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基于ARM的高速繡花機控制器的研究與開發(fā)

隨著我國加入WTO，我國逐漸成為世界縫制設備生產(chǎn)和銷售中心。在縫制設備行業(yè)占據(jù)極其重要地位的繡花機行業(yè)也因此而得到迅速發(fā)展，我國繡花機產(chǎn)量已占據(jù)全球繡花機產(chǎn)量的70％。但是，我國的繡花機行業(yè)在發(fā)展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量，我國的繡花機主要以中低檔為主，在噪聲、刺繡質(zhì)量、效率、產(chǎn)品壽命以及維護性等方面與國外先進機型存在較大差距；另一方面是技術(shù)實力和創(chuàng)新能力，作為繡花機全部技術(shù)核心的控制器，國內(nèi)能開發(fā)的公司屈指可數(shù)，缺乏有效的競爭，且技術(shù)實力和創(chuàng)新能力無法與國際企業(yè)相抗衡。 針對上述情況，本文分析了繡花機的工作原理和當前主流繡花機的控制方式及特點，在研究室已完成的中低速平繡型工業(yè)繡花機課題的基礎上，設計了一種基于硬實時嵌入式操作系統(tǒng)WinCE5.0，以32位RISC架構(gòu)ARM9處理器S3C2440A為主控芯片，以MAXII系列CPLDEPM1270為接口芯片的高速繡花機控制器。整個繡花機以高速，高質(zhì)量為目標，以伺服電機作為主軸驅(qū)動，步進電機作為X/Y軸驅(qū)動，帶USB接口和Ethernet接口，預留特種繡接口，帶高分辨率彩色觸摸屏，功能豐富，操作方便。 本文分7章，第一章闡述了課題背景，繡花機發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)；第二章從原理出發(fā)完成了需求分析，硬件和操作系統(tǒng)選型和項目規(guī)劃；第三章完成了總體硬件系統(tǒng)設計并重點介紹了驅(qū)動系統(tǒng)，CPLD單元，主控制板的設計和各種資源的分配；第四章在分析WinCE及其項目開發(fā)流程和環(huán)境構(gòu)建的基礎上，完成了軟件的總體框架設計并介紹了相關(guān)設計要點。第五章主要是驅(qū)動程序和運動控制模塊并以步進電機驅(qū)動的開發(fā)為例介紹了流驅(qū)動的開發(fā)過程和相關(guān)的技術(shù)要點。第六章設計了一種自主的內(nèi)部花樣格式并完成了相應的測試。最后一章是對本課題的總結(jié)和展望。 本文不僅從項目研究與開發(fā)和軟件工程的高度詳細探討了基丁ARM和WinCE5.0的繡花機控制器的整個開發(fā)過程，也具體的從硬件設計，資源配置，軟件編寫，驅(qū)動開發(fā)，運動控制和花樣處理等多個方面進行了深入的分析和研究。本課題的工作對于高速高檔繡花機的開發(fā)具有很好的參考價值和實踐意義，對于提升國內(nèi)繡花機行業(yè)在高端市場與國外企業(yè)的競爭力，提升民族品牌價值，改變國內(nèi)繡花機控制器被少數(shù)公司所壟斷，增加良性有效競爭有積極影響。

