簡單介紹了ADS7843的功能特點和工作原理,探討了ADS7843觸摸屏接口芯片的模式選擇和應用技巧最后給出了基于該系統的一個實際使用方案.
上傳時間: 2013-06-21
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通用異步收發器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是廣泛使用的串行傳輸協議。串行外設用到異步串行接口一般采用專用集成電路實現。但是這類芯片一般包含許多輔助模塊,而時常不需要使用完整的UART的功能和輔助功能,或者當在FPGA上設計時,需要將UART功能集成到FPGA內部而不能使用芯片。藍牙主機控制器接口則是實現主機設備與藍牙模塊之間互操作的控制部件。當在使用藍牙設備的時候尤其是在監控場所,接口控制器在控制數據與計算機的傳輸上就起了至關重要的作用。 論文針對信息技術的發展和開發過程中的實際需要,設計了一個藍牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模塊。使用VHDL將其核心功能集成,既可以單獨使用,也可集成到系統芯片中,并且整個設計緊湊、穩定且可靠,其用途廣泛,具有一定的使用價值。 本設計采用TOP-DOWN設計方法,整體上分為UART接口和藍牙主機控制器接口兩部分。首先根據UART和藍牙主機控制器接口的實現原理和設計指標要求進行系統設計,對系統劃分模塊以及各個模塊的信號連接;然后進行模塊設計,設計出每個模塊的功能,并用VHDL語言編寫代碼來實現模塊功能;再使用ISE8.2I自帶的仿真器對各模塊進行功能仿真和時序仿真;最后進行硬件驗證,在Virtex-II開發板上對系統進行功能驗證。實現了發送、接收和波特率發生等功能,驗證了結果,表明設計正確,功能良好,符合設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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軟件無線電DDC(數字下變頻)系統作為前端ADC與后端通用DSP器件之間的橋梁,通過降低數據流的速率,把低速數據送給后端通用DSP器件進行處理,其性能的優劣將對整個軟件無線電系統的穩定性產生直接影響。采用專用DDC芯片完成數字下變頻,雖然具有抽取比大、性能穩定等優點,但價格昂貴,靈活性不強,不能充分體現軟件無線電的優勢。FPGA工藝發展迅速,處理能力大大增強,相對于ASIC、DSP來說具有吞吐量高、開發周期短、可實現在線重構等諸多優勢。正因為這些優點,使得FPGA在軟件無線電的研究和開發中起著越來越重要的作用。 本次設計的目標是在一塊FPGA芯片上實現單通道數字下變頻系統。現階段主要對軟件無線電數字下變頻器的FPGA實現方法進行了研究分析,重點完成了其主要模塊的設計和仿真以及初步的系統級驗證。 論文首先對軟件無線電數字下變頻的國內外現狀進行了分析,然后對FPGA實現數字下變頻設計的優勢作了闡述。在對軟件無線電理論基礎、數字信號處理的相關知識深入研究的基礎上重點研究軟件無線電數字下變頻技術。對數字下變頻的NCO、混頻、CIC、HB、FIR模塊的實現方法進行深入研究,在:MATLAB中設定整體系統方案、完成模塊劃分和接口定義,并對部分模塊建立數學模型并仿真、對模塊的性能進行優化。從數字下變頻的系統層次上考慮了各模塊彼此問的性能制約,從而選擇合理配置、優化系統結構以獲得模塊間的性能均衡和系統性能的最優化。最后通過使用編寫'Verilog程序和調用部分lP Core相結合的方法完成數字下變頻各個模塊的設計并完成仿真和調試。結果表明設計的思想和結構是正確的,在下一步工作中主要完成系統的板級調試。
上傳時間: 2013-04-24
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本文應用EDA技術,基于FPGA器件設計與實現UART,并采用CRC校驗。主要工作如下: 1、在異步串行通信電路部分完全用FPGA來實現。選用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000來實現異步串行通信的接收、發送和接口控制功能,利用FPGA集成度比較高,具有在線可編程能力,在其完成各種功能的同時,完全可以將串行通信接口構建其中,可根據實際需求分配資源。 2、利用VerilogHDL語言非常容易掌握,功能比VHDL更強大的特點,可以在設計時不斷修改程序,來適用不同規模的應用,而且采用Verilog輸入法與工藝性無關,利用系統設計時對芯片的要求,施加不同的約束條件,即可設計出實際電路。 3、利用ModelSim仿真工具對程序進行功能仿真和時序仿真,以驗證設計是否能獲得所期望的功能,確定設計程序配置到邏輯芯片之后是否可以運行,以及程序在目標器件中的時序關系。 4、為保證數據傳輸的正確性,采用循環冗余校驗CRC(CyclicRedundancyCheck),該編碼簡單,誤判概率低,為了減少硬件成本,降低硬件設計的復雜度,本設計通過CRC算法軟件實現。 實驗結果表明,基于EDA技術的現場可編程門陣列FPGA集成度高,結構靈活,設計方法多樣,開發周期短,調試方便,修改容易,采用FPGA較好地實現了串行數據的通信功能,并對數據作了一定的處理,本設計中為CRC校驗。