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、性能穩定、打標質量好”等優勢,獲得了日益廣泛的應用。傳統的激光打標系統一般是基于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、穩定、易用和FPGA資源豐富、處理能力強、易擴展等優點,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,激光打標技術的發展現狀以及激光打標系統的組成結構。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,FPGA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,控制卡實現了USB通信,輸出兩路模擬信號,SRAM數據讀寫,數字量輸入輸出等功能。
上傳時間: 2013-04-24
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LED顯示屏是LED點陣模塊或者像素單元組成的平面顯示屏幕。自從誕生以來,以其亮度高、視角廣、壽命長、性價比高的特點,在交通、廣告、新聞發布、體育比賽、電子景觀等領域得到了廣泛應用。 LED顯示屏控制器作為控制LED屏顯示圖像、數據的關鍵,是整個LED視頻顯示系統的核心。本文研究的是對全彩色同步LED屏的控制,控制LED屏同步顯示在上位機顯示系統中某固定位置處的圖像。根據已有的LED顯示屏及其驅動器的特點,提出了一種可行的方案并進行了設計。系統主要分為兩個部分:視頻信號的獲取,視頻信號的處理。 經過分析比較,決定從顯卡的DVI接口獲得視頻源,視頻源經過DVI解碼芯片TFP401A的解碼后,可以獲得圖像的數字信息,這些信息包括紅、綠、藍三基色的數據以及行同步、場同步、使能等控制信號。這些信號將在視頻信號處理模塊中被使用。 信號處理模塊在接收視頻信號源后,對數據進行處理,最后輸出數據給驅動電路。在信號處理模塊中,采用了可編程邏輯器件FPGA來完成。可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、高可靠性、在線可編程(ISP)等特點,所以特別適合于本設計。利用FPGA的可編程性,在FPGA內部劃分了各個小模塊,各小模塊中通過少量的信號進行聯系,這樣就將比較大的系統轉化成許多小的系統,使得設計更加簡單,容易驗證。本文分析了驅動電路所需要的數據的特點,全彩色灰度級的實現方式,決定把系統劃分為視頻源截取、RGB格式轉化、位平面分離、讀SRAM地址發生器、寫SRAM地址發生器、讀寫SRAM選擇控制器、灰度實現等模塊。 最后利用示波器和SignalTap II邏輯分析儀等工具,對系統進行了聯合調試。改進了時序、優化了布局布線,使得系統性能得到了良好的改善。 在分析了所需要的資源的基礎上,課題決定采用Altera的Cyclone EP1C12 FPGA設計視頻信號處理模塊,在Quartus II和modelsim平臺下,用Verilog HDL語言開發。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著TD—SCDMA技術的不斷發展,TD—SCDMA系統產品也逐步成熟并隨之完善。產品家族日益豐富,室內型宏基站、室外型宏基站、分布式基站(BBU+RRU)、微基站等系列化基站產品逐步問世,可以滿足不同場景的建網需求。而分布式基站(BBU+RRU)越來越多地受到業界的關注和重視。 本文主要從TD—SCDMA頻點拉遠系統(RRU)和軟件無線電技術的發展入手,重點研究TD—SCDMA頻點拉遠系統的FPGA設計與實現。TD—SCDMA通信系統通過靈活分配不同的上下行時隙,實現業務的不對稱性,但是多路數字中頻所構成的系統成本高和控制的復雜性,以及TDD雙工模式下,系統的峰均比隨時隙數增加而增加,對整個頻點拉遠系統的前端放大器線性輸入提出了很高的要求。TD—SCDMA系統使用軟件無線電平臺,一方面軟件算法可以有效保證時隙分配的準確性,保證對前端控制器的開關控制,以及對上下行功率讀取計算和子幀的靈活提取,另一方面靈活的DUC/CFR算法可以有效的提高頻帶利用率和抗干擾能力,有效的控制TDD系統的峰均比,有效降低系統對前端放大器線性輸出能力的要求。 本文主要研究軟件無線電中DUC和CFR的關鍵技術以及FPGA實現,DUC主要由3倍FIR內插成型濾波器、2倍插值補償濾波器以及5級CIC濾波器級聯組成;而CFR主要采用類似基帶削峰的加窗濾波的中頻削峰算法,可以降低相鄰信道的溢出,更有效的降低CF值。將DUC/CFR以單片FPGA實現,能很好提高RRU性能,減少其硬件結構,降低成本,降低功耗,增加外部環境的穩定性。
