電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)是集節(jié)能、環(huán)保、安全為一體的前沿技術(shù)，是未來(lái)車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。本文研究了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理，自主研發(fā)設(shè)計(jì)了一套電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)車(chē)試驗(yàn)。 控制系統(tǒng)中采用了基于A(yíng)RM7TDMI—S內(nèi)核的高性能芯片LPC2131芯片(EasyARM2131開(kāi)發(fā)板)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，分析和選擇了系統(tǒng)的控制策略，完成了控制器的硬件和軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的控制策略中采用了折線(xiàn)改進(jìn)型助力曲線(xiàn)助力方式和模糊與數(shù)字PID相結(jié)合的控制方法，并進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)償控制的分析；硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了抗干擾技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成了信號(hào)采集和處理電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電源電路以及故障診斷等電路設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化的沒(méi)計(jì)思想，完成了包括控制系統(tǒng)主程序、A/D采集子程序、車(chē)速和發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)的采集子程序、電機(jī)PWM控制驅(qū)動(dòng)子程序以及故障診斷和信息顯示子程序的設(shè)計(jì)，并在扭矩信號(hào)處理程序中應(yīng)用容錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行了軟件冗余優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文對(duì)自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的EPS控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)車(chē)試驗(yàn)和結(jié)果分析，試驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的基于A(yíng)RM的汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向輕便性、穩(wěn)定性和可靠性等方面性能良好，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 汽車(chē) 控制系統(tǒng) 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來(lái)越多地在控制類(lèi)、消費(fèi)類(lèi)、通訊類(lèi)等電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，嵌入式技術(shù)也越來(lái)越和人們的生活緊密結(jié)合。同時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展以及數(shù)據(jù)量的增加，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的要求也越來(lái)越高。 本文深入研究了嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交換，提出了一套完整的嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交換的設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)介紹了其實(shí)現(xiàn)過(guò)程。Flash存儲(chǔ)器由于體積小、功耗低、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)在便攜式電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。Flash存儲(chǔ)器主要有兩種形式：Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性，可以直接在芯片上執(zhí)行代碼，而且讀取速度較快。Nand Flash存儲(chǔ)密度大、容量大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高，但是控制方式復(fù)雜而且可能會(huì)存在一定的壞塊。SD卡是近年來(lái)流行的大容量便攜式存儲(chǔ)卡。本系統(tǒng)中，我們以Flash和SD卡作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。在存儲(chǔ)介質(zhì)的選擇方面，在系統(tǒng)內(nèi)部采用了體積小、容量大、成本低的Flash，并采用Nor和Nand Flash相結(jié)合的方案：在Nor Flash上存儲(chǔ)與系統(tǒng)相關(guān)的軟件和程序，在Nand Flash上存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存儲(chǔ)容量擴(kuò)展。實(shí)現(xiàn)了基于A(yíng)tmel公司ARM系列MCU的Flash存儲(chǔ)器和SD卡的硬件電路的設(shè)計(jì)及底層驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)。 本研究分別根據(jù)Nor和Nand Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作特點(diǎn)，分析了JFFS2和YAFFS的特點(diǎn)以及各自的存儲(chǔ)方式、斷電保護(hù)、損耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和機(jī)制，并在Nor和Nand Flash上實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化了這些管理機(jī)制。在SD上則采用目前主流操作系統(tǒng)（Windows，Linux等）所支持的FAT16文件格式，完成了從磁盤(pán)格式化到文件的讀寫(xiě)等標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)交換。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：qulele
