DC/DC變換器的并聯(lián)技術是提高DC/DC變換器功率等級的有效途徑,而如何實現(xiàn)并聯(lián)模塊間輸出電流的平均分配是實現(xiàn)并聯(lián)的核心技術.目前的并聯(lián)均流技術多是在并聯(lián)模塊參數(shù)差異不大的情況下實現(xiàn)的,對于并聯(lián)系統(tǒng)在并聯(lián)模塊參數(shù)差異較大的極限情況下的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能則很少涉及.該文著重對并聯(lián)系統(tǒng)在參數(shù)差異很大的條件下的工作情況進行了研究.首先利用基于狀態(tài)空間平均法的小信號分析對最大均流法的均流原理進行了分析,并對并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了討論.之后針對已有的均流方案的局限性提出了一種新的具有限流功能的三環(huán)控制均流策略.為了驗證所提出的方案的可行性,建立了MATLAB仿真平臺,利用模塊化仿真的思想進行了系統(tǒng)仿真,初步驗證了方案的合理性.最后搭建了實際的DC/DC并聯(lián)系統(tǒng)試驗平臺,對采用該方案的并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能進行了全面的考察,得到了令人滿意的結果,證明了具有限流功能的三環(huán)控制均流策略是切實可行的.
上傳時間: 2013-04-24
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目前計算機之間串行通訊非常普遍,針對串口通訊的通訊協(xié)議有很多,但針對串口通訊傳輸較大文件的協(xié)議目前并沒
上傳時間: 2013-04-24
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隨著數(shù)字電視日益深入人心,高清概念越來越為人所熟知。帶有高清視頻功能的產(chǎn)品已經(jīng)逐步走向人們的工作和生活,高清視頻處理已經(jīng)從理論研究走向系統(tǒng)實際應用。毫無疑問,無論是從觀眾的視覺還是從產(chǎn)業(yè)的角度來看,高清視頻已經(jīng)成為數(shù)字視頻技術發(fā)展的必然趨勢。本文研究了整個編解碼系統(tǒng)中ARM控制模塊的軟件設計,最終完成以PC機為終端控制平臺,經(jīng)ARM控制模塊將命令發(fā)送給核心編解碼芯片MB86H51,使其完成相應的操作。、本文主要的工作有如下幾個方面: 1、根據(jù)ARM各型號芯片的特點,結合本系統(tǒng)的實際需求,最終選定Atmel公司的AT91SAM9261作為ARM控制板的核心處理芯片,并深入了解該芯片的工作原理和內(nèi)部結構。 2、根據(jù)本系統(tǒng)中所選用的DataFlash型號及外圍電路連接情況等諸多因素,并結合Atmel公司所提供的AT91SAM9261一級BootLoader參考代碼,編寫調(diào)試符合本系統(tǒng)啟動運行的一級BootLoader引導程序,也稱為Bootstrap引導程序,最終成功實現(xiàn)引導U-Boot程序。 3、深入分析了U-Boot和Linux的體系結構和編譯過程,結合AT91SAM9261芯片的特點和實際外圍電路的連接情況,修改U-Boot和Linux中主要的編譯參數(shù),并進行重新編譯,最終成功移植到系統(tǒng)板中。 4、在ITU-T提供的H.264標準的參考解碼程序JM8.6的基礎上,詳細研究了H.264視頻編碼標準以及具體的解碼器結構和解碼流程,并結合DirectX技術,開發(fā)了一款基于PC機的H.264解碼播放器,用于驗證存儲在PC機上的H.264壓縮碼流的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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經(jīng)濟的快速發(fā)展使得人們越來越注重生活質(zhì)量,對于有害氣體的檢測成為人們的迫切要求,我國氣敏傳感器發(fā)展迅速,但由于氣敏傳感器的高阻值特性及接口電路復雜等原因,氣敏傳感器測量裝置發(fā)展緩慢。在了解氣敏傳感器的氣敏機理及氣敏傳感器的工作原理的前提下,設計了一種新型的氣體濃度測量裝置,并將采集到的信號處理后通過無線傳輸設備傳送。該裝置以ARM7為內(nèi)核的LPC2131 作為微處理器,利用其強大的數(shù)據(jù)計算處理能力及控制能力,設計出了顯示氣體濃度值的測量電路。此外由于因LPC2131 內(nèi)部集成了多種硬件電路接口,有效地降低了成本,減小了裝置體積。 在無線傳輸部分,采用挪威Nordic公司的單片射頻收發(fā)器nRF403,nRF403工作在433或315MHz國際上通用的ISM頻段,雙工作頻段可以自由切換,FSK 調(diào)制解調(diào),采用直接數(shù)字合成DSS和鎖相環(huán)穩(wěn)頻PLL 進行頻率合成,頻率穩(wěn)定性好,發(fā)射數(shù)據(jù)時無方向性要求,在高速移動和振動等情況有抗干擾能力。本測量裝置的設計主要包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分由四部分組成:數(shù)據(jù)采集電路、ARM系統(tǒng)模塊電路設計、無線收發(fā)電路模塊、顯示模塊組成。軟件部分的設計包括:通道選擇程序設計、A/D轉(zhuǎn)換程序設計、信號處理程序(算法)、無線收發(fā)程序、液晶模塊程序設計、以及PC端應用程序設計。經(jīng)過實際的測量,本裝置可對外界氣體濃度進行準確的測量,精度保持誤差在1.5%以內(nèi)。本裝置具有高靈敏度、小型、簡單、低耗等優(yōu)點。
