隨著科學技術的快速發(fā)展和數(shù)據采集系統(tǒng)的廣泛應用，人們對數(shù)據采集系統(tǒng)的速度、精度、易操作性以及實時性的要求也在不斷地提高。通用串行總線USB作為一種新型的微機總線接口規(guī)范，以其使用方便、易于擴展、速度快等優(yōu)點而被廣泛地應用于數(shù)據采集系統(tǒng)中。現(xiàn)場可編程門陣列最大的特點是結構靈活，開發(fā)周期較短，適合于實時信號處理，已被廣泛應用于通信、數(shù)據采集、圖像處理等諸多領域。 @@ 本文充分利用USB和FPGA的上述優(yōu)點，設計了一種基于USB2.0技術和FPGA技術相結合的高速數(shù)據采集系統(tǒng)。 @@ 首先，對數(shù)據采集基本理論及系統(tǒng)相關技術進行了簡單地介紹。 @@ 其次，對以ADC轉換器(TLC5510)、FPGA芯片(EP1C6Q240C8)為控制器和USB接口芯片(CY7C68013A-56，簡稱FX2)為主的數(shù)據采集系統(tǒng)進行了硬件設計和分析，并在此設計的基礎上給出相應的原理圖、PCB。硬件設計主要包括FPGA與ADC和FX2之間的接口電路設計以及硬件邏輯設計。 @@ 再次，根據系統(tǒng)需求，對系統(tǒng)軟件部分進行了設計，分三部分：一是為滿足FX2在USB上的最大傳輸速率而編寫的固件程序；二是在PC機中的WindowsXP系統(tǒng)下利用GPD編寫USB設備驅動程序；三是充分了解FX2的主要功能特點，并編寫出應用程序。 @@ 最后，對系統(tǒng)的軟硬件進行了調試，給出了調試結果和分析，對出現(xiàn)的問題給出了解決方案。結果表明，系統(tǒng)符合設計要求。 @@關鍵詞：USB2.0；FPGA；SOPC；數(shù)據采集；固件；
上傳時間： 2013-06-21
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隨著電子工業(yè)應用領域需求的增長，要實現(xiàn)復雜程度較高的數(shù)字電子系統(tǒng)，對數(shù)據處理能力提出越來越高的要求。定點運算已經很難滿足高性能數(shù)字系統(tǒng)的需要，而浮點數(shù)相對于定點數(shù)，具有表述范圍寬，有效精度高等優(yōu)點，在航空航天、遙感、機器人技術以及涉及指數(shù)運算和信號處理等領域有著廣泛的應用。對浮點運算的要求主要體現(xiàn)在兩個方面：一是速度，即如何快速有效的完成浮點運算；二是精度，即浮點運算能夠提供多少位的有效數(shù)字。 計算機性價比的提高以及可編程邏輯器件的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)的數(shù)字電子系統(tǒng)設計方法進行了變革。FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)讓設計師通過設計芯片來實現(xiàn)電子系統(tǒng)的功能，將傳統(tǒng)的固件選用及電路板設計工作放在芯片設計中進行。FPGA可以完成極其復雜的時序與組合邏輯電路功能，適用于高速、高密度，如運算器、數(shù)字濾波器、二維卷積器等具有復雜算法的邏輯單元和信號處理單元的邏輯設計領域。 鑒于FPGA技術的特點和浮點運算的廣泛應用，本文基于FPGA將浮點運算結合實際應用設計一個觸摸式浮點計算器，主要目的是通過VHDL語言編程來實現(xiàn)浮點數(shù)的加減、乘除和開方等基本運算功能。 (1)給出系統(tǒng)的整體框架設計和各模塊的實現(xiàn)，包括芯片的選擇、各模塊之間的時序以及控制、每個運算模塊詳細的工作原理和算法設計流程； (2)通過VHDL語言編程來實現(xiàn)浮點數(shù)的加減、乘除和開方等基本運算功能； (3)在Xilinx ISE環(huán)境下，對系統(tǒng)的主要模塊進行開發(fā)設計及功能仿真，驗證了基于FPGA的浮點運算。
上傳時間： 2013-04-24