標簽： ARM 繡花機 控制器

上傳時間： 2013-06-29

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基于ARM的時差法超聲波流量計研制

超聲波流量計以非接觸、精度高、使用方便等優(yōu)點，在氣象、石油、化工、醫(yī)藥、水資源管理等領域獲得了廣泛的應用。近年來，隨著數(shù)字處理技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展，超聲波流量計作為一種測量儀表也得到了長足進步。本課題將ARM微控制器用于流量測量儀表的研制，拓展了儀表的開發(fā)空間，符合嵌入式技術(shù)的發(fā)展方向。 本文詳細介紹了超聲波時差法流量測量原理及基于LPC2214的超聲波流量計系統(tǒng)設計方案和軟硬件實現(xiàn)方法，并對測時算法進行了詳細討論。通過分析和借鑒國外超聲波流量測量的先進技術(shù)和方法，得出了改進的時差法測量方案。系統(tǒng)硬件設計了超聲波發(fā)射、接收及放大電路，采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字化接收信號，并對ARM系統(tǒng)電路中的電源電路，存儲器電路，通信接口電路等進行了詳細介紹。系統(tǒng)軟件詳細分析了嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的移植方法，給出構(gòu)建ARM-uClinux平臺的步驟，并基于此平臺，完成了系統(tǒng)軟件設計。測時算法運用數(shù)字濾波技術(shù)提高信號信噪比，采用方差比檢驗方法和插值算法，提高測時定位精度。 系統(tǒng)設計良好的人機交互界面和通信調(diào)試接口，提高了ARM系統(tǒng)的軟件開發(fā)調(diào)試效率；在保證流量計系統(tǒng)功能的同時，盡量簡化硬件電路設計，降低研制成本，使設計更具合理性。

標簽： ARM 時差法 超聲波流量計

上傳時間： 2013-04-24

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高速電路板設計(世界級水準)

想成為PCB高速設計高手，請看世界級的PCB設計水準。

標簽： 高速電路板

上傳時間： 2013-04-24

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ADI---高速運放PCB布線實踐指南

雖然印制電路板（PCB）布線在高速電路中具有關(guān)鍵的作用，但它往往是電路設計過程的最后幾個步驟之一。高速 PCB 布線有很多方面的問題，關(guān)于這個題目已有人撰寫了大量的文獻。本文主要從實踐的角度來探討高速電路的布線問題。主要目的在于幫助新用戶當設計高速電路 PCB 布線時對需要考慮的多種不同問題引起注意。另一個目的是為已經(jīng)有一段時間沒接觸PCB 布線的客戶提供一種復習資料。由于版面有限，本文不可能詳細地論述所有的問題，但是我們將討論對提高電路性能、縮短設計時間、節(jié)省修改時間具有最大成效的關(guān)鍵部分。

標簽： ADI PCB 高速運放 布線

上傳時間： 2013-04-24

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高速數(shù)字電路設計教材華為黑魔手冊翻譯

高速數(shù)字電路設計教材 華為黑魔手冊翻譯

標簽： 高速數(shù)字電路 設計教材 華為

上傳時間： 2013-07-20

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FPGA用于160Gbs高速光纖通信系統(tǒng)中PMD補償?shù)难芯?/a>

標簽： FPGA 160 Gbs PMD

上傳時間： 2013-04-24

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基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)的研究

現(xiàn)代自動化生產(chǎn)技術(shù)迅猛發(fā)展,對保證其產(chǎn)品質(zhì)量的檢測技術(shù)也提出了更高的要求,許多傳統(tǒng)的檢測手段已不能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求.而在計算機視覺理論基礎上發(fā)展起來的視覺檢測技術(shù)以其高精度、非接觸、自動化程度高等優(yōu)點滿足了現(xiàn)代生產(chǎn)過程在線檢測的要求,逐漸由實驗室走向工業(yè)現(xiàn)場,得到了日益廣泛的應用.隨著現(xiàn)代生產(chǎn)節(jié)拍的不斷加快,以及檢測節(jié)點的增多,處理數(shù)據(jù)量的增大,對視覺檢測系統(tǒng)的測量速度提出了更高的要求,而在現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)中,實現(xiàn)100％實時在線檢測的關(guān)鍵問題是提高視覺圖像的處理速度,從而提高整個視覺檢測系統(tǒng)的處理速度.因此該文提出基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)的設計方案,得到了國家"十五"攻關(guān)項目"光學數(shù)碼柔性通用坐標測量機"的資助.該文針對以下三個方面進行研究并取得一定的成果:(一)高速圖像處理硬件解決方案的研究通過分析現(xiàn)有的幾種實現(xiàn)高速圖像處理的方法的優(yōu)缺點,提出了基于現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA(Field Programmable Gate Array)技術(shù)的高速圖像處理系統(tǒng)的方案,并構(gòu)建了其硬件平臺.(二)基于USB總線的通訊采用USB專用接口芯片,實現(xiàn)高速圖像處理系統(tǒng)與PC機的通訊驗證硬件設計的正確性.(三)基于FPGA的圖像處理的研究分析圖像處理的特點及其基本的方法,初步研究了基于FPGA的圖像低層次處理的硬件化方法的實現(xiàn).

