EDA課程設計報告(交通信號控制器的VHDL的設計),vhdl語言!!1
上傳時間: 2013-06-23
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隨著生活水平的提高,人們對環境的要求越來越高,如何獲取實時、可靠的環境數據已經成為一個迫在眉睫的問題,特別是在人跡罕至的地方或者危險區域,傳統的環境監測手段已經無法滿足需要。無線傳感器網絡具有低功耗、自組織、可靠性高等優點,非常適合野外環境監測。 本文介紹了環境監測無線傳感器網絡中的網關設計。從低功耗和可靠性出發,網關的ZigBee通信模塊采用CC2430,負責組建管理無線環境監測網;GPRS模塊采用TC35,實現了環境監測網絡與監控系統的無線數據傳輸;主控制器采用嵌入式處理器LPC2210,通過與ZigBee模塊和GPRS模塊的通信,實現兩種網絡的協議轉換。在硬件設計方面,介紹了主控制器模塊的電源電路、串口電路、存儲器電路、人機交互電路、與ZigBee通信模塊的接口設計、與GPRS模塊接口設計;在軟件設計方面,提出了基于需時中斷的軟件設計方法,移植了μC/OS-II操作系統,設計了串口驅動、ARM與ZigBee通信、ARM發送短消息、人機交互以及監控中心軟件等;對ZigBee網絡中的組網、數據傳輸等進行了研究,設計了星型無線傳感器網絡,介紹了系統的測試情況。結果表明,星型ZigBee環境監測網絡能通過GPRS網絡實現對ZigBee網絡的監測,整個系統具有實時、可靠、低功耗、監測范圍廣等優點。
上傳時間: 2013-06-13
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在國內新的電力市場形勢的變化下,配電網自動化尤其是配電網自動化中的無功補償和配電數據監測在電力企業中的重要性越來越顯著。另一方面,我國電力供需矛盾趨于緩和,電力負荷控制系統的控制功能變得很少使用,造成了資金、資源的很大浪費。為了使這些資源更有效地服務于配電網自動化建設,在充分整合電力負荷控制系統原有硬件資源的基礎上,開發了基于ARM的智能控制器來實現對電網的無功補償和配電監測,對原有的數據資源進行了進一步的開發利用。 本論文主要完成了以下幾個方面的工作: 1、研究電網數據采集方法、高速數字信號處理算法、智能無功補償算法。 2、研究基于GPRS的分布式網絡結構及國家電網公司通信協議《電力負荷管理系統數據傳輸規約—2004》的實現。 3、研究基于高性能嵌入式系統的終端軟、硬件平臺的實現
上傳時間: 2013-04-24
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自上世紀90年代Linux首次應用于嵌入式系統,至今已過了近10年。10年間,隨著芯片技術、總線技術以及計算機技術的發展,嵌入式處理器也從8位單片機時代發展到了如今高低端處理器百花齊放的時代。32位、16位處理器的價格不再是那么高不可攀。在這種背景下,本課題擬研究一種適用于小規模現場的,低成本的,具有RS-232C和CAN總線通訊方式且可在線進行軟件更新的監控系統。 現今,很多監控系統都以裝有微軟操作系統的IPC作為監督平臺,以單片機、PLC、DSP等作為DDC控制器,通過串口等方式通訊。其開發周期短,但成本總體較高,通訊方式單一。 本課題首先對幾種嵌入式處理器和嵌入式操作系統進行比較,確定了以ARM核的處理器和Linux作為本監督平臺的處理器和操作系統;其次研究了Linux在ARM上的移植以及運行過程,包括引導加載程序vivi、Linux2.6內核、根文件系統、各種外設(包括觸摸屏與以太網等)驅動程序的移植,以及基于Qt/E的串口通訊的圖形用戶界面的開發;最后對CAN總線以及RS-232C通訊方式在ARM7核的處理器及單片機上的應用進行研究。 基于以上研究開發的監控系統的監督平臺以S3C2410處理器為核心,以Linux2.6內核為操作系統,以觸摸屏為主要人機界面,具有RS-232C和以太網通訊方式,其成本較低,體積較小,功能較為靈活;其DDC控制器由基于STC5410AD和ARM7核的LPC2119的兩塊控制板以及一塊RS-232C與CAN總線轉換板組成,其控制功能更加強大,通訊方式也更加多樣化;另外,監督平臺與DDC控制器均可在線更新程序,降低了系統維護難度。 經過實踐調試,本監控系統的軟硬件均工作正常,實現了預期目標。本監控系統可應用于電力、化工、機電等多個領域的現場,具有較強的通用性。
上傳時間: 2013-07-08
