基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問題,如果實現(xiàn)PID軟算法的微處理器因為強干擾或其他原因而出現(xiàn)故障,會引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個問題。因此,利用FPGA開發(fā)技術(shù),實現(xiàn)智能控制器算法的芯片化,使之能夠廣泛的用于各種場合,具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點,總結(jié)FPGA設(shè)計技術(shù)及開發(fā)流程,指出實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,降低設(shè)計難度,是擴展設(shè)計功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個模塊組成,主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計結(jié)構(gòu)類型和特點的基礎(chǔ)上,提出一種基于FPGA改進型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計方法。在PID算法與FPGA的運算器邏輯映像過程中,采用將補碼的加法器代替減法器設(shè)計,增加整數(shù)運算結(jié)果的位擴展處理,進行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體,可以有效地減少邏輯運算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計實現(xiàn)了PID控制器,用Modelsim仿真驗證了設(shè)計結(jié)果的正確性,用Synplify Pro進行電路綜合,在Quaitus Ⅱ軟件中實現(xiàn)布局布線,最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,論文設(shè)計完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對象,以EP1C3T144 FPGA為核心,構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0~400℃的條件下,實驗結(jié)果表明,達到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求,為降低FPGA實現(xiàn)PID控制器的設(shè)計難度提供了有效的方法。
上傳時間: 2013-05-24
上傳用戶:gyq
回波抵消器在免提電話、無線產(chǎn)品、IP電話、ATM語音服務(wù)和電話會議等系統(tǒng)中,都有著重要的應(yīng)用。在不同應(yīng)用場合對回波抵消器的要求并不完全相同,本文主要研究應(yīng)用于電話系統(tǒng)中的電回波抵消器。電回波是由于語音信號在電話網(wǎng)中傳輸時由于阻抗不匹配而產(chǎn)生的。 傳統(tǒng)回波抵消器主要是基于通用DSP處理器實現(xiàn)的,這種回波抵消器在系統(tǒng)實時性要求不高的場合能很好的滿足回波抵消的性能要求,但是在實時性要求較高的場合,其處理速度等性能方面已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)高速、實時的需要。現(xiàn)代大容量、高速度的FPGA的出現(xiàn),克服了上訴方案的諸多不足。用FPGA來實現(xiàn)數(shù)字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,且其靈活的可配置特性使得FPGA構(gòu)成的DSP系統(tǒng)非常易于修改、測試和硬件升級。 本文研究目標是如何在FPGA芯片上實現(xiàn)回波抵消器,完成的主要工作有: (1)深入研究了回波抵消器各模塊算法,包括自適應(yīng)濾波算法、遠端檢測算法、雙講檢測算法、NLP算法、舒適噪聲產(chǎn)生算法,并實現(xiàn)了這些算法的C程序。 (2)深入研究了回波抵消器基于FPGA的設(shè)計流程與實現(xiàn)方法,并利用硬件描述語言Verilog HDL實現(xiàn)了各部分算法。 (3)在OuartusⅡ和ModelSim仿真環(huán)境下對該系統(tǒng)進行模塊級和系統(tǒng)級的功能仿真、時序仿真和驗證。并在FPGA硬件平臺上實現(xiàn)了該系統(tǒng)。 (4)根據(jù)ITU-T G.168的標準和建議,對設(shè)計進行了大量的主、客測試,各項測試結(jié)果均達到或優(yōu)于G.168的要求。
上傳時間: 2013-06-23
上傳用戶:123啊
隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展,實時圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實時圖像數(shù)據(jù)的理想選擇,基于FPGA的圖像處理專用系統(tǒng)的研究將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點。 本文詳細介紹了一種實時監(jiān)控圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計方案,實現(xiàn)了具有前端視頻采集系統(tǒng)、圖像預(yù)處理功能系統(tǒng)、圖像顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器,由視頻采集模塊、異步FIFO模塊、視頻解碼模塊、I
