- vii - 8.1.1 實驗目的 315 8.1.2 實驗設備 315 8.1.3 實驗內容 315 8.1.4 實驗原理 315 8.1.5 實驗操作步驟 318 8.1.6 實驗參考程序 319 8.1.7 練習題 321- vi - 6.4 USB 接口實驗 266 6.4.1 實驗目的 266 6.4.2 實驗設備 267 6.4.3 實驗內容 267 6.4.4 實驗原理 267 6.4.5 實驗操作步驟 270 6.4.6 實驗參考程序 272 6.4.7 實驗練習題 280 6.5 SPI接口通訊實驗 281 6.5.1 實驗目的 281 6.5.2 實驗設備 281 6.5.3 實驗內容 281 6.5.4 實驗原理 281 6.5.5 實驗操作步驟 285 6.5.6 實驗參考程序 287 6.5.7 練習題 289 6.6 紅外模塊控制實驗 289 6.6.1 實驗目的 289 6.6.2 實驗設備 289 6.6.3 實驗內容 289 6.6.4 實驗原理 289 6.6.5 實驗操作步驟 291 6.6.6 實驗參考程序 291 6.6.7 練習題 296 第七章 基礎應用實驗 296 7.1 A/D 轉換實驗 296 7.1.1 實驗目的 296 7.1.2 實驗設備 296 7.1.3 實驗內容 296 7.1.4 實驗原理 296 7.1.5 實驗設計 298 7.1.6 實驗操作步驟 299 7.1.7 實驗參考程序 300 7.1.8 練習題 301 7.2 PWM步進電機控制實驗 301 7.2.1 實驗目的 301 7.2.2 實驗設備 301 7.2.3 實驗內容 301 7.2.4 實驗原理 301 7.2.5 實驗操作步驟 309 7.2.6 實驗參考程序 311 7.2.7 練習題 313 第八章 高級應用實驗 315 8.1 GPRS模塊控制實驗 315 - v - 5.2 5x4鍵盤控制實驗 219 5.2.1 實驗目的 219 5.2.2 實驗設備 219 5.2.3 實驗內容 219 5.2.4 實驗原理 219 5.2.5 實驗設計 221 5.2.6 實驗操作步驟 222 5.2.7 實驗參考程序 223 5.2.8 練習題 224 5.3 觸摸屏控制實驗 224 5.3.1 實驗目的 224 5.3.2 實驗設備 224 5.3.3 實驗內容 224 5.3.4 實驗原理 224 5.3.5 實驗設計 231 5.3.6 實驗操作步驟 231 5.3.7 實驗參考程序 232 5.3.8 練習題 233 第六章 通信與接口實驗 234 6.1 IIC 串行通信實驗 234 6.1.1 實驗目的 234 6.1.2 實驗設備 234 6.1.3 實驗內容 234 6.1.4 實驗原理 234 6.1.5 實驗設計 238 6.1.6 實驗操作步驟 241 6.1.7 實驗參考程序 243 6.1.8 練習題 245 6.2 以太網通訊實驗 246 6.2.1 實驗目的 246 6.2.2 實驗設備 246 6.2.3 實驗內容 246 6.2.4 實驗原理 246 6.2.5 實驗操作步驟 254 6.2.6 實驗參考程序 257 6.2.7 練習題 259 6.3 音頻接口 IIS 實驗 260 6.3.1 實驗目的 260 6.3.2 實驗設備 260 6.3.3 實驗內容 260 6.3.4 實驗原理 260 6.3.5 實驗步驟 263 6.3.6實驗參考程序 264 6.3.7 練習題 266 - iv - 4.4 串口通信實驗 170 4.4.1 實驗目的 170 4.4.2 實驗設備 170 4.4.3 實驗內容 170 4.4.4 實驗原理 170 4.4.5 實驗操作步驟 176 4.4.6 實驗參考程序 177 4.4.7 練習題 178 4.5 實時時鐘實驗 179 4.5.1 實驗目的 179 4.5.2 實驗設備 179 4.5.3 實驗內容 179 4.5.4 實驗原理 179 4.5.5 實驗設計 181 4.5.6 實驗操作步驟 182 4.5.7 實驗參考程序 183 4.6.8 練習題 185 4.6 數碼管顯示實驗 186 4.6.1 實驗目的 186 4.6.2 實驗設備 186 4.6.3 實驗內容 186 4.6.4 實驗原理 186 4.6.5 實驗方法與操作步驟 188 4.6.6 