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激光打標是指利用高能量密度的激光束在物件表面作永久性標刻。激光打標以其“打標速度快、性能穩(wěn)定、打標質量好”等優(yōu)勢，獲得了日益廣泛的應用。傳統(tǒng)的激光打標系統(tǒng)一般是基于ISA總線或PCI總線的，運動控制卡必須插在計算機的PCI插槽內，且不支持熱捅拔，影響了控制卡的穩(wěn)定性；以單片機為主控制器的激光打標控制卡雖然成本低、運行可靠，但由于其運算速度慢、存儲容量有限，限制了它的應用范圍。 運動控制卡是激光打標系統(tǒng)的核心組成部分。本文設計了一種新型的基于USB總線，以FPGA為主控單元的振鏡掃描式激光打標控制卡，它利用了USB總線高速、穩(wěn)定、易用和FPGA資源豐富、處理能力強、易擴展等優(yōu)點，將PC機強大的信息處理能力與運動控制卡的運動控制能力相結合，具有信息處理能力強、開放程度高、使用方便的特點。 本文首先介紹了激光打標的原理，激光打標技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及激光打標系統(tǒng)的組成結構。在對USB總線技術作了簡要介紹后，詳細討論了激光打標控制卡的硬件電路設計，包括USB接口電路，F(xiàn)PGA主控單元電路，D/A單元電路，存儲器電路，I/O接口電路等。接著對USB接口單元的固件程序和FPGA中USB接口功能模塊、D/A寫控制功能模塊和SRAM讀寫控制功能模塊的程序做了詳細設計，通過軟硬件調試，控制卡實現(xiàn)了USB通信，輸出兩路模擬信號，SRAM數(shù)據讀寫，數(shù)字量輸入輸出等功能。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著數(shù)字電子技術的發(fā)展，數(shù)字信號處理廣泛應用于聲納、雷達、通訊語音處理和圖像處理等領域。快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中起著很重要的作用，F(xiàn)FT 有效地提高了離散傅立葉變換(Discret Fourier Transform，DFT)的運算效率。 處理器一般要求具有高速度、高精度、大容量和實時處理的性能，而現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件，在處理大規(guī)模數(shù)據方面，有極大的優(yōu)勢。論文采用了在FPGA中實現(xiàn)FFT算法的方案。 數(shù)字信號處理板的硬件電路設計是本論文的重要部分之一。在介紹了FFT以及波束形成的基本原理和基本方法的基礎上，根據實時處理的要求，給出了數(shù)字信號處理板的硬件設計方案并對硬件電路的實現(xiàn)進行了分析和說明。 依據數(shù)字系統(tǒng)的設計方法，分別采用基二按時間抽取FFT算法、基四按時間抽取FFT算法以及FFT兆核函數(shù)三種方法利用硬件描述語言(VHSICHardware Description Language，VHDL)實現(xiàn)了1024點的FFT，接著對三種方法進行了評估，得出了FPGA完全能滿足處理器的實時處理的要求的結論。然后根據通用串行總線(Universial Serial Bus，USB)協(xié)議，利用VHDL語言編寫了USB接口芯片ISP1581的固件程序，實現(xiàn)了設備的枚舉過程。
上傳時間： 2013-06-27
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對于大多數(shù)工程師來說，開發(fā)USB2.0 接口產品主要障礙在于：要面對復雜的USB2.0協(xié)議、自己編寫USB設備的驅動程序、熟悉單片機的編程。這不僅要求有相當?shù)腣C編程經驗、還能夠編寫USB接口的硬件（固件）程序。所以大多數(shù)人放棄了自己開發(fā)USB產品。為了將復雜的問題簡單化，西安達泰電子特別設計了USB2.0協(xié)議轉換模塊。這個模塊可以被看作是一個USB2.0協(xié)議的轉換器，將電腦的USB2.0接口轉換為一個透明的并行總線，就象單片機總線一樣。從而幾天之內就可以完成USB2.0產品的設計。
上傳時間： 2013-04-24
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對于大多數(shù)工程師來說，開發(fā)USB2.0 接口產品主要障礙在于：要面對復雜的USB2.0協(xié)議、自己編寫USB設備的驅動程序、熟悉單片機的編程。這不僅要求有相當?shù)腣C編程經驗、還能夠編寫USB接口的硬件（固件）程序。所以大多數(shù)人放棄了自己開發(fā)USB產品。為了將復雜的問題簡單化，西安達泰電子特別設計了USB2.0協(xié)議轉換模塊。這個模塊可以被看作是一個USB2.0協(xié)議的轉換器，將電腦的USB2.0接口轉換為一個透明的并行總線，就象單片機總線一樣。從而幾天之內就可以完成USB2.0產品的設計。