上傳時間: 2013-06-20
上傳用戶:wc412467303
智能化住宅小區(qū),是指在一定范圍內(nèi)通過有效的傳輸網(wǎng)絡(luò),將多元住處服務(wù)、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結(jié)合在一起,為該小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段。從而實現(xiàn)快捷高效的超值服務(wù)管理和安全舒適的家居環(huán)境,使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國民經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)水平的提高,特別是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的迅速發(fā)展,促進了智能小區(qū)在我國的推廣和應(yīng)用。目前這些小區(qū)的智能化建設(shè)大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場總線技術(shù)。但是現(xiàn)場總線協(xié)議標準化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭,利用Internet來構(gòu)建智能小區(qū)已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當?shù)拇鎯υO(shè)備和通信接口設(shè)備,構(gòu)成一個嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。其次,在此平臺的基礎(chǔ)上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統(tǒng),從而構(gòu)建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個網(wǎng)絡(luò)功能齊全的Web服務(wù)器。最后,將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器,再根據(jù)需要配置適當?shù)牟杉骱惋@示器,就可以組建成一套功能強大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng),不但實現(xiàn)簡單、功能強大;而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比,相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分:系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括系統(tǒng)的原理圖構(gòu)建和PCB板的繪制:系統(tǒng)核心處理器設(shè)計,包括Nios Ⅱ軟核CPU的設(shè)計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設(shè)計方法;嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關(guān)知識及移植方法:系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設(shè)計,以及單片機語音報警程序設(shè)計等;最后給出了調(diào)試情況以及一些試驗結(jié)果。
標簽: FPGA 以太網(wǎng) 智能小區(qū) 管理系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-11
上傳用戶:ccsp11
回波消除器廣泛應(yīng)用于公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、移動通信系統(tǒng)和視頻電話會議系統(tǒng)等多種語音通信領(lǐng)域。在PSTN系統(tǒng)中,由于線路阻抗不匹配,遠端語音信號通過混合線圈時產(chǎn)生一定泄漏,一部分信號又傳回遠端,產(chǎn)生線路回波,回波的存在會嚴重影響語音通信質(zhì)量。本文主要針對線路回波進行研究,設(shè)計并實現(xiàn)了滿足實用要求的基于FPGA平臺的回波消除器。 首先,對回波產(chǎn)生原理和目前幾種常用回波消除算法進行了分析,在研究自適應(yīng)回波消除器的各個模塊,特別是深入分析各種自適應(yīng)濾波算法和雙講檢測算法,綜合考慮各種算法的運算復(fù)雜度和性能的情況下,這里采用NLMS算法實現(xiàn)自適應(yīng)回波消除器。針對傳統(tǒng)雙講檢測算法在近端語音幅度較低情況下容易產(chǎn)生誤判的情況,給出一種基于子帶濾波器組的改進雙講檢測算法。 本文首先使用C語言實現(xiàn)回波消除器的各個模塊,其中包括自適應(yīng)濾波器、遠端檢測、雙講檢測、非線性處理和舒適噪聲產(chǎn)生模塊。經(jīng)過仿真測試,相關(guān)模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎(chǔ)上,本文使用硬件描述語言Veillog HDL,在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺上實現(xiàn)各功能模塊,并通過模塊級和系統(tǒng)級功能仿真以及時序仿真驗證,最終在現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav,F(xiàn)PGA)平臺上實現(xiàn)回波消除系統(tǒng)。本文詳細闡述了基于FPGA的設(shè)計流程與設(shè)計方法,并描述了自適應(yīng)濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態(tài)機的設(shè)計過程。 根據(jù)ITU-T G.168標準提出的測試要求,本文塒基于FPGA設(shè)計實現(xiàn)的自適應(yīng)回波消除系統(tǒng)進行大量主客觀測試。經(jīng)過測試,各項性能指標均達到或超過G.168標準的要求,具有良好的回波消除效果。