實驗參考程序 189 4.6.7 練習題 192 4.7 看門狗實驗 193 4.7.1 實驗目的 193 4.7.2 實驗設備 193 4.7.3 實驗內容 193 4.7.4 實驗原理 193 4.7.5 實驗設計 195 4.7.6 實驗操作步驟 196 4.7.7 實驗參考程序 197 4.7.8 實驗練習題 199 第五章 人機接口實驗 200 5.1 液晶顯示實驗 200 5.1.1 實驗目的 200 5.1.2 實驗設備 200 5.1.3 實驗內容 200 5.1.4 實驗原理 200 5.1.5 實驗設計 211 5.1.6 實驗操作步驟 213 5.1.7 實驗參考程序 214 5.1.8 練習題 219 - ii - 3.1.1 實驗目的 81 3.1.2 實驗設備 81 3.1.3 實驗內容 81 3.1.4 實驗原理 81 3.1.5 實驗操作步驟 83 3.1.6 實驗參考程序 87 3.1.7 練習題 88 3.2 ARM匯編指令實驗二 89 3.2.1 實驗目的 89 3.2.2 實驗設備 89 3.2.3 實驗內容 89 3.2.4 實驗原理 89 3.2.5 實驗操作步驟 90 3.2.6 實驗參考程序 91 3.2.7 練習題 94 3.3 Thumb 匯編指令實驗 94 3.3.1 實驗目的 94 3.3.2 實驗設備 94 3.3.3 實驗內容 94 3.3.4 實驗原理 94 3.3.5 實驗操作步驟 96 3.3.6 實驗參考程序 96 3.3.7 練習題 99 3.4 ARM處理器工作模式實驗 99 3.4.1 實驗目的 99 3.4.2實驗設備 99 3.4.3實驗內容 99 3.4.4實驗原理 99 3.4.5實驗操作步驟 101 3.4.6實驗參考程序 102 3.4.7練習題 104 3.5 C 語言程序實驗一 104 3.5.1 實驗目的 104 3.5.2 實驗設備 104 3.5.3 實驗內容 104 3.5.4 實驗原理 104 3.5.5 實驗操作步驟 106 3.5.6 實驗參考程序 106 3.5.7 練習題 109 3.6 C 語言程序實驗二 109 3.6.1 實驗目的 109 3.6.2 實驗設備 109 3.6.3 實驗內容 109 3.6.4 實驗原理 109 - iii - 3.6.5 實驗操作步驟 111 3.6.6 實驗參考程序 113 3.6.7 練習題 117 3.7 匯編與 C 語言的相互調用 117 3.7.1 實驗目的 117 3.7.2 實驗設備 117 3.7.3 實驗內容 117 3.7.4 實驗原理 117 3.7.5 實驗操作步驟 118 3.7.6 實驗參考程序 119 3.7.7 練習題 123 3.8 綜合實驗 123 3.8.1 實驗目的 123 3.8.2 實驗設備 123 3.8.3 實驗內容 123 3.8.4 實驗原理 123 3.8.5 實驗操作步驟 124 3.8.6 參考程序 127 3.8.7 練習題 134 第四章 基本接口實驗 135 4.1 存儲器實驗 135 4.1.1 實驗目的 135 4.1.2 實驗設備 135 4.1.3 實驗內容 135 4.1.4 實驗原理 135 4.1.5 實驗操作步驟 149 4.1.6 實驗參考程序 149 4.1.7 練習題 151 4.2 IO 口實驗 151 4.2.1 實驗目的 151 4.2.2 實驗設備 152 4.2.3 實驗內容 152 4.2.4 實驗原理 152 4.2.5 實驗操作步驟 159 4.2.6 實驗參考程序 160 4.2.7 實驗練習題 161 4.3 中斷實驗 161 4.3.1 實驗目的 161 4.3.2 實驗設備 161 4.3.3 實驗內容 161 4.3.4 實驗原理 162 4.3.5 實驗操作步驟 165 4.3.6 實驗參考程序 167 4.3.7 練習題 170 目 錄 I 第一章 嵌入式系統開發與應用概述 1 1.1 嵌入式系統開發與應用 1 1.2 基于 ARM的嵌入式開發環境概述 3 1.2.1 交叉開發環境 3 1.2.2 模擬開發環境 4 1.2.3 評估電路板 5 1.2.4 嵌入式操作系統 5 1.3 各種 ARM開發工具簡介 5 1.3.1 ARM的 SDT 6 1.3.2 ARM的ADS 7 1.3.3 Multi 2000 8 1.3.4 