上傳時間： 2013-04-24
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表面粗糙度是機械加工中描述工件表面微觀形狀重要的參數(shù)。在機械零件切削的過程中，刀具或砂輪遺留的刀痕，切屑分離時的塑性變形和機床振動等因素，會使零件的表面形成微小的蜂谷。這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就叫做表面粗糙度，也稱為微觀不平度。表面粗糙度的測量是幾何測量中的一個重要部分，它對于現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展起了重要的推動作用。世界各國競相進行粗糙度測量儀的研制，隨著科學技術的發(fā)展，各種各樣的粗糙度測量系統(tǒng)也競相問世。對于粗糙度的測量，隨著技術的更新，國家標準也一直在變更。最新執(zhí)行的國家標準(GB/T6062-2002)，規(guī)定了粗糙度測量的參數(shù)，以及制定了觸針式測量粗糙度的儀器標準[1]。 隨著新國家標準的執(zhí)行，許多陳舊的粗糙度測量儀已經無法符合新標準的要求。而且生產工藝的提高使得原有方案的采集精度和采集速度，滿足不了現(xiàn)代測量技術的需要。目前，各高校公差實驗室及大多數(shù)企業(yè)的計量部門所使用的計量儀器(如光切顯微鏡、表面粗糙度檢查儀等)只能測量單項參數(shù)，而能進行多參數(shù)測量的光電儀器價格較貴，一般實驗室和計量室難以購置。因此如何利用現(xiàn)有的技術，結含現(xiàn)代測控技術的發(fā)展，職制出性能可靠的粗糙度測量儀，能有效地降低實驗室測量儀器的成本，具有很好的實用價值和研究意義。 基于上述現(xiàn)狀，本文在參考舊的觸針式表面粗糙度測量儀技術方案的基礎上，提出了一種基于ARM嵌入式系統(tǒng)的粗糙度測量儀的設計。這種測量儀采用了先進的傳感器技術，保證了測量的范圍和精度；采用了集成的信號調理電路，降低了信號在調制、檢波、和放大的過程中的失真；采用了ARM處理器，快速的采集和控制測量儀系統(tǒng)；采用了強大的PC機人機交互功能，快速的計算粗糙度的相關參數(shù)和直觀的顯示粗糙度的特性曲線。 論文主要做了如下工作：首先，論文分析了觸針式粗糙度測量儀的發(fā)展以及現(xiàn)狀；然后，詳細敘述了系統(tǒng)的硬件構成和設計，包括傳感器的原理和結構分析、信號調理電路的設計、A/D轉換電路的設計、微處理器系統(tǒng)電路以及與上位機接口電路的設計。同時，還對系統(tǒng)的數(shù)據采集進行了研究，開發(fā)了相應的固件程序及接口程序，完成數(shù)據采集軟件的編寫，并且對表面粗糙度參數(shù)的算法進行程序的實現(xiàn)。編寫了控制應用程序，完成控制界面的設計。最終設計出一套多功能、多參數(shù)、高性能、高可靠、操作方便的表面粗糙度測量系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-04-24
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多媒體正在使我們的生活變得越來越豐富多彩。報紙，相片，CD機，電視，電影已經被PC機很好地整合到了一起，而互聯(lián)網又使得多媒體資源的交流成為可能。跨越網絡時代、信息時代、多媒體時代，后PC時代的到來，呼喚新一代的多媒體系統(tǒng)，它體積更小，功能更全，界面更友好。本系統(tǒng)就是面向這一需求而設計的。 嵌入式多媒體系統(tǒng)除了具有播放音樂，視頻，瀏覽圖片，電子書的基本功能外，一些方案還集成了視頻錄制、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、FM收音機、衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)、掌上游戲機和移動電視等等各種附加功能以滿足不同的市場需求。本課題開發(fā)一套具有音頻、視頻、圖片和電子書等功能的嵌入式多媒體系統(tǒng)解決方案，硬件部分以ARM處理器S3C241O為核心，軟件部分以Linux操作系統(tǒng)為核心進行開發(fā)，系統(tǒng)具有體積小，成本低等特點。 