上傳時間: 2013-07-20
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LED顯示屏作為一項高新科技產品正引起人們的高度重視,它以其動態范圍廣,亮度高,壽命長,工作性能穩定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現已廣泛應用于廣告、證券、交通、信息發布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統,提出了一個系統實現方案,整個系統分三部分組成:DVI解碼電路、發送系統以及接收系統。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數據,經過T.D.M.S.解碼恢復出可供LED屏顯示的紅、綠、藍共24位像素數據和一些控制信號。發送系統用于將收到的數據流進行緩存,經處理后發送至以太網芯片進行以太網傳輸。接收系統接收以太網上傳來的視頻數據流,經過位分離操作后存入SRAM進行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細推導了LED顯示屏各技術參數之間的聯系及約束關系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點,不僅可以滿足高速圖像數據處理對速度的要求,而且增加了設計的靈活性,不需修改電路硬件設計,縮短了設計周期,還可以進行在線升級。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,基于DSP和FPGA的運動控制系統己成為新一代運動控制系統的主流。基于DSP和FPGA的運動控制系統不僅具有信息處理能力強,而且具有開放性、實時性、可靠性的特點,因此在機器人運動控制領域具有重要的應用價值。 論文從步行康復訓練器的設計與制作出發,主要進行機器人的運動控制系統設計和研究。文章首先提出了多種運動控制系統的實現方案。根據它們的優缺點,選定以DSP和FPGA為核心進行運動控制系統平臺的設計。 論文詳細研究了以DSP和FPGA為核心實現運動控制系統的軟、硬件設計,利用DSP實現運動控制系統總體結構與相關功能模塊,利用FPGA實現運動控制系統地址譯碼電路、脈沖分配電路以及光電編碼器信號處理電路,并對以上電路系統進行了功能仿真和時序仿真。 結果表明,基于DSP和FPGA為核心的運動控制系統不僅實現了設計功能要求,同時提高了機器人運動控制系統的開放性、實時性和可靠性,并大大減小了系統的體積與功耗。
上傳時間: 2013-05-29
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隨著集成電路技術的飛速發展,芯片的規模越來越大,集成度越來越高,工作頻率越來越快,但是芯片的設計能力卻面臨巨大的挑戰。而IP核的重用則是解決當今芯片設計所面臨問題的最有效的解決方法。 MDIO接口模塊為以太網接口芯片中MAC層對PHY器件的控制管理接口。隨著以太網技術的快速發展以及MAC應用越來越廣泛,MDIO接口模塊的應用也越來越多,因此將MDIO接口模塊設計成可重用的IP核對于以各種太網接口集成芯片的設計具有很重要的作用。 本文詳細描述了MDIO接口模塊IP核的設計,介紹了該IP核的系統結構以及各個子模塊的詳細設計方法,對此IP核進行了仿真驗證,最后進行了FPGA測試,功能和性能達到了要求,最終通過了IP審核流程并且已成功應用于企業的以太網接口芯片中。
上傳時間: 2013-06-20
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高速公路隧道屬于特殊路段,隧道洞內外環境差別非常大,需要在隧道內設置電光照明,以消除司機的“暗適應"與“明適應’’視覺問題,保證隧道行車安全。而當前的大部分高速公路隧道照明控制系統簡單,照明光源舒適度不高,未根據洞外環境亮度,綜合車速車流量及洞內煙霧濃度等因素,實時調節隧道洞內照明亮度,存在盲目加大隧道照明的亮度的問題,給行車安全帶來隱患,造成能源浪費,不符合設計規范和國家節能的政策要求。 