Embest IDE for ARM 11 1.3.5 OPENice32-A900仿真器 12 1.3.6 Multi-ICE 仿真器 12 1.4 如何學習基于 ARM嵌入式系統開發 13 1.5 本教程相關內容介紹 14 第二章 EMBEST ARM實驗教學系統 17 2.1 教學系統介紹 17 2.1.1 Embest IDE 集成開發環境 17 2.1.2 Embest JTAG 仿真器 19 2.1.3 Flash 編程器 20 2.1.4 Embest EduKit-III開發板 21 2.1.5 各種連接線與電源適配器 23 2.2 教學系統安裝 23 2.3 教學系統的硬件電路 27 2.3.1 概述 27 2.3.2 功能特點 27 2.3.3 原理說明 28 2.3.4 硬件結構 41 2.3.5 硬件資源分配 44 2.4 集成開發環境使用說明 51 2.4.1 Embest IDE 主框架窗口 51 2.4.2 工程管理 52 2.4.3 工程基本配置 55 2.4.4 工程的編譯鏈接 71 2.4.5 加載調試 72 2.4.6 Flash編程工具 80 第三章 嵌入式軟件開發基礎實驗 81 3.1 ARM匯編指令實驗一 81
上傳時間： 2013-04-24
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心臟疾病一直是威脅人類生命健康的主要疾病之一。研究無創的心電信號檢測設備來檢測與評價心臟功能的狀況，并研究心臟疾病的成因是生物醫學電子學的重要研究課題之一。動態心電記錄儀(Holter)是用于記錄24小時長時間心電圖的一種設備。研制高性能的動態心電記錄、監護系統對于心血管疾病的診斷和治療具有十分重要的意義。 Holter技術發展至今已有幾十年歷史，但目前的Holter仍存在許多不足之處：(1)許多Holter采用8位、16位單片機作為控制系統，運算能力有限，無法加入自動診斷功能：(2)數據存儲采用固定焊接在板上的存儲芯片，容量小，數據取出回放不方便；(3)大部分Holter還不能實現心電信號的實時遠程傳輸，心電數據的分析以及分析報告的獲取往往要滯后好幾天時間，不利于心臟疾病的及早診斷及治療。 針對這些不足，本文設計了一個基于ARM(一種32位嵌入式處理器)的動態心電記錄儀。該記錄儀具有運算功能強、能夠實現心電信號實時遠程網絡傳輸的特點。為確保信息不會因網絡傳輸故障而丟失，本系統同時還采用了便于攜帶的SD(Secure Digital Memory)閃存卡作為存儲媒介，具有大容量數據存儲的功能。本文設計的系統主要完成的任務有心電信號的采集、心電信號的放大濾波、心電信號的顯示和心電信號的存儲與傳輸。整個系統由一片ARM嵌入式微處理器控制，本系統中采用的嵌入式微處理器是三星的S3C44BOX。放大和濾波電路主要是對電極導聯傳來的心電信號進行放大和濾除干擾信號，以獲取合適的信號大小并保證采集的心電信號的正確性。心電信號的顯示是把心電信號實時地顯示在Holter的液晶屏上，能使患者直觀地觀察到自己的心電信號情況。心電信號的存儲采用了容量大、成本及功耗低并且體積小方便攜帶的SD卡來存儲心電數據。心電數據的傳輸是通過以太網實現的，以太網可以實現快速、高正確率的傳輸。傳輸的數據由醫院內的服務器接收，并且在服務器端對心電信號進行相應的顯示和處理。為實現上述功能編寫的系統軟件包括Holter的Bootloader的設計、uCLINUX操作系統的移植、A/D轉換程序、液晶屏的控制及菜單程序、SD卡FAT文件格式的數據存儲和服務器端數據接收、波形顯示程序。本系統經過一定的實驗證明符合設計要求，具有體積小、成本低、使用方便的特點。
上傳時間： 2013-07-10
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數字圖像處理，MATLAB的實現，包括圖像的 基本算法實現。-Digital image processing
標簽： MATLAB
上傳時間： 2013-04-24