目前運(yùn)動(dòng)控制主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式,一是使用PLC加運(yùn)動(dòng)控制模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)：二是使用PC加運(yùn)動(dòng)控制卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),但兩者有以下共同的缺點(diǎn)：一是由于它們兒乎都是采用通用微控制器(MCU和DSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制,由于受CPU速度的限制,以及CPU的多個(gè)進(jìn)程同時(shí)處理,故無(wú)法在控制精度和控制速度比較高的場(chǎng)合中應(yīng)用。二是它們的設(shè)計(jì)只是把運(yùn)動(dòng)控制部件當(dāng)作系統(tǒng)的一個(gè)部分,如果要完成一個(gè)機(jī)械設(shè)備的完整控制,還需要輔助有其他的數(shù)字量/模擬量控制設(shè)備。這樣在提高了系統(tǒng)成本的同時(shí),也降低了系統(tǒng)的可靠性。 論文設(shè)計(jì)了一種基于A(yíng)RM+CPLD的高速運(yùn)動(dòng)控制器,該控制器采用高速的CPLD處理器來(lái)完成電機(jī)的閉環(huán)控制,輔助以NXP的32位ARM7TDMI處理器LPC231X來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,使得運(yùn)動(dòng)控制精度更高、速度更快、運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)；同時(shí)為系統(tǒng)擴(kuò)展了常規(guī)運(yùn)動(dòng)控制卡不具備的通用I/O接口,除開(kāi)4軸運(yùn)動(dòng)控制所需要的8點(diǎn)高速脈沖輸入和8點(diǎn)高速脈沖輸出外,系統(tǒng)具有24點(diǎn)數(shù)字量輸入(可選共陰或共陽(yáng)),25點(diǎn)繼電器輸出,僅一臺(tái)這樣的專(zhuān)用設(shè)備就可以完成4軸運(yùn)動(dòng)控制和設(shè)備上其它開(kāi)關(guān)量控制。 系統(tǒng)采用可移植的軟、硬件設(shè)計(jì)。硬件上以運(yùn)動(dòng)控制部件為核心,可以方便的在A(yíng)RM處理器預(yù)留的資源上擴(kuò)展出數(shù)字輸入,數(shù)字輸出,AD輸入,DA輸出等常用功能模塊。系統(tǒng)軟件構(gòu)架如下：在最上層,系統(tǒng)采用μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)來(lái)完成系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度；在底層,將底層設(shè)備的操作打包編寫(xiě)成底層驅(qū)動(dòng)的形式,可直接供用戶(hù)程序調(diào)用；在中間層,可根據(jù)不同的用戶(hù)要求編寫(xiě)用戶(hù)程序,再將其傳遞給μC/OS-Ⅱ來(lái)調(diào)度該用戶(hù)程序。 將該運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中的套標(biāo)機(jī),在對(duì)套標(biāo)機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分解之后,結(jié)合套標(biāo)機(jī)的電氣特性,很好的實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制器在套標(biāo)機(jī)上的二次開(kāi)發(fā),滿(mǎn)足了套標(biāo)機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用。
標(biāo)簽： ARMCPLD 運(yùn)動(dòng)控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：牛津鞋
現(xiàn)代噴氣織機(jī)以其高速、高性能等優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了無(wú)梭織機(jī)的大部分市場(chǎng)，并成為最有發(fā)展前景的一種織機(jī)。送經(jīng)、卷取機(jī)構(gòu)是織機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，其對(duì)經(jīng)紗張力的控制精度已成為評(píng)定織機(jī)質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。因此，提高和改善噴氣織機(jī)的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)的性能非常必要，而且，開(kāi)發(fā)具有高速、高精度的獨(dú)立電子送經(jīng)和卷取控制模塊具有廣闊的應(yīng)用前景。 本課題研究開(kāi)發(fā)了一款獨(dú)立的電子送經(jīng)和卷取控制模塊，通過(guò)人機(jī)界面或CAN通訊對(duì)該控制系統(tǒng)所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使其可以根據(jù)參數(shù)設(shè)置應(yīng)用于不同型號(hào)的噴氣織機(jī)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的控制分析，本課題主要從硬件電路設(shè)計(jì)、軟件控制及張力控制算法三個(gè)方面進(jìn)行研究。 首先，通過(guò)對(duì)噴氣織機(jī)的性能要求及控制器結(jié)構(gòu)與性能的綜合考慮，系統(tǒng)采用以高速ARM7TDMI為內(nèi)核的低功耗微處理器LPC2294作為系統(tǒng)控制器，該控制器不僅速度快、性能穩(wěn)定，而且其豐富的外圍模塊大大簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)。硬件電路設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，主要功能模塊包括嵌入式最小系統(tǒng)模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機(jī)控制模塊、通訊模塊、人機(jī)界面模塊、輸入輸出信號(hào)模塊等。根據(jù)系統(tǒng)需要，對(duì)各個(gè)模塊的控制器件進(jìn)行選取，并設(shè)計(jì)出各個(gè)模塊的接口電路。最后，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在硬件電路設(shè)計(jì)中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設(shè)計(jì)方面，系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II，便于系統(tǒng)升級(jí)和維護(hù)。