標簽： FPGA 高速圖像處理

上傳時間： 2013-04-24

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高速FPGA在激光回波檢測中的應用

激光測距是激光技術(shù)在軍事上最早和最成熟的應用，自1961．年美國休斯飛機公司研制成功世界上第一臺激光測距機之后，激光測距技術(shù)發(fā)展迅速。如今，它已經(jīng)被廣泛運用于軍用領域和民用領域。為了進一步提高我國激光測距水平，研制更高性能激光測距機依然是我國國防科技研究中的重要課題之一。其中，測距精度是激光測距機的一個重要參數(shù)。而激光測距機能否準確的檢測激光回波信號將直接影響測距精度。 脈沖激光測距系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射子系統(tǒng)、激光回波探測子系統(tǒng)、回波檢測與主控子系統(tǒng)、終端顯示子系統(tǒng)等組成。其中設計高精度激光回波檢測與主控子系統(tǒng)是實現(xiàn)高精度激光測距的核心問題。傳統(tǒng)激光回波檢測與主控子系統(tǒng)通常采用分立元件和小規(guī)模集成電路設計，電路復雜且精度較低。隨著數(shù)字電路設計技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)。采用FPGA代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分立元件和小規(guī)模集成電路來設計激光回波檢測與主控子系統(tǒng)，不僅提高了回波檢測精度，同時簡化了整個測距系統(tǒng)的設計。 本文研究了將激光回波信號直接送入FPGA進行檢測的方案。同時，采用這種方案設計了一種激光回波檢測系統(tǒng)，并把它成功運用在一引信項目中。這種方案電路設計簡單，易于實現(xiàn)。在實際應用中，由于激光回波探測子系統(tǒng)只是完成由光信號到電信號的轉(zhuǎn)換及簡單放大，理論分析和試驗結(jié)果均表明，采用該方案進行回波檢測的精度較低，這種回波檢測方法也只能應用在測距精度要求低的項目中。 為了滿足另一高精度測距項目的需要，在FPGA直接進行激光回波檢測方案的基礎上，設計了一種高精度激光回波檢測系統(tǒng)。文中介紹了其實現(xiàn)原理，理論上分析了該系統(tǒng)所能達到的回波檢測精度及整機測距系統(tǒng)的測距精度。與第一種方案相比，該方案引入了超高速數(shù)據(jù)采集電路。由于采樣速率高達lGsps，該方案實現(xiàn)的難點在于如何保證數(shù)據(jù)采集電路的穩(wěn)定工作。文中從總體方案的設計，到器件的選型，硬件電路板的實現(xiàn)等方面做了詳細的闡述，最終完成了系統(tǒng)硬件電路設計。接著介紹了系統(tǒng)程序設計。后面給出了試驗測試結(jié)果，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能良好。系統(tǒng)設計中引入的超高速數(shù)據(jù)采集電路有著廣泛的應用，為其他相關(guān)設計提供了參考。最后，對全文做了工作總結(jié)，并給出了接下來的后續(xù)工作與展望。 本文在高速FPGA對激光回波信號檢測方向取得了一定的成果，為進一步研究提供了參考價值。

標簽： FPGA 激光 回波 中的應用

上傳時間： 2013-06-13

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高速Viterbi譯碼器的FPGA實現(xiàn)