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在電力現代化建設中，提高發電機發電效率是其中重要的一環，氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發電設備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數處于正常范圍，保證發電機高效、安全正常工作就變得至關重要，因此對氫氣參數進行實時監測有著重要的意義。 本論文研究和開發了基于ARM和CPLD的氫氣參數監測系統，首先簡要的分析了氫冷發電機系統對氫氣參數進行監測的必要性以及當前電力系統氫氣參數監控系統的發展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業務SMS、工控總線Modbus通信協議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現發電機系統多氫氣參數的現場實時監測系統的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統的核心。采用高精度的16位AD轉換芯片，并使用兩種濾波算法的結合對信號進行數字濾波，滿足系統對氫氣參數采集精度的要求。同時系統結合CPLD技術，用于解決系統內微控器I/O口不足以及SD卡驅動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的I/O口都分配固定的地址，ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數碼卡，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，具有低成本，大容量的特點，系統的歷史數據存儲使用了SD卡作為存儲介質，系統并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡，而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數據傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業務遠傳現場數據，設計了GSM模塊的軟件硬件，實現了報警等數據的無線傳輸，系統的有線傳輸采用了基于Modbus通信協議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間： 2013-05-26
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隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展，嵌入式系統成為了當前信息行業最熱門的焦點之一。ARM以其高性能低功耗的特點成為目前主流的32位嵌入式處理器而在數碼產品中廣泛使用，隨著數碼相機的普及，數碼相框產品得到推廣，數碼相框通過一個液晶的屏幕顯示數碼照片而非紙質照片，數碼相框比普通相框更靈活多變，也給現在日益使用的數碼相片一個新的展示空間。在嵌入式操作系統方面，uC/OS—Ⅱ憑借其小內核、多任務、豐富的系統服務、容易使用以及源碼公開等特點被嵌入式系統開發者廣泛用在各種嵌入式設備開發中。uC/FS嵌入式文件系統由于穩定性，可移植性以及與uC/OS—Ⅱ內核的相兼容被廣泛用在基于uC/OS—Ⅱ的嵌入式系統開發中。NAND Flash存儲器由于其大容量數據存儲、高速存取速度、易于擦除和重寫、功耗小等特點被廣泛應用于便攜式電子設備的數據存儲、嵌入式系統的程序存儲載體中。 本論文的硬件工作平臺是艾科公司研發的數碼相框芯片方案ARK1600，該平臺集成了嵌入式系統設計所需的相關硬件模塊。本論文的主要設計目標是在該平臺上實現NAND Flash存儲設備驅動的系統級方案，即在ARK1600平臺上通過構建uC/OS—Ⅱ操作系統以及uC/FS文件系統來實現NAND Flash設備驅動掛接。本論文是在Windows環境下通過ARM ADS實現代碼的編譯，通過Multi—ICE進行前期調試以及USB—Debug進行后期的系統整合調試。 本論文的主要研究工作具體涉及以下三個的方面：首先研究了ARM相關構架以及uC/OS—Ⅱ操作系統的特點，并在此基礎上移植uC/OS—Ⅱ操作系統到ARK1600平臺，分析ARK1600硬件體系結構的基礎上詳細分析了BootLoader的相關概念，并重點闡述了NAND BootLoader程序設計與實現過程；其次在文件系統方面，本論文成功移植uC/FS嵌入式文件系統到ARK1600平臺，在移植的過程中采用了動態文件緩沖區算法提高了該文件系統的數據傳輸效率；最后重點討論了NAND Flash驅動在ARK1600的實現，主要分析了NAND Flash的數據存儲結構，并從物理層，邏輯層和文件系統接口層三個方面具體分析了NAND Flash驅動程序的實現，并在NAND Flash邏輯層驅動實現時通過采用壞塊處理表算法實現了NAND的磨損均衡問題。