在系統(tǒng)硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行剪裁和移植，并對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍進(jìn)行修改。結(jié)合硬件電路及系統(tǒng)控制要求，對(duì)系統(tǒng)啟動(dòng)代碼進(jìn)行修改；并根據(jù)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)功能模塊控制的時(shí)效性要求，對(duì)系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行合理規(guī)劃。為了說(shuō)明系統(tǒng)采用該RTOS的可行性，對(duì)實(shí)時(shí)性要求最高的張力采集任務(wù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)性分析。對(duì)CAN通訊協(xié)議進(jìn)行制定和編程實(shí)現(xiàn)，并對(duì)I2C、CAN和LCD驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)，另外，對(duì)每個(gè)任務(wù)的功能及控制流程和任務(wù)間及任務(wù)與中斷間的信息通訊進(jìn)行了說(shuō)明。系統(tǒng)在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術(shù)，對(duì)硬件抗干擾進(jìn)行補(bǔ)充。 最后，針對(duì)經(jīng)紗張力的非線(xiàn)性和滯后性等復(fù)雜特性，對(duì)張力調(diào)節(jié)采用模糊參數(shù)自整定PID控制算法，設(shè)計(jì)出張力模糊參數(shù)自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下，對(duì)PID控制器下的張力算法及模糊參數(shù)自整定PID控制器下的張力算法進(jìn)行仿真研究。而且對(duì)張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了說(shuō)明。關(guān)鍵詞：ARM； μC/OS-II；噴氣織機(jī)；送經(jīng)卷?。荒：齈ID
標(biāo)簽： ARM 噴氣織機(jī) 電子送經(jīng) 控制
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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作為一種全數(shù)字化的現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)以其可控性強(qiáng)、可靠性高、開(kāi)放性好等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中常常需要在不同種類(lèi)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信以及用戶(hù)需要對(duì)不同種類(lèi)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備進(jìn)行操作和控制。同時(shí)，工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)在控制層采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，而在管理層采用以太網(wǎng)構(gòu)成的企業(yè)信息網(wǎng)
標(biāo)簽： ARMVxWorks BSP 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 網(wǎng)關(guān)
上傳時(shí)間： 2013-05-25
上傳用戶(hù)：xianglee
逆變器在自動(dòng)控制系統(tǒng)、電機(jī)交流調(diào)速、電力變換以及電力系統(tǒng)控制中都起著重要的作用；各系統(tǒng)對(duì)逆變器的性能需求也越來(lái)越高。PWM控制多重逆變器正是基于這些需求，實(shí)現(xiàn)可變頻、調(diào)壓、調(diào)相、低諧波、高穩(wěn)定性的解決方案。 PWM控制逆變器通過(guò)對(duì)每個(gè)脈沖寬度進(jìn)行控制，以達(dá)到控制輸出電壓和改善輸出波形的目的；多重逆變器則是把幾個(gè)矩形波逆變器的輸出組合起來(lái)起來(lái)形成階梯波，從而消除諧波；PWM控制多重逆變器綜合上述兩種技術(shù)的特點(diǎn)，非常適合于應(yīng)用在對(duì)諧波、電壓輸出及穩(wěn)定性要求比較高的場(chǎng)合。電力半導(dǎo)體技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，使得多重逆變器的控制、實(shí)現(xiàn)成為可能。 本文首先分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求，從多重逆變器理論和PWM逆變器理論出發(fā)，提出同步式PWM控制電壓型串聯(lián)多重逆變器系統(tǒng)解決方案。本方案也可以應(yīng)用在逆變電源、交流電機(jī)調(diào)速及電力變換領(lǐng)域中。 文中建立了一個(gè)多重逆變器的PWM控制算法模型。該算法可完成頻率、相位、幅值可調(diào)的多重逆變器的PWM控制，且能完成逆變器故障運(yùn)行下的保護(hù)與告警。并在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下對(duì)算法模型進(jìn)行仿真與分析。 在比較了現(xiàn)有PWM發(fā)生解決方案的基礎(chǔ)上，本文提出了一個(gè)基于FPGA(可編程邏輯陣列)的多重逆變器PWM控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。并給出一個(gè)主要由FPGA、ADC/DAC、驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路、逆變器主回路及其他外圍電路構(gòu)成的多重逆變器系統(tǒng)解決方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可行，很好完成上述多重逆變器的PWM控制算法。
上傳時(shí)間： 2013-06-28
上傳用戶(hù)：wmwai1314