標簽: ARM 氣敏傳感器 無線傳輸系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)將在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮越來越重要的作用。一方面,ARM技術已經(jīng)在當今的嵌入式微處理器領域中占據(jù)了領先地位,另一方面,結構清晰、源碼開放的Linux已經(jīng)發(fā)展成為一款非常具有活力的操作系統(tǒng)。近年來,基于ARM和Linux的嵌入式技術已經(jīng)成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。便攜式微型熱敏打印機雖然已經(jīng)廣泛應用在票據(jù)打印領域,但是其優(yōu)秀的圖形打印能力仍然具有很大的應用潛力可以發(fā)掘。在工業(yè)生產(chǎn)中,某些參數(shù),比如環(huán)境的溫度、濕度等,需要被嚴格掌控。將這些參數(shù)映射到坐標系中并使用便攜式熱敏打印機打印出來,能夠讓技術人員更加方便直觀地觀察到參數(shù)變化情況。 本次設計的目的是建立一個基于ARM核心處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)平臺,為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)提供一個方便功能擴展的軟硬件環(huán)境。在此基礎上,此次設計還以VMP01 PLUS便攜式熱敏打印機為對象,利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源,使用串行接口連接該型號打印機,并輔助軟件設計擴展了坐標圖形打印的功能。軟件設計部分包括了Linux下VMP01 PLUS熱敏打印機的驅(qū)動程序設計和實現(xiàn)坐標圖形打印功能的應用程序設計。驅(qū)動程序和應用程序都能夠移植到開發(fā)平臺上正確地運行,打印效果理想。
標簽: Linux ARM 嵌入式系統(tǒng) 打印
上傳時間: 2013-04-24
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大圓機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域,比較復雜的典型機電一體化產(chǎn)品。近幾年來,伴隨著我國針織行業(yè)的快速發(fā)展,大圓機的需求日益加大,傳統(tǒng)的基于MCU面板控制和采用薄膜按鍵方式的大圓機控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足需求。隨著微處理器技術的發(fā)展,嵌入式技術以其高集成度和高穩(wěn)定性、高性價比在工控領域有著廣闊的應用前景。 近幾年,隨著嵌入式技術的發(fā)展,對人機界面的要求越來越高,友好的圖形人機界面為嵌入式系統(tǒng)的人機交互提供了豐富的圖形圖像信息。uC/GUI是一款不僅可以實現(xiàn)快速開發(fā),而且能夠提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI軟件。用戶可以使用它方便地定制出自己的圖形用戶界面,完成各種應用程序的開發(fā)。因此已經(jīng)被越來越多的領域所采用。 本文在對大圓機系統(tǒng)的功能和控制要求進行分析的基礎上,提出了一個以ARM微處理器和CPLD器件為中心構建硬件平臺、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圓機控制系統(tǒng)解決方案。 此方案中的硬件平臺由主CPU核心應用系統(tǒng)電路、人機交互接口電路、協(xié)處理器CPLD模塊電路等部分組成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7內(nèi)核的S3C44BOX處理器,人機交互接口電路采用觸摸屏和LCD液晶顯示器,為了解決閉環(huán)控制的問題,采用了CPLD作為協(xié)處理器,進行外圍擴展構成控制電路,軟件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、設備驅(qū)動程序、人機界面和主控制應用程序等。其中Boot Loader支持系統(tǒng)啟動,程序下載到RAM執(zhí)行和燒寫到Flash存儲器等功能,而人機界面和主控制應用程序則基于設備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了對于大圓機系統(tǒng)的控制。 與傳統(tǒng)的基于MCU或工控機的大圓機控制系統(tǒng)相比,基于此設計方案實現(xiàn)的控制系統(tǒng)具有低成本、高集成度和高性能等特點,具有較大的實用價值和廣闊的應用前景。