上傳時間： 2013-07-31
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數字電視技術和超大規模深亞微米的系統級芯片設計技術是當前信息產業中最受關注的兩個方向。它們的交叉就是數字電視應用中的一系列系統級芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統及其相關芯片更是集中了數字信號處理前向糾錯編解碼等數字電視傳輸的核心技術，成為設計和開發整個數字電視系統的關鍵之一。數字高清晰度電視(Digital HDTV)做為第三代電視標準，已成為當今世界高技術競爭的焦點，本文正是從這個交叉點上出發對DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)標準中所涉及的信道編碼和調制部分進行了研究，重點分析了信道內編碼部分的硬件優化實現。本項目完成了DVB-H傳輸系統信道編碼的FPGA硬件設計和實現，系統所有FPGA硬件電路設計采用了Veillog HDL語言編寫。同時對清華大學數字電視地面傳輸標準DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關鍵技術做了研究，與DVB標準中的相關技術做了對比。 本文首先對DVB．H以及COFDM的相關理論進行介紹和研究。然后針對DVB-H信道編碼調制器中的部分核心算法的FPGA設計和實現進行了詳細的研究工作，包括外編碼、內編碼(卷積刪余)、內交織(包括比特交織和符號交織)、星座映射、幀形成、OFDM調制的部分設計等。相應地對DVB-H信道解碼解調器中的部分算法的FPGA設計的研究工作做了描述，包括符號解交織和比特解交織。同時對清華大學數字電視地面傳輸標準DMB-T外接收機中頻域和時域解交織模塊的FPGA設計實現做了描述。 筆者在項目中完成的主要工作有： (1)與項目組成員合作制定系統框架，劃分模塊。 (2)對所負責的模塊，包括外編碼、內編碼(卷積刪余)、內交織(包括比特交織和符號交織)、星座映射、幀形成、OFDM調制的算法進行研究并加以優化，建立軟件仿真模型，進行FPGA設計，仿真和實現。
上傳時間： 2013-06-10
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低密度校驗碼（LDPC，Low Density Parity Check Code）是一種性能接近香農極限的信道編碼，已被廣泛地采用到各種無線通信領域標準中，包括我國的數字電視地面傳輸標準、歐洲第二代衛星數字視頻廣播標準（DVB-S2，Digital Video Broadcasting-Satellite 2）、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來4G通信系統中的核心技術之一。 當今LDPC碼構造的主流方向有兩個，分別是結合準循環（QC，Quasi Cyclic）移位結構的單次擴展構造和類似重復累積（RA，Repeat Accumulate）碼構造。相應地，主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高，但是需要較多的寄存器和ROM資源；基于迭代譯碼的編碼算法實現簡單，但是吞吐量不高，且不容易構造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構造和編碼算法之后，結合編譯碼器綜合實現的復雜度考慮，提出了一種切實可行的基于二次擴展（Dex，Duplex Expansion）的QC-LDPC碼構造方法，以實現高吞吐量的LDPC碼收發端；并且充分利用該類碼校驗矩陣準循環移位結構的特點，結合RU算法，提出了一種新編碼器的設計方案。 基于二次擴展的QC-LDPC碼構造方法，是通過對母矩陣先后進行亂序擴展（Pex，Permutation Expansion）和循環移位擴展（CSEx，Cyclic Shift Expansion）實現的。