本文討論工業廢水中和處理中pH值的控制方法。由于中和反應中pH值的變化是一個嚴重非線性的過程,pH值控制被公認為世界上的控制難題之一,在此運用了ARM技術和模糊控制來解決這一難題。 論文首先介紹了工業廢水處理中酸堿度控制的現狀、存在的問題,并提出了基于ARM的工業廢水控制系統的設計方案。其次詳細研究了當前嵌入式系統的發展,深入探討了ARM嵌入式處理器的特點、應用及體系結構,并著重介紹了本文所使用的LPC2131微處理器。然后針對pH的非線性特點做了分析并設計了以INA116為核心元件的pH測量電路。在廣泛閱讀和全面深入總結國內外相關文獻資料的基礎上,了解了模糊控制的一些關鍵技術和發展現狀,設計出了基于ARM的工業廢水模糊控制器。 硬件設計與軟件設計為本論文的重點內容。硬件設計包括:電源電路、復位電路、晶振電路、Flash存儲器、SDRAM存儲器、JTAG電路、串行通信電路、LCD模塊設計、A/D變換模塊、PWM電磁閥驅動電路;軟件設計除了為硬件提供相應的驅動程序外,最重要的是用C語言實現了基于ARM的工業廢水模糊控制器?;贏RM的工業廢水控制系統中上位機和下位機的數據通訊采用RS-232方式,下位機采用C語言編程、ADS1.2開發,上位機采用Delph17.0進行設計。 論文的最后對全文的主要研究內容進行了總結,指出了設計過程中遇到的問題及存在的不足之處,給出了主要研究結論和今后的研究方向。實驗結果表明系統基本上達到了系統設計中所給出的性能指標,證明了整個系統設計的正確性和合理性,很好地解決了pH值控制中的非線性問題。與傳統控制方法相比較,本系統結構簡單,控制效果良好。
上傳時間: 2013-04-24
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比例-積分-微分(PID)是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解,應用十分廣泛。但由于應用領域的不同,功能上差別很大,系統的控制要求及關心的控制對象也不相同。數字PID控制比連續PID控制更為優越,因為計算機程序的靈活性,很容易克服連續PID控制中存在的問題,經修正而得到更完善的數字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路,控制主電路電壓,旨在提出一種智能數字PID控制系統的設計思路,并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元,內部的10位ADC作為信號采集模塊,采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口;串口作為通信模塊實現了上位機的監控。采用芯片內部自帶的PWM模塊,輸出16M Hz PWM信號并經過一階低通濾波器得到0~5V的控制信號用于觸發主電路控制器,實現PID整定。 軟件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的內核源碼,實現了其在32位微處理器上的移植,作為管理各個子程序執行的系統軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數字PID算法,采用規一化算法進行參數選取。上位機部分采用了C#語言進行編寫。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作為系統時鐘,可以實現系統的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執行,實現遠程監控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統在三相全控橋主電路中的具體應用。總結了調試中遇到的問題,對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
上傳時間: 2013-08-01
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隨著電力電子技術的發展,模塊化程度低、缺乏靈活性、設計復雜、標準化程度低等因素日益成為制約其發展的瓶頸。而電力電子結構塊(PEBB)正是為解決以上問題而提出的方法。因此研究利用PEBB來組建功率變換器具有一定的優勢和重要的意義。 本文將電子技術和計算機技術等領域先進的、成熟的集成相關的技術應用于電力電子系統集成中,對電力電子系統集成中的操作系統、分布式控制技術和通信技術進行了研究。 將電力電子系統進行結構劃分,分為PEBB功率部分和通用控制部分。對于功率部分,采用分立元件設計了一個半橋PEBB,包括主電路、保護電路、驅動電路、吸收電路和濾波電路等。在分析和對比了各種通信接口后選擇具有“即插即用”功能的通用串行接口(USB)做為PEBB的數字通信接口。對于通用控制部分,選用具有高性價比的ARM7芯片S3C44B0X做為核心處理單元,輔以相應的外圍電路。采用USB主機控制芯片使其具有類似USB主機的功能,實現與PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在軟件設計上引入實時操作系統UC/OS-Ⅱ,采用多任務系統的形式,滿足電力電子操作系統實時性的要求。然后,用兩個半橋PEBB和一個通用控制器組成了一個單相全橋電壓逆變器,分析和解決PEBB之間的同步等問題。最后給出并分析了實驗結果。 通過上述工作,驗證了PEBB對解決當前電力電子技術系統集成問題的可行性,為后續研究打下基礎。