另外,可以利用FPGA的在線可編程特性,對本設計電路進行功能擴展,以滿足更高的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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本文內容來源于實際工程項目,屬于FPGA技術在航空電子系統中的應用范疇。該項目的主要任務是通過設計—總線適配器將嵌入式航路控制器接入航電總線,使之成為航空電子系統的一部分。本文主要介紹航電總線適配器的設計,包括總線適配器接口協議分析、系統總體規劃、主控制器的FPGA實現、硬件設計和軟件設計等內容。 首先,本立在對項目背景、項目需求和總線適配器接口協議進行分析的基礎上,規劃了系統的總體結構。并且根據此系統結構制定了相應的轉換協議,以規范數據傳輸。其次,根據系統設計要求選擇主控制器和外圍器件,并以此搭建硬件平臺,完成系統硬件設計。本部分內容包括主控制器的FPGA實現分析以及系統硬件各功能模塊如MIL-STD-1553B協議控制器模塊、RS-422電平轉換模塊、FPGA配置模塊和電源模塊等的設計。最后介紹了系統的軟件開發,此部分主要完成了軟件的總體設計、功能模塊的劃分以及各功能模塊的軟件實現,包括BU-61580接口模塊、異步串口模塊和協議控制模塊等的具體設計。
上傳時間: 2013-05-22
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隨著電子科學、圖像傳輸處理技術與理論的迅速發展,機器人視頻監控技術的實際研究與應用曰益得到重視,并不斷地在許多領域取得驕人的成果。特別是近年來,機器人視頻監控技術已成為高技術領域一個重要的研究課題。 本論文詳細介紹了一種機器人視頻監視系統的設計方案,實現了具有前端視頻采集、圖像傳輸處理功能的FPGA系統。該系統采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器,由視頻采集模塊、異步FIFO模塊、I
上傳時間: 2013-07-21
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隨著 EDA 技術及微電子技術的飛速發展,現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,簡稱 FPGA)的性能有了大幅度的提高,FPGA的設計水平也達到了一個新的高度。基于FPGA的嵌入式系統設計為現代電子產品設計帶來了更大的靈活性,以Nios Ⅱ軟核處理器為核心的SOPC(System on Programmable Chip)系統便是把嵌入式系統應用在FPGA上的典型例子,本文設計的指紋識別模塊就是基于FPGA的Nios Ⅱ處理器為核心的SOPC設計。通過IP核技術和靈活的軟硬件編程,實現Nios Ⅱ對FPGA外圍器件的控制,并對指紋處理算法進行了改進,研究了指紋識別算法到Nios Ⅱ系統的移植。 本文首先闡述了指紋識別模塊的SOPC設計方案,然后是對模塊的詳細設計。在硬件方面,完成了指紋識別模塊的 FPGA 硬件設計,包括 FPGA 內部的Nios Ⅱ系統硬件設計和 FPGA 外圍電路設計。前者利用 SOPC Builder將Nios Ⅱ處理器、指紋讀取接口 UART、鍵盤與LCD顯示接口、FLASH接口、SDRAM控制器構建成NiosⅡ硬件系統,后者是電源和時鐘電路、SDRAM存儲器電路、FLASH存儲器電路、LCD顯示電路、指紋傳感器電路、FPGA 配置電路這些純實物硬件設計,給出了設計方法和電路連接圖。 在軟件方面,包括下面兩個內容: 完成 FPGA 外圍器件程序設計,實現對外圍器件的操作。 深入的研究了指紋識別算法。對指紋圖像識別算法中的指紋圖像濾波和匹配算法進行了分析,提出了指紋圖像增強改進算法和匹配改進算法,通過試驗,改進后的指紋圖像濾波算法取得了較好的指紋圖像增強效果。改進后的匹配算法速度較快,誤識率較低。最后研究了指紋識別算法如何在FPGA中的Nios Ⅱ系統的實現。
上傳時間: 2013-06-12
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傳統的數控系統采用的大多是專用的封閉式結構,它能提供給用戶的選擇有限,用戶無法對現有數控設備的功能進行修改以滿足自己的特殊要求;各種廠商提供給用戶的操作方式各不相同,用戶在培訓人員、設備維護等方面要投入大量的時間和資金。這些問題嚴重阻礙了CNC制造商、系統集成者和用戶采用快速而有創造性的方法解決當今制造環境中數控加工和系統集成中的問題。隨著電子技術和計算機技術的高速發展,數控技術正朝向柔性化、智能化和網絡化的方向發展。針對數控系統已存在的問題和未來發展的趨勢,本文致力于建立一個適合現場加工特征的開放結構數控平臺,使系統具備軟硬件可重構的柔性特征,同時把監控診斷和網絡模塊融入數控系統的框架體系之內,滿足智能化和網絡化的要求。 本文在深入研究嵌入式系統技術的基礎上,引入可重構的設計方法,選擇具體的硬件平臺和軟件平臺進行嵌入式可重構數控系統平臺的研發。硬件結構以MOTOROLA的高性能32位嵌入式處理器MC68F375和ALTERA的現場可編程門陣列(FPGA)芯片為核心,配以系統所需的外圍模塊;軟件系統以性能卓越的VxWorks嵌入式實時操作系統為核心,開發所需要的應用軟件,將VxWorks嵌入式實時操作系統擴展為一個完整、實用的嵌入式數控系統。該系統不僅具有可靠性高、穩定性好、功能強的優點,而且具有良好的可移植性和軟硬件可裁減性,便于根據實際需求進行功能的擴展和重構。 本論文的主要研究工作如下: (1)深入研究了以高性能微處理器MC68F375為核心的主控制板的硬件電路設計,以及存儲、采集、通訊和網絡等模塊的設計。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重構設計方法,設計出基于FPGA的電機運動控制、機床IO控制、鍵盤陣列和液晶顯示控制等接口模塊電路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式實時操作系統在硬件平臺上的移植和任務調度原理,合理分配控制系統的管理任務,開發系統的底層驅動程序和應用程序。 最后,本文總結了系統的開發工作,并對嵌入式可重構數控系統的進一步研究提出了自己的一些想法,以指引后續研究工作。