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軟開關技術是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發展的關鍵技術,已成為現代電力電子技術研究的熱點之一。微處理器的出現促進了電力電子變換器的控制技術從傳統的模擬控制轉向數字控制,數字控制技術可使控制電路大為簡化,并能提高系統的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器,其反饋控制采用數字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理,推導了變換器各種狀態時的參數計算方程;設計了以ARW芯片LPC2210為核心的數字化反饋控制系統,通過軟件設計實現了PWM移相控制信號的輸出;運用Pspice9.2軟件成功地對變換器進行了仿真,分析了各參數對變換器性能的影響,并得出了變換器的優化設計參數;最后研制出基于該新型拓撲和數字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關電源,給出了其主電路、控制電路、驅動電路、保護電路及高頻變壓器等的設計過程,并在實驗樣機上測量出了實際運行時的波形。 理論分析與實驗結果表明:該變換器拓撲能實現超前橋臂的零電壓開關,滯后橋臂的零電流開關;采用ARM微控制器進行數字控制,較傳統的純模擬控制實時反應速度更快、電源穩壓性能更好、外圍電路更簡單、設計更靈活等,為實現智能化數字電源創造了基礎,具有廣泛的應用前景和巨大的經濟價值。
上傳時間: 2013-08-03
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隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發展,傳統的工業控制領域正經歷著一場前所未有的變革,開始向網絡化方向發展。本文即從未來工業控制網絡發展的需要出發,設計并實現了以S3C2410微處理器為核心的嵌入式網絡控制器。 本文以S3C2410-32 位微處理為核心,設計并實現了具有1路以太網接口、1路 USB Host 接口、1路USB Device 接口、3路RS232串口、1個CAN總線擴展卡、1個RS485擴展卡、1個RS422擴展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路 PWM、一個 240×320TFT LCD 顯示觸摸屏的功能強大的嵌入式網絡控制器。并在此基礎上,結合嵌入式操作系統Windows CE建立了一個嵌入式軟件開發平臺。 在深入研究和分析CANopen協議的基礎上,實現了基于Windows CE 的嵌入式 CANopen 協議棧,大大提高了嵌入式網絡控制器在現場總線上的通信和控制能力,為新型的網絡控制算法研究提供了實驗平臺。在探討了TCP/IP協議的基礎上研究了基于 Windows CE 的嵌入式 TCP/IP 協議棧,掌握了Windows CE 平臺的網絡 Socket 通信編程,使控制器能夠通過以太網接到Intranet或Intemet上。 在完成嵌入式網絡控制器硬件與軟件設計的基礎上,將控制器應用到了網絡化的嵌入式數控系統的中央數控單元中,實現數控系統等數控設備小型化、網絡化和集成化的需要。并以此為基礎,結合計算機控制實驗室建設,構建了三層(信息層、控制層和設備層)工業網絡實驗平臺,實現了實驗室設備真正的網絡互連,為網絡控制研究提供了一個高性能的平臺。
上傳時間: 2013-06-10
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隨著微電子技術的快速發展,電子設備逐漸向著小型化、集成化方向發展;人們在要求設備性能不斷提升的同時,還要求設備功耗低、體積小、重量輕、可靠性高。同樣在我軍武器裝備的研制過程中,也對各武器裝備都提出了新的要求,特別是針對單兵配備的便攜設備,對體積、功耗、擴展性的要求更是嚴格。 在某手持式設備的開發項目中,需要設計一塊接口板,要求實現高達8個串行口擴展以及能源管理和數字輸入輸出接口等功能,該接口板與處理器模塊的連接總線采用LPC總線,整個手持設備除了對功能有基本的要求以外,對體積及功耗都提出了極高的要求。針對項目的具體設計要求,經過與傳統設計方法的比較,決定采用FPGA來實現LPC接口及UART控制器功能。 論文的主要目標是完成LPC接口的UART控制在FPGA中的實現。對于各模塊中的關鍵的功能部分,文中對其實現都進行了詳細的說明。整個設計全部采用硬件描述語言(HDL)實現,并且采用了分模塊的設計風格,具有很好的重用性。 為了在硬件平臺上驗證設計,還實做了FPGA驗證平臺,并用C語言編寫了測試程序。經過驗證,該方案完全實現了接口板的功能要求,并且滿足體積和功耗上的要求,取得了良好的效果。 論文通過采用FPGA作為電路設計的核心,以一種新的數字電路設計方法實現電路功能;旨在通過這種方式,不斷提高設備的性能并拓展設計者思想。