當(dāng)今繡花機(jī)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，繡花機(jī)控制系統(tǒng)作為繡花機(jī)最核心的部分，是提高性能和降低成本的關(guān)鍵。本文結(jié)合浙江虎王科技有限公司與浙江大學(xué)的合作項(xiàng)目“繡花機(jī)控制系統(tǒng)”，設(shè)計(jì)出一套基于A(yíng)RM的技術(shù)先進(jìn)、功能精簡(jiǎn)、高性?xún)r(jià)比的繡花機(jī)控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，先根據(jù)市場(chǎng)需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構(gòu)建了總體架構(gòu),選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)，然后采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法對(duì)繡花機(jī)控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 第一章介紹了繡花機(jī)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程和現(xiàn)狀，論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)和發(fā)展，闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了論文的主要研究?jī)?nèi)容，最后給出了論文的總體結(jié)構(gòu)。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，選擇了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)法為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，論述了EDA技術(shù)的工作范圍和設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)討論了軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的原理，最后給出了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。 第三章根據(jù)市場(chǎng)需求劃分了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的功能模塊，構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu)，并分析了每個(gè)模塊的具體功能；根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機(jī)控制系統(tǒng)的上位機(jī)和下位機(jī)CPU芯片、操作系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構(gòu)，在選好的CPU芯片的基礎(chǔ)．卜確定了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的硬件框架，詳細(xì)設(shè)計(jì)了電源電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器接口電路、鍵盤(pán)與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機(jī)電接口電路。 第五章按照上位機(jī)和下位機(jī)的層次構(gòu)建了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的軟件框架，設(shè)計(jì)了鍵盤(pán)輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅(qū)動(dòng)模塊、花樣存儲(chǔ)與管理模塊、串口通信模塊、機(jī)電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結(jié)全文的主要研究?jī)?nèi)容，歸納了本文的主要研究成果，并對(duì)今后的研究工作作了展望。
標(biāo)簽： ARM 繡花機(jī) 嵌入式控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：CSUSheep
軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，已成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。微處理器的出現(xiàn)促進(jìn)了電力電子變換器的控制技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制，數(shù)字控制技術(shù)可使控制電路大為簡(jiǎn)化，并能提高系統(tǒng)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(jí)箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器，其反饋控制采用數(shù)字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理，推導(dǎo)了變換器各種狀態(tài)時(shí)的參數(shù)計(jì)算方程；設(shè)計(jì)了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PWM移相控制信號(hào)的輸出；運(yùn)用Pspice9.2軟件成功地對(duì)變換器進(jìn)行了仿真，分析了各參數(shù)對(duì)變換器性能的影響，并得出了變換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)；最后研制出基于該新型拓?fù)浜蛿?shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開(kāi)關(guān)電源，給出了其主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及高頻變壓器等的設(shè)計(jì)過(guò)程，并在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上測(cè)量出了實(shí)際運(yùn)行時(shí)的波形。 理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該變換器拓?fù)淠軐?shí)現(xiàn)超前橋臂的零電壓開(kāi)關(guān)，滯后橋臂的零電流開(kāi)關(guān)；采用ARM微控制器進(jìn)行數(shù)字控制，較傳統(tǒng)的純模擬控制實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)更靈活等，為實(shí)現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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本文應(yīng)用EDA技術(shù)，基于FPGA器件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)UART，并采用CRC校驗(yàn)。