上傳時間: 2013-07-12
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本文以電子不停車收費系統課題為背景,設計并實現了基于FPGA的π/4-DOPSK全數字中頻發射機和接收機。π/4-DQPSK廣泛應用于移動通信和衛星通信中,具有頻帶利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強的特點。 近年來現場可編程門陣列(FPGA)器件在芯片邏輯規模和處理速度等方面性能的迅速提高,用硬件編程實現無線功能的軟件無線電技術在理論和實用化上都趨于成熟和完善,因此可以把數字調制,數字上/下變頻,數字解調在同一塊FPGA上實現,即實現了中頻發射機和接收機一體化的片上可編程系統(SOPC,System On Programmabie Chip)。 本文首先根據指標要求對數字收發機方案進行設計,確定了適合不停車收費系統的全數字發射機和接收機的結構,接著根據π/4-DQPSK發射機和接收機的理論,設計并實現了基于FPGA的成形濾波器SRRC、半帶濾波器HB和定時算法并給出性能分析,最后給出硬件測試平臺上結果和測試結果分析。
上傳時間: 2013-07-18
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這個是串口通訊工具,無論windows編程,還是嵌入式的上位機和下位機通訊,調試時使用它都很方便-This is a serial communications tools
上傳時間: 2013-04-24
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卷積碼是無線通信系統中廣泛使用的一種信道編碼方式。Viterbi譯碼算法是一種卷積碼的最大似然譯碼算法,它具有譯碼效率高、速度快等特點,被認為是卷積碼的最佳譯碼算法。本文的主要內容是在FPGA上實現約束長度為9,碼率為1/2,采用軟判決方式的Viterbi譯碼器。 本文首先介紹了卷積碼的基本概念,闡述了Viterbi算法的原理,重點討論了決定Viterbi算法復雜度和譯碼性能的關鍵因素,在此基礎上設計了采用“串-并”結合運算方式的Viterbi譯碼器,并在Altera EP1C20 FPGA芯片上測試通過。本文的主要工作如下: 1.對輸入數據采用了二比特四電平量化的軟判決方式,對歐氏距離的計算方法進行了簡化,以便于用硬件電路方式實現。 2.對ACS運算單元采用了“串-并”結合的運算方式,和全并行的設計相比,在滿足譯碼速度的同時,節約了芯片資源。本文中提出了一種路徑度量值存儲器的組織方式,簡化了控制模塊的邏輯電路,優化了系統的時序。 3.在幸存路徑的選擇輸出上采用了回溯譯碼方法,與傳統的寄存器交換法相比,減少了寄存器的使用,大大降低了功耗和設計的復雜度。 4.本文中設計了一個仿真平臺,采用Modelsim仿真器對設計進行了功能仿真,結果完全正確。同時提出了一種在被測設計內部插入監視器的調試方法,巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結果,提高了追蹤錯誤的效率。 5.該設計在Altera EP1C20 FPGA芯片上通過測試,最大運行時鐘頻率110MHz,最大譯碼輸出速率10.3Mbps。 本文對譯碼器的綜合結果和Altera設計的Viterbi譯碼器IP核進行了性能比較,比較結果證明本文中設計的Viterbi譯碼器具有很高的工程實用價值。
上傳時間: 2013-07-23
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在以單片機為核心的多級分布式系統中,常常需要擴展單片機的串行通信口,本文分別介紹了基于SP2538 專用串行口擴展芯片及Intel8251 的兩種串行口擴展方法,并給出了實際的硬件電路原理及相應的通信
上傳時間: 2013-08-01