上傳時間: 2013-06-18
上傳用戶:qwe1234
正弦波振蕩器在各種電子設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。它是一種能自動地將直流電源能量轉(zhuǎn)換為一定波形的交變振蕩信號能量的轉(zhuǎn)換電路。它與放大器的區(qū)別在于,無需外加激勵信號,就能產(chǎn)生具有一定頻率、一定波形和一定振幅的交流信號。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:feilinhan
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字圖像處理已經(jīng)成為眾多應(yīng)用系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。它的發(fā)展主要依賴于兩個性質(zhì)不同、自成體系但又緊密相關(guān)的研究領(lǐng)域:圖像處理算法及其相應(yīng)的電路實現(xiàn)。圖像處理系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)—般有三種方式:專用的圖像處理器件集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、數(shù)字信號處理器(Digital Signal Process)和現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關(guān)電路組成。它們可以實時高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中,低層的圖像預(yù)處理的數(shù)據(jù)量很大,要求處理速度快,但運算結(jié)果相對比較簡單。相對于其他兩種方式,基于FPGA的圖像處理方式的系統(tǒng)更適合于圖像的預(yù)處理。本文設(shè)計了—種基于FPGA的小波域圖像去噪系統(tǒng)。首先,闡述了基于小波變換的圖像去噪算法原理,重點討論了小波鄰域閾值(NeighShrink)去噪算法,并給出了該算法相應(yīng)的Matlab 仿真;然后,為了改進鄰域閾值去噪算法中對每個分解子帶都采用相同鄰域和閾值的缺點,本文提出了基于最小二乘支持向量機(LS-SVM)分類的鄰域閾值去噪算法和以斯坦無偏估計 (SURE)為準則同時結(jié)合小波系數(shù)尺度間關(guān)系的鄰域閾值去噪算法。經(jīng)Matlab實驗表明,相比于其他幾種經(jīng)典算法,本文提出的兩種改進算法在濾除噪聲的同時能更好地保護圖像細節(jié),并在較高噪聲情況下能獲得更高的峰值信噪比。在此基礎(chǔ)上本文將提出的改進小波鄰域閾值去噪算法進行了相應(yīng)的簡化,以滿足低噪聲處理要求且易于在FPGA上實現(xiàn);最后,給出了基于 FPGA的小波鄰域閾值去噪系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和FPGA內(nèi)部各功能模塊的具體實現(xiàn)方案,包括二維離散小波變換模塊、二維離散小波逆變換模塊、SDRAM存儲器控制模塊、去噪計算模塊和系統(tǒng)核心控制模塊,并對各個系統(tǒng)模塊和整體進行了仿真驗證,結(jié)果表明本文設(shè)計的基于FPGA 的小波鄰域閾值去噪系統(tǒng)能滿足實際的圖像處理要求,具有一定的理論和實際應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞:圖像處理系統(tǒng),F(xiàn)PGA,圖像去噪算法,小波變換
上傳時間: 2013-05-16
上傳用戶:450976175
簡介直流斬波器工作原理,有直流展播電路阿四分紅派個 一個一個
上傳時間: 2013-06-12
上傳用戶:guh000
·摘要: 介紹了通過Clarke和Park變換,可將靜止坐標系中三相交流電流ia、ib和ic變換成靜止坐標系中的二相交流電流iα、iβ,再將iα、iβ變換成與轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)的坐標系中的二相直流電流isb、isq,給出Clarke和Park變換的數(shù)學(xué)表達式,在數(shù)據(jù)信號處理器(DSP)TMS320C240上實現(xiàn)了該種變換.
上傳時間: 2013-06-15
上傳用戶:liuwei6419
【超精華】單片機51實驗板設(shè)計原理圖【超精華】單片機51實驗板設(shè)計原理圖【超精華】單片機51實驗板設(shè)計原理圖【超精華】單片機51實驗板設(shè)計原理圖
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:mdrd3081
蟲蟲下載站版權(quán)所有 京ICP備2021023401號-1