上傳時間: 2013-05-21
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近年來,LED(light emitting diode,發光二極管)電子顯示屏作為一種高科技產品日益引起人們的重視。它可以實時顯示或循環播放文字、圖形和圖像信息,具有顯示方式豐富、觀賞性強、顯示內容修改方便、亮度高、顯示穩定且壽命長等多種優點,被廣泛應用于商業廣告、體育比賽、交通信息報導等諸多領域。 LED顯示屏的核心技術主要集中在控制器中。目前,大部分異步顯示屏采用的是8位或16位的微控制器,由于受到微處理器的處理速度、體系架構、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制,已難以在要求顯示較多像素、顯示內容幀頻較高、動態顯示效果復雜的情況下得到良好的動態視覺效果。 針對以上情況,本文研究開發了一種全新的,由32位高性能ARM微處理器組成的LED顯示屏控制系統,就控制平臺、硬件結構和軟件開發實現給出了驅動部分和控制部分的詳細分析與設計。 本文根據LED顯示屏在列車車廂和火車、汽車車站旅客導向系統中為應用背景,結合LPC2138的功能特點和LED顯示屏的功能需求。詳細介紹了顯示屏控制系統中包括電源模塊、復位模塊、RS485通訊電路等主要模塊的設計。成功實現了數據掃描、數據發送、數據通訊等LED顯示屏所需的功能。 結合控制系統RS485通訊協議和系統顯示的要求,分析了LED顯示屏通訊和控制系統的軟件開發流程。并詳細分析了顯示屏的靜、動態圖文顯示軟件流程結構;系統從上位機接受數據到信息顯示的整個軟件處理流程。 最后本文分析了LED顯示屏控制系統研發中所遇到的幾個難點問題,包括:提高RS485總線可靠性和抗干擾問題、系統在頻繁更換內容死機的問題、顯示內容較多時視覺效果的處理問題,并給出了解決方法。 經過實際測試,本文所述LED顯示屏控制系統性能良好,工作穩定可靠,易于維護升級,具有很高的性價比。
上傳時間: 2013-05-28
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本文以符號多項式理論為基礎,從理論上論證了任意長度比特組合的CRC校驗碼的并行算法,提出了并行CRC計算的數學模型,并且以8位二進制序列(即一個字節)為例,介紹了利用此數學模型計算校驗碼的方法,最后給出了與此算法相對應的VHDL模型。經過對實驗數據的對比分析,表明文中所提并行CRC算法的關鍵路徑延遲和硬件面積都得到了優化,以Top-Down設計方法給出了一種HDLC協議控制器的設計方案,用VHDL語言進行了行為級描述,采用Xilinx公司的FPGA產品進行實現。
上傳時間: 2013-06-09
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擴頻通信具有較強的抗干擾、抗偵查和抗衰落能力,可以實現碼分多址,目前廣泛應用于通信抗干擾、衛星通信、導航、保密通信、測距和定位等各個方面。另外,隨著集成電路技術的飛速發展,數字接收機和軟件無線電也已經是現代通信研究的一個熱點。 本文正是順應這種發展趨勢,在某工程項目的通信分系統中建立CDMA直接序列擴頻通信系統。 本文作者承擔了多點無線擴頻通信系統的研究,建立了一個完整的仿真系統。提出了適合于本系統的實現算法,同時還建立了基于軟件無線電平臺的系統的全FPGA設計和實現,包括各個模塊的測試和整個系統的聯合測試。 文章的主要內容如下: 1.簡述了擴頻通信及軟件無線電的發展及現狀。 2. 對直擴系統的基本原理和系統中采用的相關關鍵技術進行了闡述。相關關鍵技術包括擴頻碼的研究和選取,擴頻碼同步的研究,包括捕獲算法和跟蹤算法的研究,以及自適應門限的研究。 3.詳細討論了該多點無線通信系統的設計與實現,提出了適合于本系統的算法。首先闡述了系統的總體設計方案和設計參數,接著分為物理層和鏈路層詳細闡述了各個模塊的設計與仿真,包括matlab仿真和modelsim仿真,文中給出了大量的仿真結果圖。仿真結果證明算法的正確性,仿真性能也能滿足系統設計的要求。 4.介紹了該多點無線通信系統的硬件平臺與系統調試。首先介紹了系統的硬件平臺和硬件框圖,介紹了系統的相關器件及其配置,接著介紹了FPGA的開發流程、開發工具、設計原則及遇到的相關問題,最后介紹了系統的設計驗證與性能分析,給出了系統的調試方案和調試結果。 本文所討論的多點無線通信系統已經在某工程項目的通信分系統中實現。目前工作正常,性能良好,具有通用性、可移植性,有重要的理論及實用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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