隨著樂高NXT機器人系統在國內中、小學的深入推廣,有必要對樂高NXT機器人系統的相關問題尤其是二次開發問題做進一步深入探討、研究。利用樂高LEGO MINDSTORMS NXT機器人系統的SDK文件FantomSDK,借助C++編程,結合LEGO MINDSTORMS NXT Bluetooth Developer Kit文件,代替NXT-G、RoboLab軟件,實現對樂高NXT設備的完全控制,為青少年、科技教師運用樂高NXT機器人系統進行科技創新提供幫助與支持。
上傳時間: 2013-11-04
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注:1.這篇文章斷斷續續寫了很久,畫圖技術也不精,難免錯漏,大家湊合看.有問題可以留言. 2.論壇排版把我的代碼縮進全弄沒了,大家將代碼粘貼到arduino編譯器,然后按ctrl+T重新格式化代碼格式即可看的舒服. 一、什么是PWM PWM 即Pulse Wavelength Modulation 脈寬調制波,通過調整輸出信號占空比,從而達到改 變輸出平均電壓的目的。相信Arduino 的PWM 大家都不陌生,在Arduino Duemilanove 2009 中,有6 個8 位精度PWM 引腳,分別是3, 5, 6, 9, 10, 11 腳。我們可以使用analogWrite()控 制PWM 腳輸出頻率大概在500Hz 的左右的PWM 調制波。分辨率8 位即2 的8 次方等于 256 級精度。但是有時候我們會覺得6 個PWM 引腳不夠用。比如我們做一個10 路燈調光, 就需要有10 個PWM 腳。Arduino Duemilanove 2009 有13 個數字輸出腳,如果它們都可以 PWM 的話,就能滿足條件了。于是本文介紹用軟件模擬PWM。 二、Arduino 軟件模擬PWM Arduino PWM 調壓原理:PWM 有好幾種方法。而Arduino 因為電源和實現難度限制,一般 使用周期恒定,占空比變化的單極性PWM。 通過調整一個周期里面輸出腳高/低電平的時間比(即是占空比)去獲得給一個用電器不同 的平均功率。 如圖所示,假設PWM 波形周期1ms(即1kHz),分辨率1000 級。那么需要一個信號時間 精度1ms/1000=1us 的信號源,即1MHz。所以說,PWM 的實現難點在于需要使用很高頻的 信號源,才能獲得快速與高精度。下面先由一個簡單的PWM 程序開始: const int PWMPin = 13; int bright = 0; void setup() { pinMode(PWMPin, OUTPUT); } void loop() { if((bright++) == 255) bright = 0; for(int i = 0; i < 255; i++) { if(i < bright) { digitalWrite(PWMPin, HIGH); delayMicroseconds(30); } else { digitalWrite(PWMPin, LOW); delayMicroseconds(30); } } } 這是一個軟件PWM 控制Arduino D13 引腳的例子。只需要一塊Arduino 即可測試此代碼。 程序解析:由for 循環可以看出,完成一個PWM 周期,共循環255 次。 假設bright=100 時候,在第0~100 次循環中,i 等于1 到99 均小于bright,于是輸出PWMPin 高電平; 然后第100 到255 次循環里面,i 等于100~255 大于bright,于是輸出PWMPin 低電平。無 論輸出高低電平都保持30us。 那么說,如果bright=100 的話,就有100 次循環是高電平,155 次循環是低電平。 如果忽略指令執行時間的話,這次的PWM 波形占空比為100/255,如果調整bright 的值, 就能改變接在D13 的LED 的亮度。 這里設置了每次for 循環之后,將bright 加一,并且當bright 加到255 時歸0。所以,我們 看到的最終效果就是LED 慢慢變亮,到頂之后然后突然暗回去重新變亮。 這是最基本的PWM 方法,也應該是大家想的比較多的想法。 然后介紹一個簡單一點的。思維風格完全不同。不過對于驅動一個LED 來說,效果與上面 的程序一樣。 const int PWMPin = 13; int bright = 0; void setup() { pinMode(PWMPin, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(PWMPin, HIGH); delayMicroseconds(bright*30); digitalWrite(PWMPin, LOW); delayMicroseconds((255 - bright)*30); if((bright++) == 255) bright = 0; } 可以看出,這段代碼少了一個For 循環。它先輸出一個高電平,然后維持(bright*30)us。然 后輸出一個低電平,維持時間((255-bright)*30)us。這樣兩次高低就能完成一個PWM 周期。 分辨率也是255。 三、多引腳PWM Arduino 本身已有PWM 引腳并且運行起來不占CPU 時間,所以軟件模擬一個引腳的PWM 完全沒有實用意義。我們軟件模擬的價值在于:他能將任意的數字IO 口變成PWM 引腳。 當一片Arduino 要同時控制多個PWM,并且沒有其他重任務的時候,就要用軟件PWM 了。 多引腳PWM 有一種下面的方式: int brights[14] = {0}; //定義14個引腳的初始亮度,可以隨意設置 int StartPWMPin = 0, EndPWMPin = 13; //設置D0~D13為PWM 引腳 int PWMResolution = 255; //設置PWM 占空比分辨率 void setup() { //定義所有IO 端輸出 for(int i = StartPWMPin; i <= EndPWMPin; i++) { pinMode(i, OUTPUT); //隨便定義個初始亮度,便于觀察 brights[ i ] = random(0, 255); } } void loop() { //這for 循環是為14盞燈做漸亮的。每次Arduino loop()循環, //brights 自增一次。直到brights=255時候,將brights 置零重新計數。 for(int i = StartPWMPin; i <= EndPWMPin; i++) { if((brights[i]++) == PWMResolution) brights[i] = 0; } for(int i = 0; i <= PWMResolution; i++) //i 是計數一個PWM 周期 { for(int j = StartPWMPin; j <= EndPWMPin; j++) //每個PWM 周期均遍歷所有引腳 { if(i < brights[j])\ 所以我們要更改PWM 周期的話,我們將精度(代碼里面的變量:PWMResolution)降低就行,比如一般調整LED 亮度的話,我們用64 級精度就行。這樣速度就是2x32x64=4ms。就不會閃了。