上傳時間: 2013-04-24
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8051處理器自誕生起近30年來,一直都是嵌入式應用的主流處理器,不同規模的805l處理器涵蓋了從低成本到高性能、從低密度到高密度的產品。該處理器極具靈活性,可讓開發者自行定義部分指令,量身訂制所需的功能模塊和外設接口,而且有標準版和經濟版等多種版本可供選擇,可讓設計人員各取所需,實現更高性價比的結構。如此多的優越性使得8051處理器牢固地占據著龐大的應用市場,因此研究和發展8051及與其兼容的接口具有極大的應用前景。在眾多8051的外設接口中,I2C總線接口扮演著重要的角色。通用的12C接口器件,如帶12C總線的RAM,ROM,AD/DA,LCD驅動器等,越來越多地應用于計算機及自動控制系統中。因此,本論文的根本目的就是針對如何在8051內核上擴展I2C外設接口進行較深入的研究。 本課題項目采用可編程技術來開發805l核以及12C接口。由于8051內核指令集相容,我們能借助在現有架構方面的經驗,發揮現有的大量代碼和工具的優勢,較快地完成設計。在8051核模塊里,我們主要實現中央處理器、程序存儲器、數據存儲器、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統等七大單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線,這些都是標準8051核所具有的模塊。在其之上我們再嵌入12C的串行通信模塊,采用自下而上的方法,逐次實現一位的收發、一個字節的收發、一個命令的收發,直至實現I2C的整個通信協議。 8051核及I2C總線的研究通過可編程邏輯器件和一塊外圍I2C從設備TMPl01來驗證。本課題的最終目的是可編程邏輯器件實現的8051核成功并高效地控制擴展的12C接口與從設備TMPl01通信。 用EP2C35F672C6芯片開發的12C接口,數據的傳輸速率由該芯片嵌入8051微處理的時鐘頻率決定。經測試其傳輸速率可達普通速率和快速速率。 目前集成了該12C接口的8051核已經在工作中投入使用,主要用于POS設備的用戶數據加密及對設備溫度的實時控制。雖然該設備尚未大批量投產,但它已成功通過PCI(PaymentCardIndustry)協會認證。
上傳時間: 2013-06-18
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隨著信息技術的發展,數字信號的采集與處理在科學研究、工業生產、航空航天、醫療衛生等部門得到越來越廣泛的應用,這些應用中對數字信號的傳輸速度提出了比較高的要求。傳統的基于ISA總線的信號傳輸效率低,嚴重制約著系統性能的提高。 PCI總線以其高性能、低成本、開放性、軟件兼容性等眾多優點成為當今最流行的計算機局部總線。但是,由于PCI總線硬件接口復雜、不易于接入、協議規范比較繁瑣等缺點,常常需要專用的接口芯片作為橋接,為了解決這一系列問題,本文提出了一種基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的實現方案,支持PCI突發訪問方式,突發長度為8至128個雙字長度,核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8,容量為6000個邏輯宏單元,速度為-8,編譯后系統速度可以達到80MHz,取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的核心是PCI接口模塊。在硬件方面,特別討論了PCI接口模塊、地址轉換模塊、數據緩沖模塊、外部接口模塊和SRAM DMA控制模塊等五個功能模塊的設計方案和硬件電路實現方法,著重分析了PCI接口模塊的數據傳輸方式,采用模塊化的方法設計了內部控制邏輯,并進行了相關的時序仿真和邏輯驗證,硬件需要軟件的配合才能實現其功能,因此設備驅動程序的設計是一個重要部分,論文研究了Windows XP體系結構下的WDM驅動模式的組成、開發設備驅動程序的工具以及開發系統實際硬件的設備驅動程序時的一些關鍵技術。 本文最后利用基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯中的關鍵技術,對PCI數據采集卡進行了整體方案的設計。該系統采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA實現。
上傳時間: 2013-05-22
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