本文介紹了當前隧道照明的發展及照明燈具智能控制的研究狀況,針對當前隧道照明的控制系統存在的問題,給出了基于ZigBee的隧道照明無線控制系統的 架構;分析比較了當前各種隧道照明光源的特點,針對當前普遍采用的高壓鈉燈照明和新興的LED燈照明做了詳細的經濟效益對比,根據系統使用壽命周期內的性價比,選擇大功率LED作為隧道照明燈具;在分析ZigBee協議及組網流程的基礎上,設計了基于ZigBee技術的簇樹型隧道照明無線測控網絡,系統采用CC2430無線模塊作為網絡節點的硬件解決方案,對網絡中的協調器、路由器及終端節點的組網及其數據處理流程進行了詳細設計;設計了利用ZigBee技術作為控制命令和數據傳輸的可調光LED燈具,滿足所提出的控制系統對燈具的要求:針對隧道照明控制參數及燈具光效難以建立精確數學模型的特點,系統采用基于專家經驗的隧道照明的模糊控制算法,設計了隧道照明控制程序,并嵌入到利用WinCC設計的隧道照明的控制系統中。論文最后對所設計的系統進行了測試,驗證了系統的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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論文以反應式步進電機為研究對象,應用了先進的FPGA/CPLD技術,設計了一種全數字的步進電機控制系統,通過了仿真、綜合和下載的各個程序測試環節,并在實驗中得到了良好的應用。 本論文分析了反應式步進電機工作原理以及其具體的控制過程,然后闡述了FPGA的設計原理以及所涉及到的相關芯片,接著對所要應用的硬件語言VerilogHDL方面的知識進行了簡要地介紹,這些為論文的具體設計部分提供了理論基礎。 本系統針對需要實現對步進電機的調速,設計出了一種符合要求的連續可調的脈沖信號發生器,整個脈沖信號發生器有兩個大的模塊組成,最后用一個頂層的模塊將二者連接起來,并且每個子模塊以及頂層的模塊都通過了仿真測試。系統采用了模塊化的設計思路,為系統的設計和維護提供了方便,同時也提高了系統性能的可擴展性。系統采用一種軟件硬化的設計思路,應用了VerilogHDL硬件語言,該語言較容易理解。軟件也是采用了目前應用比較廣泛的幾種。在最后的實物實驗中也取得了良好的效果,從而證明了設計的正確性。論文針對VerilogHDL硬件語言的應用技巧以及實際編寫程序中經常遇到的問題都做了詳細的解釋,并提出了幾個解決問題的方法;對于如何合理的選擇芯片,文章也做了仔細說明。 FPGA+VerilogHDL+EDA工具構成的數字系統現場集成技術,是本系統設計的核心部分,該門技術具有操作靈活、利用廣泛以及價廉等特點。該門技術具有旺盛的生命力和廣闊的前景,必然推動著整個集成電路產業系統集成的進一步發展。整個系統設計采用了全數字化的控制方案,使系統更加緊湊、更加合理以及經濟節約。由于系統的全數字化,使得整個系統運行變得十分可靠,調試也極為方便。作為一種先進技術的應用,論文在很多方面做了新的嘗試。
上傳時間: 2013-05-20
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以AT89C51為核心,采用部分外圍電路,實現對電風扇的智能控制.通過AT89C51對雙向可控硅的控制,可實現風速的無級調速,且可以實現模擬自然風、睡眠風等,通過單片機自身的功能及外接少量電路可實現電
上傳時間: 2013-06-16
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采用自動增益控制(AGC)技術實現的寬頻帶放大器在雷達系統及其他相關電子領域有著廣泛的應用。 本文詳細討論了基于FPGA和可編程增益放大器(PGA)實現的自動增益控制寬帶視頻放大器的設計及實現方法。首先給出了自動增益控制寬帶放大器取樣反饋、數字控制部分的多種實現方案,并根據實際應用情況及性能指標要求進行了方案論證。接著,分別介紹了模擬通道部分、數字取樣模塊、FPGA邏輯控制模塊及數模轉換模塊,包括它們的芯片選擇、實現方法和注意事項等。最后,對FPGA邏輯控制模塊進行了功能分解,并以XilinxISE和Modelsim為開發平臺完成了其子模塊的程序設計及相關階段的仿真。 本文實現的電路板可對帶寬達40M的信號進行平穩的放大并輸出較平坦的信號波形。同時,該電路板具有自動增益及固定增益選擇能力。當選擇自動增益方式時,增益的改變通過增益同步脈沖觸發,觸發脈沖可由系統內部周期產生或外部提供。
上傳時間: 2013-06-05
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