目標設備控制器符合基本功能要求,在以上基礎上完成了PCI目標設備控制器的FPGA實現。通過這整個論文的工作,按照設計、仿真、綜合驗證及布局布線的步驟,完成了PCI總線目標設備控制器IP軟核的設計。
上傳時間: 2013-06-07
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