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隨著計算機技術的發展,機器視覺在工農業生產和國防等領域已得到成功的應用,利用機器視覺進行檢測更是其典型應用。根據運行環境的不同,機器視覺系統可分為PC-BASED系統和PLC-BASED系統。由于這兩種系統成本都相對較高、軟硬件系統相對復雜、體積相對較大,因此,在應用中受到一定的限制。嵌入式系統是當前發展迅速的熱門技術,具有體積小、價格低、開發環境簡單、運用靈活、現場運行可靠等優點。因此,將機器視覺技術建立在嵌入式系統平臺上不僅是機器視覺的發展趨勢,同時也實現了兩者的優勢互補。 在現代工程領域,常常需要檢測各種振動。相對傳統方法而言,視覺測振技術具有明顯優點。本文主要研究了在ARM平臺上利用機器視覺技術進行振動檢測的相關技術及方法。 根據嵌入式機器視覺系統的特點,本文分析了攝像系統標定的方法,建立空間物體的實際位置與圖像上點的對應關系,并改進數據處理的方法,提高標定的精度。分析了目前常用的圖像處理方法,根據系統平臺實際工作能力,設計了有針對性的處理算法,提高圖像處理的效率;為了方便對被測對象的識別和跟蹤,采用基于顏色閾值的分割技術,從而有效地降低了對系統測量環境、光照條件等的要求,提高了系統的適應性。 本文以二維振動物體為被測對象,利用機器視覺技術,對低頻小振幅的二維振動進行了檢測,并對振動信號進行分析。實驗證明利用視覺技術檢測振動的可行性和可靠性。
上傳時間: 2013-04-24
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I2C(Inter Integrated Circuits)是Philips公司開發的用于芯片之間連接的串行總線,以其嚴格的規范、卓越的性能、簡便的操作和眾多帶I2C接口的外圍器件而得到廣泛的應用并受到普遍的歡迎。 現場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快,在數字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。本論文主要討論了如何利用Verilog/FPGA來實現一個隨機讀/寫的I2C接口電路,實現與外圍I2C接口器件E2PROM進行數據通信,實現讀、寫等功能,傳輸速率實現為100KBps。在Modelsim6.0仿真軟件環境中進行仿真,在Xilinx公司的ISE9.li開發平臺上進行了下載,搭建外圍電路,用Agilem邏輯分析儀進行數據采集,分析測試結果。 首先,介紹了微電子設計的發展概況以及設計流程,重點介紹了HDL/FPGA的設計流程。其次,對I2C串行總線進行了介紹,重點說明了總線上的數據傳輸格式并對所使用的AT24C02 E2PROM存儲器的讀/寫時序作了介紹。第三,基于Verilog _HDL設計了隨機讀/寫的I2C接口電路、測試模塊和顯示電路;接口電路由同步有限狀態機(FSM)來實現;測試模塊首先將數據寫入到AT24C02的指定地址,接著將寫入的數據讀出,并將兩個數據顯示在外圍LED數碼管和發光二極管上,從而直觀地比較寫入和輸出的數據的正確性。FPGA下載芯片為Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四,用Agilent邏輯分析儀進行傳輸數據的采集,分析數據傳輸的時序,從而驗證電路設計的正確性。最后,論文對所取得的研究成果進行了總結,并展望了下一步的工作。
上傳時間: 2013-06-08
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隨著電力電子變流技術的不斷發展,各種先進的控制技術層出不窮。控制器也從過去的模擬電路時代逐漸進入到全數字控制時代。但是MCU/DSP等通用控制器本身串行程序流工作模式的限制,在實現復雜算法時往往難以滿足系統要求的快速性與實時性的要求,FPGA的出現為解決這個問題提供了一個新的方向。 本文首先對三相PWM整流器系統進行了研究。在查閱大量國內外文獻資料的基礎上,對整流器及其控制器的國內外發展現狀及研究趨勢做了詳細的研究,并對課題研究的意義有了更深入的認識。接下來對三相電壓型整流器的拓撲結構、數學模型、整流器的控制技術進行了分析。文中所采用的滯環電流控制算法具有結構簡單,電流響應速度快,不依賴系統參數,系統魯棒性好的特點。運用matlab仿真軟件,對該控制方法進行了仿真。然后對FPGA的發展歷程、應用、分類、開發工具、語言等內容進行了介紹。最后對滯環控制算法進行了模塊劃分,將其劃分為PI算法模塊,限幅與指令電流生成模塊,滯環比較模塊,PWM脈沖生成及死區保護模塊,AD控制及數據儲存模塊,并在Quartus II軟件環境下,使用VHDL語言通過編程實現模塊化設計。實踐證明,采用FPGA來實現PWM整流器控制算法是可行的。
上傳時間: 2013-04-24
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