在工業領域中,經常需要在產品表面留下永久性的標識,通常作為便于今后追蹤的商標、流水號、日期等等。特別在機械行業對零部件的管理,在市場上需要對其進行識別和質量跟蹤。機械行業在零部件上的標記打印在追求美觀的同時,要求有一定的打印速度和打印深度。標記打印能夠為企業提供產品的可追溯性,更好的貫徹IS09000標準。 由于傳統的標記打印在打印效率、美觀以及防偽等方面存在問題,不適應現代化大生產要求,而激光打印技術雖然較好的克服了傳統工藝的許多缺點,但激光器在惡劣的生成現場缺乏長期穩定性的工作特點的制約,不能完全滿足生產實際的需要。為了彌補上述不足,適應大批量生產發展需要,氣動標記打印技術成為一種較好的選擇。 本課題在分析了現在市場上存在氣動標記刻印系統的優缺點后,針對現有的標記打印機打印速度相對較慢,打印精度相對較低以及控制軟件不靈活的缺點,設計了一套新的控制方案,使用FPGA作為核心控制器,配合PC機標記打印軟件工作,代替以往PC或單片機的控制。該方案充分利用了FPGA可以高速并行工作的特點,能夠高精度平穩的輸出控制脈沖,使打印過程平穩進行。 本文描述了從總體方案設計到一些關鍵模塊的設計思路和設計細節。根據設計要求,總體方案中提出了整個控制系統的劃分和關鍵設計指標上的考慮。在硬件設計方面完成硬件電路設計,包括接口電路設計和抗干擾設計;在設計FPGA控制器時,采用了優化后的比較積分直線插補算法使得輸出的插補脈沖均勻穩定;采用梯形速率控制算法,克服了速度突變情況時的失步或過沖現象;在軟件方面,新開發了一套PC工業標記系統軟件,采用了多線程技術和TTF矢量字庫等技術。 整套標記打印系統經過較長時間的運行調試,表現穩定,現已經試用性投放市場.從生產廠家重慶恒偉精密機械有限公司和客戶的反饋信息來看,系統工作穩定,打印速度達到設計指標,能夠在256細分下驅動電機平穩快速運動,打印精度高,達到市場領先水平,并且得到客戶充分的肯定。
上傳時間: 2013-06-21
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在工業控制領域,多種現場總線標準共存的局面從客觀上促進了工業以太網技術的迅速發展,國際上已經出現了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多種工業以太網協議。將傳統的商用以太網應用于工業控制系統的現場設備層的最大障礙是以太網的非實時性,而實現現場設備間的高精度時鐘同步是保證以太網高實時性的前提和基礎。 IEEE 1588定義了一個能夠在測量和控制系統中實現高精度時鐘同步的協議——精確時間協議(Precision Time Protocol)。PTP協議集成了網絡通訊、局部計算和分布式對象等多項技術,適用于所有通過支持多播的局域網進行通訊的分布式系統,特別適合于以太網,但不局限于以太網。PTP協議能夠使異質系統中各類不同精確度、分辨率和穩定性的時鐘同步起來,占用最少的網絡和局部計算資源,在最好情況下能達到系統級的亞微級的同步精度。 基于PC機軟件的時鐘同步方法,如NTP協議,由于其實現機理的限制,其同步精度最好只能達到毫秒級;基于嵌入式軟件的時鐘同步方法,將時鐘同步模塊放在操作系統的驅動層,其同步精度能夠達到微秒級。現場設備間微秒級的同步精度雖然已經能滿足大多數工業控制系統對設備時鐘同步的要求,但是對于運動控制等需求高精度定時的系統來說,這仍然不夠。基于嵌入式軟件的時鐘同步方法受限于操作系統中斷響應延遲時間不一致、晶振頻率漂移等因素,很難達到亞微秒級的同步精度。 本文設計并實現了一種基于FPGA的時鐘同步方法,以IEEE 1588作為時鐘同步協議,以Ethernet作為底層通訊網絡,以嵌入式軟件形式實現TCP/IP通訊,以數字電路形式實現時鐘同步模塊。這種方法充分利用了FPGA的特點,通過準確捕獲報文時間戳和動態補償晶振頻率漂移等手段,相對于嵌入式軟件時鐘同步方法實現了更高精度的時鐘同步,并通過實驗驗證了在以集線器互連的10Mbps以太網上能夠達到亞微秒級的同步精度。