本文提出了一種高速Viterbi譯碼器的FPGA實現(xiàn)方案。這種Viterbi譯碼器的設計方案既可以制成高性能的單片差錯控制器，也可以集成到大規(guī)模ASIC通信芯片中，作為全數(shù)字接收的一部分。 本文所設計的Viterbi譯碼器采用了基四算法，與基二算法相比，其譯碼速率在理論上約提升一倍。加一比一選單元是Viterbi譯碼器最主要的瓶頸所在，本文在加一比一選模塊中采用了全并行結(jié)構(gòu)的設計方法，這種方法雖然增加了硬件的使用面積，卻有效的提高了譯碼器的速率。在幸存路徑管理部分采用了兩路并行回溯的設計方法，與寄存器交換法相比，回溯算法更適用于FPGA開發(fā)設計。為了提高譯碼性能，減小譯碼差錯，本文采用較大譯碼深度的回溯算法以保證幸存路徑進行合并。實現(xiàn)了基于FPGA的誤碼測試儀，在FPGA內(nèi)部完成誤碼驗證和誤碼計數(shù)的工作。 與基于軟件實現(xiàn)譯碼過程的DSP芯片不同，F(xiàn)PGA芯片完全采用硬件平臺對Viterbi譯碼器加以實現(xiàn)，這使譯碼速率得到很大的提升。針對于具體的FPGA硬件實現(xiàn)，本文采用了硬件描述語言VHDL來完成設計。通過對譯碼器的綜合仿真和FPGA實現(xiàn)驗證了該方案的可行性。譯碼器的最高譯碼輸出速率可以達到60Mbps。

標簽： Viterbi FPGA 譯碼器

上傳時間： 2013-04-24

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高速并行信號處理板數(shù)據(jù)接口與控制的FPGA設計

隨著信息社會的發(fā)展，人們要處理的各種信息總量變得越來越大，尤其在處理大數(shù)據(jù)量與實時處理數(shù)據(jù)方面，對處理設備的要求是非常高的。為滿足這些要求，實時快速的各種CPU、處理板應運而生。這類CPU與板卡處理數(shù)據(jù)速度快，效率高，并且不斷的完善與發(fā)展。此類板卡要求與外部設備通訊，同時也要進行內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，于是板卡的接口設備調(diào)試與內(nèi)部數(shù)據(jù)交換也成為必須要完成的工作。本文所作的工作正是基于一種高速通用信號處理板的外部接口和內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的設計。 本文首先介紹了通用信號處理板的應用開發(fā)背景，包括此類板卡使用的處理芯片、板上設備、發(fā)展概況以及和外部相連的各種總線概況，同時說明了本人所作的主要工作。 其次，介紹了PCI接口的有關(guān)規(guī)范，給出了通用信號處理板與CPCI的J1口的設計時序；介紹了DDR存儲器的概況、電平標準以及功能寄存器，并給出了與DDR．存儲器接口的設計時序；介紹了片上主要數(shù)據(jù)處理器件TS-202的有關(guān)概況，設計了板卡與DSP的接口時序。 再次，介紹了Altera公司FPGA的程序設計流程，并使用VHDL語言編程完成各個模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞，并重點介紹了DDR控制核的編寫。 再次，介紹了WDM驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)，程序設計方法等。 最后，通過從工控機向通用信號處理板寫連續(xù)遞增的數(shù)據(jù)驗證了整個系統(tǒng)已經(jīng)正常工作。實現(xiàn)了信號處理板內(nèi)部數(shù)據(jù)通道設計以及與外部接口的通訊；并且還提到了對此設計以后地完善與發(fā)展。 本文所作的工作如下： 1、設計完成了處理板各接口時序，使處理板可以從接口接受/發(fā)送數(shù)據(jù)。 2、完成了FPGA內(nèi)部的數(shù)據(jù)通道的設計，使數(shù)據(jù)可以從CPCI準確的傳送到DSP進行處理，并編寫了DSP的測試程序。 3、完成了DDR SDRAM控制核的VHDL程序編寫。 4、完成了PCI驅(qū)動程序的編寫。

標簽： FPGA 高速并行 信號處理板 數(shù)據(jù)接口

上傳時間： 2013-06-30

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