標簽: CPLD ARM 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-13
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伴隨著多媒體顯示和傳輸技術的發(fā)展,人們獲得了越來越高的視聽享受。從傳統(tǒng)的模擬電視,到標清、高清、全高清。與顯示技術發(fā)展結伴而行的是顯示接口技術的發(fā)展,從模擬的AV端子,S-Video和VGA接口,到數(shù)字顯示的DVI接口,技術上經(jīng)歷了一個從模擬到數(shù)字,從并行到串行,從低速到高速的發(fā)展過程。 HDMI是最新的高清晰度多媒體接口,它的規(guī)范由Silicon Image等七家公司提出,具有帶寬大,尺寸小,傳輸距離長和支持正版保護等功能,符合當今技術的發(fā)展潮流,一經(jīng)推出,就獲得了巨大的成功。成為平板顯示器、高清電視等設備的標準接口之一,并獲得了越來越廣泛的應用。 從上世紀80年代XILINX發(fā)明第一款FPGA芯片以來,FPGA就以其體系結構和邏輯單元靈活,運算速度快,編程方便等優(yōu)點廣泛應用與IC設計、系統(tǒng)控制、視頻處理、通信系統(tǒng)、航空航天等諸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3為核心,配合Silicon Image的專用HDMI接收芯片搭建了一個HDMI的接收顯示平臺。針對HDMI帶寬寬,數(shù)據(jù)量大的特點,使用了新型的DDR2 SDRAM作為視頻信號的輸入和輸出緩沖。在硬件板級設計上,針對HDMI和DDR2的相關高速電路,采用了一系列的高速電路設計方法,有效的避免了信號的反射,串擾等不良現(xiàn)象。同時在對HDMI規(guī)范和DDR2 SDRAM時序規(guī)范的深入研究的基礎上,在ALTERA的開發(fā)平臺QUARTUSII上編寫了系統(tǒng)的頂層模塊和相關各功能子模塊,并仿真通過。 論文的主要工作和創(chuàng)新點表現(xiàn)在以下幾個方面: 1、論文研究了最新的HDMI接口規(guī)范和新型存儲器件DDR2的時序規(guī)范。 2、論文搭建的整個系統(tǒng)相當龐大,涉及到相關的規(guī)范、多種芯片的資料、各種工具軟件的使用、原理圖的繪制和PCB板的布局布線,直至后期的編程仿真,花費了作者大量的時間和精力。 3、論文首次使用FPGA來處理HDMI信號且直接驅(qū)動顯示器件,區(qū)別于-般的ASIC方案。 4、論文對高速電路特別是的DDR2布局布線,采用了一系列的專門措施,具有一定的借鑒價值。
標簽: FPGA HDMI 顯示系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-22
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隨著圖像處理技術和投影技術的不斷發(fā)展,人們對高沉浸感的虛擬現(xiàn)實場景提出了更高的要求,這種虛擬顯示的場景往往由多通道的投影儀器同時在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像,再把這些單獨的圖像拼接在一起組成一幅大場景的圖像。而為了給人以逼真的效果,投影的屏幕往往被設計為柱面屏幕,甚至是球面屏幕。當圖像投影在柱面屏幕的時候就會發(fā)生幾何形狀的變化,而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過程中的幾何校正和邊緣融合技術。 一個大場景可視化系統(tǒng)由投影機、投影屏幕、圖像融合機等主要模塊組成。在虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)中,要實現(xiàn)高臨感的多屏幕無縫拼接以及曲面組合顯示,顯示系統(tǒng)還需要運用幾何數(shù)字變形及邊緣融合等圖像處理技術,實現(xiàn)諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關鍵設備在于圖像融合機,它實時采集圖形服務器,或者PC的圖像信號,通過圖像處理模塊對圖像信息進行幾何校正和邊緣融合,在處理完成后再送到顯示設備。 本課題提出了一種基于FPGA技術的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的AiD采集、圖像數(shù)據(jù)在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內(nèi)部的DSP運算以及圖像數(shù)據(jù)的D/A輸出。系統(tǒng)設計的核心部分在于系統(tǒng)的控制以及數(shù)字信號的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA內(nèi)部設計了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統(tǒng)中設計了一個ARM處理器模塊,用于上電時對系統(tǒng)在圖像變化處理時所需參數(shù)進行傳遞,并能實時從上位機更新參數(shù)。該設計在提高了系統(tǒng)性能的同時也便于系統(tǒng)擴展。 本文首先介紹了圖像處理過程中的幾何變化和圖像融合的算法,接著提出了系統(tǒng)的設計方案及模塊劃分,然后圍繞FPGA的設計介紹了SDRAM控制器的設計方法,最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設計。