上傳時間: 2013-07-28
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在數字通信中,采用差錯控制技術(糾錯碼)是提高信號傳輸可靠性的有效手段,并發揮著越來越重要的作用。糾錯碼主要有分組碼和卷積碼兩種。在碼率和編碼器復雜程度相同的情況下,卷積碼的性能優于分組碼。 卷積碼的譯碼方法主要有代數譯碼和概率譯碼。代數譯碼是基于碼的代數結構;而概率譯碼不僅基于碼的代數結構,還利用了信道的統計特性,能充分發揮卷積碼的特點,使譯碼錯誤概率達到很小。 卷積碼譯碼器的設計是由高性能的復雜譯碼器開始的,對于概率譯碼最初的序列譯碼,隨著譯碼約束長度的增加,其譯碼錯誤概率可達到非常小。后來慢慢地向低性能的簡單譯碼器演化,對不太長的約束長度,維特比(Viterbi)算法是非常實用的。維特比算法是一種最大似然的譯碼方法。當編碼約束度不太大(小于等于10)或者誤碼率要求不太高(約10-5)時,Viterbi譯碼算法效率很高,速度很快,譯碼器也較簡單。 目前,卷積碼在數傳系統,尤其是在衛星通信、移動通信等領域已被廣泛應用。 本論文對卷積碼編碼和Viterbi譯碼的設計原理及其FPGA實現方案進行了研究。同時,將交織和解交織技術應用于編碼和解碼的過程中。 首先,簡要介紹了卷積碼的基礎知識和維特比譯碼算法的基本原理,并對硬判決譯碼和軟判決譯碼方法進行了比較。其次,討論了交織和解交織技術及其在糾錯碼中的應用。然后,介紹了FPGA硬件資源和軟件開發環境Quartus Ⅱ,包括數字系統的設計方法和設計規則。再有,對基于FPGA的維特比譯碼器各個模塊和相應算法實現、優化進行了研究。最后,在Quartus Ⅱ平臺上對硬判決譯碼和軟判決譯碼以及有無交織等不同情況進行了仿真,并根據仿真結果分析了維特比譯碼器的性能。 分析結果表明,系統的誤碼率達到了設計要求,從而驗證了譯碼器設計的可靠性,所設計基于FPGA的并行Viterbi譯碼器適用于高速數據傳輸的場合。
上傳時間: 2013-04-24
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ARM ADS全稱為ARM Developer Suite。是ARM公司推出的新一代ARM集成開發工具。現在ADS的最新版本是1.2,它取代了早期的ADS1.1和ADS1.0。它除了可以安裝在Windows NT4,Windows 2000,Windows 98和Windows 95操作系統下,還支持Windows XP和Windows Me操作系統。 ADS由命令行開發工具,ARM時實庫,GUI開發環境(Code Warrior和AXD),實用程序和支持軟件組成。 有了這些部件,用戶就可以為ARM系列的
上傳時間: 2013-04-24
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TASKING 產品是工業標準計算機平臺的嵌入式軟件開發環境,是嵌入式軟件開發的世界領先地位的工具, 它融合了嵌入式交流通信時代競爭所需的先進的軟件設計技術。 TASKING綜合發展的環境, 編譯器, 調試器和RTOS給嵌入式所有發展領域的DSPs, 8-, 16- 和 32-bit微處理器及微控制器。 TASKING產品目前已擁有100,000得到許可的使用商, 其中包括世界一流的汽車業、工業、電信、數據通信和計算機外圍設備制造商, TASKING產品在技術領導和革新方面歷史悠久。 ?