在此基礎上，為了實現可變碼長、可變碼率，一般編譯碼器需同時支持多個亂序擴展和循環移位擴展的擴展因子。本文所述二次擴展構造方法的特點在于，固定循環移位擴展的擴展因子大小不變，支持多個亂序擴展的擴展因子，使得譯碼器結構得以精簡；構造得到的碼字具有近似規則碼的結構，便于硬件實現；（偽）隨機生成的循環移位系數能夠提高碼字的誤碼性能，是對硬件實現和誤碼性能的一種折中。 新編碼器在很大程度上考慮了資源的復用，使得實現復雜度近似與碼長成正比。考慮到吞吐量的要求，新編碼器結構完全拋棄了RU算法中串行的前向替換（FS，Forward Substitution）模塊，同時簡化了流水線結構，由原先RU算法的6級降低為4級；為了縮短編碼延時，設計時安排每一級流水線計算所需的時鐘數大致相同。 這種碼字構造和編碼聯合設計方案具有以下優勢：相比RU算法，新方案對可變碼長、可變碼率的支持更靈活，吞吐量也更大；相比基于生成矩陣的編碼算法，新方案節省了50％以上的寄存器和ROM資源，單位資源下的吞吐量更大；相比類似重復累積碼結構的基于迭代譯碼的編碼算法，新方案使高性能LDPC碼的構造更為方便。以上結果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗證。 通過在實驗板上實測表明，上述基于二次擴展的QC-LDPC碼構造和相應的編碼方案能夠實現高吞吐量LDPC碼收發端，在實際應用中具有很高的價值。 目前，LDPC碼正向著非規則、自適應、信源信道及調制聯合編碼方向發展。跨層聯合編碼的構造方法，及其對應的編碼算法，也必將成為信道編碼理論未來的研究重點。
上傳時間： 2013-07-26
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LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope，大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡)需要對焦而上的4 000個光纖定位單元進行精確定位，一個光纖定位單元需要兩個步進電機來驅動，即需要對8 000個電機進行驅動控制。如何對這8 000個電機進行有效的控制，是本文主要的研究內容。 本義引入EDA(Electronic Design Automation)，技術，以FPGA和CAN總線為硬件載體來進行設計。FPGA相比較于DSP，單片機而言，具有10管腳多，資源豐富，使用靈活等優點，可以存片內集成多個電機的摔制，這樣對于提高系統的集成度，節約成本無疑有著很大的幫助。 在電機的控制當中，其失步和過沖會直接影響到系統的精度，所以需要對電機脈沖頻率加以控制，對于在平穩狀態下能正常工作的電機，失步往往發生在啟動停止等脈沖頻率突然發生改變的時刻。具體實現方法是通過實驗找出一條理想的加減速曲線，再將曲線離散化，并把離散化后的加減速分頻系數存儲在FPGA片內ROM里而，當電機運行到對應的步數時，取出分頻系數來獲取對應的運行頻率。 在LAMOST觀測中，光纖定位單元的零位是個很重要的基準，在每次觀測之前，電機都要回零，理論上電氣零位和機械零位在同一點上，如果電氣檢測到達零位則認為已經到達機械零位位置。但是實際中由于裝配等一些原因，可能會出現零位短路和零位斷路的情況。零位斷路是指電機處于機械零位，但是電氣不能檢測到；零位短路是指電機不在機械零位，但是電氣已經檢測到處于零位。這兩種情況會造成越界和機械零位一直被擠壓的后果，有可能會損壞光纖定位單元，為了防止這些情況出現，軟件程序中加入了計數器，從而從有效地保護了光纖定位單元，同時將這些狀況向上反饋，以便維護和檢修。 在本文完成之時，能夠控制驅動336個光纖定位單元的小系統已經在北京天文臺興隆觀測站實際投入運行，并于2007年5月28日獲得首條光譜，取得了不錯的效果。
上傳時間： 2013-04-24