主要工作如下： 1、在異步串行通信電路部分完全用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。選用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000來(lái)實(shí)現(xiàn)異步串行通信的接收、發(fā)送和接口控制功能，利用FPGA集成度比較高，具有在線(xiàn)可編程能力，在其完成各種功能的同時(shí)，完全可以將串行通信接口構(gòu)建其中，可根據(jù)實(shí)際需求分配資源。 2、利用VerilogHDL語(yǔ)言非常容易掌握，功能比VHDL更強(qiáng)大的特點(diǎn)，可以在設(shè)計(jì)時(shí)不斷修改程序，來(lái)適用不同規(guī)模的應(yīng)用，而且采用Verilog輸入法與工藝性無(wú)關(guān)，利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)芯片的要求，施加不同的約束條件，即可設(shè)計(jì)出實(shí)際電路。 3、利用ModelSim仿真工具對(duì)程序進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否能獲得所期望的功能，確定設(shè)計(jì)程序配置到邏輯芯片之后是否可以運(yùn)行，以及程序在目標(biāo)器件中的時(shí)序關(guān)系。 4、為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，采用循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC(CyclicRedundancyCheck)，該編碼簡(jiǎn)單，誤判概率低，為了減少硬件成本，降低硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，本設(shè)計(jì)通過(guò)CRC算法軟件實(shí)現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于EDA技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA集成度高，結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計(jì)方法多樣，開(kāi)發(fā)周期短，調(diào)試方便，修改容易，采用FPGA較好地實(shí)現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)的通信功能，并對(duì)數(shù)據(jù)作了一定的處理，本設(shè)計(jì)中為CRC校驗(yàn)。另外，可以利用FPGA的在線(xiàn)可編程特性，對(duì)本設(shè)計(jì)電路進(jìn)行功能擴(kuò)展，以滿(mǎn)足更高的要求。
標(biāo)簽： FPGA CRC 串行 通信實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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多功能車(chē)輛總線(xiàn)一類(lèi)設(shè)備是一個(gè)在列車(chē)通信網(wǎng)(TCN，TrainCommunication Network)中普遍使用的網(wǎng)絡(luò)接口單元。目前我國(guó)的新式列車(chē)大多采用列車(chē)通信網(wǎng)傳輸列車(chē)中大量的控制和服務(wù)信息。但使用的列車(chē)通信網(wǎng)產(chǎn)品主要為國(guó)外進(jìn)口，因此迫切需要研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的列車(chē)通信網(wǎng)產(chǎn)品。 論文以一類(lèi)設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)為核心，采取自頂向下的模塊設(shè)計(jì)方法。將設(shè)備控制器分為同步層和數(shù)據(jù)處理層來(lái)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)幀的發(fā)送與接收處理和對(duì)幀數(shù)據(jù)的提取與存儲(chǔ)處理。 同步層包含幀的識(shí)別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個(gè)模塊。幀識(shí)別模塊檢測(cè)幀的起始位并對(duì)幀類(lèi)型進(jìn)行判斷。譯碼模塊根據(jù)采集的樣本值來(lái)判斷曼徹斯特編碼的值，采樣的難點(diǎn)在于非理想信號(hào)帶來(lái)的采樣誤差，論文使用結(jié)合位同步的多點(diǎn)采樣法來(lái)提高采樣質(zhì)量。幀分界符中的非數(shù)據(jù)符不需要進(jìn)行曼徹斯特編碼，編碼時(shí)在非數(shù)據(jù)符位關(guān)閉編碼電路使非數(shù)據(jù)符保持原來(lái)的編碼輸出。 數(shù)據(jù)處理層以主控單元(MCU，Main Control Unit)和通信存儲(chǔ)器為設(shè)計(jì)核心。MCU是控制器的核心，對(duì)接收的主幀進(jìn)行分析，判斷是從通信存儲(chǔ)器相應(yīng)端口取出應(yīng)答從幀并發(fā)送，還是準(zhǔn)備接收從幀并存入通信存儲(chǔ)器。通信存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備的通信數(shù)據(jù)，合適的地址分配能簡(jiǎn)化MCU的控制程序，論文固定了通信存儲(chǔ)器端口大小使MCU可以根據(jù)一個(gè)固定的公式進(jìn)行端口的遍歷從而簡(jiǎn)化了MCU程序的復(fù)雜度。數(shù)據(jù)在傳輸中由于受到干擾和沖突等問(wèn)題而出現(xiàn)錯(cuò)誤，論文采用循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼結(jié)合偶檢驗(yàn)擴(kuò)展來(lái)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制。 最后，使用FPGA和硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL開(kāi)發(fā)出了MVB一類(lèi)設(shè)備。目前該一類(lèi)設(shè)備已運(yùn)用在SS4G電力機(jī)車(chē)的制動(dòng)控制單元(BCU．Brake Control Unit)中并在鐵道科學(xué)研究院通過(guò)了TCN通信測(cè)試。一類(lèi)設(shè)備的成功研制為列車(chē)通信網(wǎng)中總線(xiàn)管理器等高類(lèi)設(shè)備的開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA 多功能 總線(xiàn) 設(shè)備
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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