上傳時間: 2013-05-20
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隨著圖像分辨率的越來越高,軟件實現的圖像處理無法滿足實時性的需求;同時FPGA等可編程器件的快速發展使得硬件實現圖像處理變得可行。如今基于FPGA的圖像處理研究成為了國內外的一個熱門領域。 本文在FPGA平臺上,用Verilog HDL實現了一個研究圖像處理算法的可重復配置的硬件模塊架構,架構包括PC機預處理和通信軟件,控制模塊,計算單元,存儲器模塊和通信適配模塊五個部分。其中的計算模塊負責具體算法的實現,根據不同的圖像處理算法可以獨立實現。架構為計算模塊實現了一個可添加、移出接口,不同的算法設計只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構中來進行調試和運行。 在硬件架構的基礎上本文實現了排序濾波,中值濾波,卷積運算及高斯濾波,形態學算子運算等經典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設計方法及優化策略,通過性能分析,FPGA實現圖像處理在時間上比軟件處理有了很大的提高;通過結果的比較,發現FPGA的處理結果達到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實現較大圖片處理和圖像處理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的討論和改進,提高了算法的可用性,同時為進一步的研究提供了更加便利的平臺。 整個設計都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真軟件環境下開發的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平臺上實現。在軟件仿真過程中利用了ISE8.2自帶仿真工具和ModelSim結合使用。 本課題為制造FPGA的專用圖像處理芯片做了有益的探索性研究,為實現FPGA為核心處理芯片的實時圖像處理系統有著積極的作用。
上傳時間: 2013-05-30
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當前正處于第三代移動通信技術發展的關鍵時期,各種與3G相關的無線網絡終端的需求量與日俱增。為3G無線網絡終端選擇一個高性能的處理器,并且提供一套完整的系統解決方案,滿足3G時代人們對數據通信業務的需求,無疑是一個有意義且亟待解決的重要問題。 OMAP(Open Multimedia Applications Platform)是美國德州公司(TI)推出的專門為支持第三代(3G)無線終端應用而設計的應用處理器體系結構。OMAP處理器平臺堪稱無線技術發展的里程碑,它提供了語音、數據和多媒體所需的帶寬和功能,可以極低的功耗為高端3G無線設備提供極佳的性能。 本文的研究內容是開發基于OMAP5910處理器的具有多個擴展接口的嵌入式開發平臺,以及攝像頭顯示驅動程序,以便能為3G相關的無線網絡終端提供一個系統級的解決方案,本文首先介紹了OMAP技術的特點和優點,并對OMAP5910處理器的硬件結構進行了簡單說明,在此基礎上提出了基于OMAP5910嵌入式平臺的FPGA設計,包括用FPGA擴展的接口:觸摸屏接口,硬盤接口,以太網接口;控制的接口:USB口,串口;以及實現的功能:與OMAP5910處理器的通信功能,中斷控制功能,選擇啟動順序功能,復位延時功能。然后介紹了基于OMAP5910的攝像顯示系統的硬件設計,主要包括攝像頭接口和攝像頭模塊,EMIFS和EMIFF接口以及LCD接口。最后描述了嵌入式Linux操作系統下攝像頭驅動程序的完整實現過程。
上傳時間: 2013-05-24
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數據采集系統是將傳感器輸出的模擬信號進行采集,轉換成數字信號,然后送入計算機進行處理,并按需要的形式輸出處理結果的系統。隨著計算機技術和電子信息技術的高速發展,數據采集結合先進的電子技術,已經能利用軟件來處理大量測量數據。近年來,對于數據采集系統的要求與日俱增,數據采集系統有著非常良好的應用前景。如今的數據采集技術已滲透到分析儀器、醫療器械、雷達、通訊、等技術領域。 本論文在研究了USB總線技術的基礎上,詳細介紹了一個基于USB和FPFA技術的數據采集系統,包括硬件設計、固件設計、設備驅動程序設計和主機應用程序設計。在硬件設計部分,本文先介紹了數據采集芯片、FPGA以及USB2.0接口芯片FX2 CY7C68013的性能和特點,然后給出了具體的硬件設計方案;在固件設計部分,本文先介紹了FX2的固件架構,隨后詳細地介紹了CY7C68013GPIF接口模式的固件設計;在驅動程序開發部分,先引入了WDM驅動程序開發模型,然后介紹了本數據采集系統的USB設備驅動程序的設計;最后結合驅動程序完成了基于虛擬儀器LabVIEW的主機應用程序。
上傳時間: 2013-07-16
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為了提高壓電超聲換能器的系統效率,保證換能器安全工作,利用換能器等效電路方法,分析了匹配電路的調振匹配和阻抗匹配功能.提出了頻率跟蹤結合數字電感實現調諧匹配的方法,并對調諧匹配方法進行了實驗驗證.以含源網絡電路分析方法為基礎,從理論上證明了實現換能器阻抗匹配的最佳條件
上傳時間: 2013-04-24
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數字通信系統中,信道受到多種類型噪聲的影響,信息在傳輸過程中會出現錯誤。為提高系統傳輸的可靠性,除了擴展帶寬、增加發射功率和降低系統噪聲等方法外,糾錯編碼也是常用技術。在編碼過程中,卷積碼充分利用了各組之間...
上傳時間: 2013-06-27
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