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在傳統的電力電子電路中，DC/DC變換器通常采用模擬電路實現電壓或電流的控制。數字控制與模擬控制相比，有著顯著的優點，數字控制可以實現復雜的控制策略，同時大大提高系統的可靠性和靈活性，并易于實現系統的智能化。但目前數字控制基本上限于電力傳動領域，DC/DC變換器由于其開關頻率較高，一般其外圍功能由DSP或微處理器完成，而控制的核心，如PWM發生等大多采用專用控制芯片實現。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優點，近年來在數字控制領域受到越來越多的關注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設計及仿真，采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開發板實現了Buck變換器的全數字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手，根據它的物理特性，研究了該變換器的狀態空間平均模型和小信號分析。為了獲得高性能的開關電源，提出并分析了混雜模型設計方案，然后進行了控制器設計。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型，并進行仿真研究。浮點仿真的運算精度與溢出問題，影響了仿真的精度。為了克服這些不足，作者采用了定點仿真方法，得到了滿意的仿真結果。論文還著重論述了開關電源的數字控制器部分，數字控制器一般由三個主要功能模塊組成：模數轉換器、數字脈寬調制器(Digital PulseWidth Modulation：DPWM)和數字補償器。文中重點研究了DPWM和數字補償器，闡述了目前高頻數字控制變換器中存在的主要問題，特別是高頻狀態下DPWM分辨率較低，影響控制精度，甚至引起極限環(Limit Cycling)現象，對DPWM分辨率的提高與系統硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關系等問題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法，該方法在不提高系統硬件頻率的前提下，采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設計了兩種數字補償器，并進行了分析比較，選擇了合適的補償算法，達到了改善系統性能的目的。 設計完成后，作者使用ISE 9.1i軟件進行了FPGA實現的前、后仿真，驗證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設計，采用32MHz的硬件晶振實現了11-bit的DPWM分辨率，開關頻率達到1MHz，得到了滿意的系統性能，論文最后給出了仿真和實驗結果。
上傳時間： 2013-07-23
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光纖水聽器自問世以來，在巨大的軍事價值和民用價值推動下得到了迅速發展，已逐漸從實驗室研究階段走向工程應用。同時隨著光纖水聽器的不斷發展，對水聲信號的檢測技術以及數字處理能力也提出了新的要求。論文在此背景下開展了一系列研究工作，并提出了利用FPGA(Field ProgrammableGate Array，現場可編程門陣列)實現光纖3×3耦合器解調算法的新思路。 目前干涉型光纖水聽器的解調一般采用PGC(Phase Generated Carrier，相位生成載波技術)技術和基于3×3光纖耦合器干涉的解調技術。PGC技術在解調過程中引入了載波信號，它對采樣率，激光器等的要求都較高，因此我們把目光投向3×3耦合器解調技術，文中對其解調原理進行了闡述，對采樣率的確定進行了討論，并對3×3耦合器三路輸出不對稱的情況進行了分析，最后在本文的結論部分提出了基于3×3耦合器解調的改良方案。 目前，光纖信號數字化解調的硬件實現采用DSP(Digital Signal Process，可編程數字信號處理器)信號處理機，與之相比，FPGA解調具有速度快、資源占用少、易于擴展等優勢。本文對FPGA與DSP、ASIC(application-specificintegrated circuit，專用集成電路)實現方案進行了對比，分析了適合利用FPGA實現的算法所應具備的特征；介紹了3×3耦合器解調算法中各個模塊的設計情況；分析了系統的工作情況，硬件的構造及芯片的選擇，最后驗證了利用FPGA可以實現3×3耦合器解調算法。
上傳時間： 2013-07-03
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