本論文按照硬件、固件、軟件三個層面分析了基于ARM Linux的嵌入式多媒體系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。硬件部分分處理器和外圍電路兩部分進行介紹。固件部分包括引導加載程序vivi的移植，Linux 2.6內核的移植，配置Cramfs根文件系統(tǒng)，Linux設備驅動程序開發(fā)。軟件部分對Linux應用開發(fā)作出了討論，包括系統(tǒng)的功能模塊和軟件構架，重點是基于MiniGUI的圖形界面設計。在論文的最后，分析了系統(tǒng)的優(yōu)缺點，以及單片解決方案和多處理器方案的比較，并展望了嵌入式多媒體系統(tǒng)的發(fā)展方向。
標簽： ARMLinux 嵌入式多媒體 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-03
上傳用戶：xfbs821
隨著USB接口性能的不斷增強，USB接口被廣泛應用到各種硬件設備上。如今在Linux操作系統(tǒng)中，針對USB設備的驅動編程工作越來越受到重視。本課題在以S3C2410處理器為基礎的硬件平臺上，對Linux操作系統(tǒng)環(huán)境下USB設備驅動工作原理進行了研究。在理解USB協(xié)議的基礎上完成了S3C2410處理器內置USB設備控制器固件和驅動程序的編寫調試等方面的工作。 固件程序工作在硬件設備上，通過它控制設備的正常工作，負責與主機端的通信會話。由于本課題中的USB設備控制器是3C2410處理器的片內外設，因此固件程序要管理整個S3C2410處理器的工作。在處理器開機工作時，固件程序首先完成包括USB設備控制器在內的整個處理器的初始化，然后與主機共同進行USB設備的枚舉，最后進入循環(huán)等待主機端發(fā)起通信。當主機發(fā)起通信時，處理器產生USB中斷，固件程序調用中斷處理函數(shù)。 在Linux操作系統(tǒng)中，內核通過調用驅動中提供的標準接口將應用程序中對設備的操作映射到具體的硬件設備。驅動程序中包括向驅動注冊，驅動支持設備列表信息以及各種系統(tǒng)調用具體實現(xiàn)等方面。USB接口所支持的四種傳輸方式，根據S3C2410內置USB設備控制器的功能屬性，在驅動中采用了塊傳輸?shù)膫鬏敺绞剑ㄟ^URB的方式實現(xiàn)對設備的讀寫操作。 最后設計一個簡單文件傳輸系統(tǒng)對固件和驅動程序進行了測試。測試系統(tǒng)中主機端通過USB接口傳輸一個wav格式的音頻文件，設備端接收到數(shù)據保存在內存中。
標簽： Linux ARM USB 驅動實現(xiàn)
上傳時間： 2013-04-24
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材料試驗機是測定材料機械性能的基本設備之一，應用范圍廣泛。它主要由機械、加載及測試等系統(tǒng)組成，其中測試系統(tǒng)是試驗機不可缺少的組成部分，它對試驗機的性能又起著決定性作用。隨著實驗科學的發(fā)展、科技的進步以及應用需求的增加，舊有的測試系統(tǒng)已逐漸不能適應人們的測試需求，為了擴大傳統(tǒng)材料試驗機的應用范圍，全面提高測量的準確性、實驗效率和智能化水平，越來越多的高新技術正在被引入到材料試驗機測試系統(tǒng)領域。 本課題屬于企業(yè)委托的技術開發(fā)項目，其目的是開發(fā)一套用于材料性能測試的試驗機測試系統(tǒng)。針對項目委托方提出的功能要求，經過對試驗機測試技術及其發(fā)展趨勢的研究分析，最終確定采用USB總線技術，設計一款基于32位嵌入式微處理器ARM的集數(shù)據采集、分析、顯示為一體的試驗機測試系統(tǒng)。 基于課題的研究內容，本文在分析研究USB和ARM技術的基礎上，圍繞著設計目標，從整體方案的選擇、測試系統(tǒng)的軟硬件設計等方面闡述了主要開展的設計研究工作。重點對系統(tǒng)硬件電路設計、固件程序設計、設備驅動程序設計和應用程序設計的實現(xiàn)進行了深入論述。 為驗證所設計的測試系統(tǒng)是否達到實際要求，本文采用實測的方式進行測試研究。測試結果表明，本測試系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，各項功能均達到了預定的設計要求。
標簽： ARM 材料 試驗機 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：pei5