上傳時間: 2013-10-08
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HDB3(High Density Bipolar三階高密度雙極性)碼是在AMI碼的基礎上改進的一種雙極性歸零碼,它除具有AMI碼功率譜中無直流分量,可進行差錯自檢等優點外,還克服了AMI碼當信息中出現連“0”碼時定時提取困難的缺點,而且HDB3碼頻譜能量主要集中在基波頻率以下,占用頻帶較窄,是ITU-TG.703推薦的PCM基群、二次群和三次群的數字傳輸接口碼型,因此HDB3碼的編解碼就顯得極為重要了[1]。目前,HDB3碼主要由專用集成電路及相應匹配的外圍中小規模集成芯片來實現,但集成程度不高,特別是位同步提取非常復雜,不易實現。隨著可編程器件的發展,這一難題得到了很好地解決。
上傳時間: 2013-11-01
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數字幅頻均衡功率放大器設計
上傳時間: 2013-10-31
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如何在STM32上得到高精度的ADC
上傳時間: 2013-10-11
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Virtex™-5 器件包括基于第二代高級硅片組合模塊 (ASMBL™) 列架構的多平臺 FPGA 系列。集成了為獲得最佳性能、更高集成度和更低功耗設計的若干新型架構元件,Virtex-5 器件達到了比以往更高的系統性能水平。
上傳時間: 2013-10-19
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WP409利用Xilinx FPGA打造出高端比特精度和周期精度浮點DSP算法實現方案: High-Level Implementation of Bit- and Cycle-Accurate Floating-Point DSP Algorithms with Xilinx FPGAs
上傳時間: 2013-10-21
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本白皮書分析了業界對更高速率接口(尤其是100 GbE)的迫切需求、向平臺添加 100 GbE 時系統架構師所面臨的重大風險和問題,并評介幾種實現方案,這些方案顯示出 FPGA 在解決這些難題方面具有何等獨特的地位。
上傳時間: 2013-10-10
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為有效控制固態功率調制設備,提高系統的可調性和穩定性,介紹了一種基于現場可編程門陣列( FPGA)和微控制器(MCU) 的多路高壓IGBT 驅動觸發器的設計方法和實現電路。該觸發器可選擇內或外觸發信號,可遙控或本控,能產生多路頻率、寬度和延時獨立可調的脈沖信號,信號的輸入輸出和傳輸都使用光纖。將該觸發器用于高壓IGBT(3300 V/ 800 A) 感應疊加脈沖發生器中進行實驗測試,給出了實驗波形。結果表明,該多路高壓IGBT驅動觸發器輸出脈沖信號達到了較高的調整精度,頻寬’脈寬及延時可分別以步進1 Hz、0. 1μs、0. 1μs 進行調整,滿足了脈沖發生器的要求,提高了脈沖功率調制系統的性能。
上傳時間: 2013-10-17
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GMSK信號具有很好的頻譜和功率特性,特別適用于功率受限和信道存在非線性、衰落以及多普勒頻移的移動突發通信系統。根據GMSK調制的特點,提出 亍一種以FPGA和CMX589A為硬件裁體的GMSK調制器的設計方案,并給出了方案的具體實現,包括系統結構、利用CMX589A實現的高斯濾波器、 FPGA實現的調制指數為O.5的FM調制器以及控制器。對系統功能和性能測試結果表明,指標符合設計要求,工作穩定可靠。 關鍵詞:GMSK;DDS;FM調制器;FPGAl 引 言 由于GMSK調制方式具有很好的功率頻譜特性,較優的誤碼性能,能夠滿足移動通信環境下對鄰道干擾的嚴格要求,因此成為GSM、ETS HiperLANl以及GPRS等系統的標準調制方式。目前GMSK調制技術主要有兩種實現方法,一種是利用GMSK ASIC專用芯片來完成,典型的產品如FX589或CMX909配合MC2833或FX019來實現GMSK調制。這種實現方法的特點是實現簡單、基帶信 號速率可控,但調制載波頻率固定,沒有可擴展性。另外一種方法是利用軟件無線電思想采用正交調制的方法在FPGA和DSP平臺上實現。其中又包括兩種實現 手段,一種是采用直接分解將單個脈沖的高斯濾波器響應積分分成暫態部分和穩態部分,通過累加相位信息來實現;另一種采用頻率軌跡合成,通過采樣把高斯濾波 器矩形脈沖響應基本軌跡存入ROM作為查找表,然后通過FM調制實現。這種利用軟件無線電思想實現GMSK調制的方法具有調制參數可變的優點,但由于軟件 設計中涉及到高斯低通濾波、相位積分和三角函數運算,所以調制器參數更改困難、實現復雜。綜上所述,本文提出一種基于CMX589A和FPGA的GMSK 調制器設計方案。與傳統實現方法比較具有實現簡單、調制參數方便可控和軟件剪裁容易等特點,適合于CDPD、無中心站等多種通信系統,具有重要現實意義。
上傳時間: 2015-01-02
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