上傳時間: 2013-04-24
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在航空航天,遙感測量,安全防衛(wèi)以及家用影視娛樂等領域,要求能及時保存高清晰度的視頻信號供后期分析、處理、研究和欣賞。因此,研究一套處理速度快,性能可靠,使用方便,符合行業(yè)相關規(guī)范的高清視頻編解碼系統(tǒng)是十分必要的。 本文首先介紹了高清視頻的發(fā)展歷史。并就當前相關領域的發(fā)展闡述了高清視頻編解碼系統(tǒng)的設計思路,提出了可行的系統(tǒng)設計方案。基于H.264的高清視頻編碼系統(tǒng)對處理器的要求非常高,一般的DSP和通用處理器難以達到性能要求。本系統(tǒng)選擇富士通公司最新的專用視頻編解碼芯片MB86H51,實時編解碼分辨率達到1080p的高清視頻。芯片具有壓縮率高,功耗低,體積小等優(yōu)點。系統(tǒng)的控制設備由三塊FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分別負責視頻輸入輸出,碼流輸入輸出和主編解碼芯片的控制。ARM作為上層人機交互的控制器,向系統(tǒng)使用者提供操作界面,并與主控FPGA相連。方案實現(xiàn)了高清視頻的輸入,實時編碼和碼流存儲輸出等功能于一體,能夠編碼1080p的高清視頻并存儲在硬盤中。系統(tǒng)開發(fā)的工作難點在于FPGA的程序設計與調(diào)試工作。其次,詳細介紹了FPGA在系統(tǒng)中的功能實現(xiàn),使用的方法和程序設計。使用VHDL語言編程實現(xiàn)I2C總線接口和接口控制功能,利用stratix系列FPGA內(nèi)置的M4K快速存儲單元實現(xiàn)128K的命令存儲ROM,并對設計元件模塊化,方便今后的功能擴展。編程實現(xiàn)了PIO模式的硬盤讀寫和SDRAM接口控制功能,實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)存儲功能。利用時序狀態(tài)機編程實現(xiàn)主芯片編解碼控制功能,完成編解碼命令的發(fā)送和狀態(tài)讀取,并對設計思路,調(diào)試結果和FPGA資源使用情況進行分析。著重介紹設計中用到的最新芯片及其工作方式,分析設計過程中使用的最新技術和方法。有很強的實用價值。最后,論文對系統(tǒng)就不同的使用情況提出了可供改進的方案,并對與高清視頻相關的關鍵技術作了分析和展望。
標簽: 高清視頻 編解碼 系統(tǒng)控制 模塊設計
上傳時間: 2013-07-26
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目前的國內(nèi)的CCD高清攝相頭能夠輸出一組視頻信號和數(shù)字圖像信號,雖然視頻信號能夠直接在監(jiān)視器顯示,但是輸出的數(shù)字圖像信號占用存儲空間太大,不便于進行傳輸。本文設計了一種基于FPGA的數(shù)字圖像壓縮卡。 在過去的十幾年中,國際標準化組織制訂了一系列的國際視頻編碼標準并廣泛應用到各種領域。It.264/AVC是ITU-T和ISO聯(lián)合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網(wǎng)絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 新發(fā)展的H.264/AVC比原有的視頻編碼標準大幅度提高了編碼效率,但其運算復雜度也大大增加,本文簡要分析了H.264/AVC的復雜度及其優(yōu)化的途徑,給出了主要模塊的優(yōu)化算法實驗結果。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,主要不同有:增強的運動預測能力,準確匹配的較小塊變換,自適應環(huán)內(nèi)濾波器,增強的熵編碼。測試結果表明這些新特征使H.264/AVC編碼器提高50%編碼效率的同時,增加了一個數(shù)量級的復雜度。實際中恰當?shù)厥褂肏.264/AVC編碼工具可以較低的實現(xiàn)復雜度得到與復雜配置相當?shù)木幋a效率。故實際編碼系統(tǒng)開發(fā)需要在運算復雜性和編碼效率之間進行折衷、兼顧考慮。H.264/AVC引入的新編碼特征既增加基本模塊的復雜度,也成倍增加算法的復雜度。針對它們的作用和實現(xiàn)方法的不同,可采用不同的硬件實現(xiàn)方法。本文基于上述思路進行優(yōu)化,具體的工作包括:針對去塊濾波的復雜性,本文提出一種適合硬件實現(xiàn)的算法,使其在節(jié)省了資源的同時,很好的達到了標準所定義的性能。針對變換量化的復雜性,本文提出一種既滿足整體的硬件流水結構,又極大的降低了硬件資源的實現(xiàn)方法。針對碼率控制的實現(xiàn),本文提出了一種有別于傳統(tǒng)實現(xiàn)方式的算法,在保證實時性的同時,極大的提高了編碼器的性能。本文基于上述算法還進行Baseline Profile編碼器的研究,給出了一種實時編碼器結構,實現(xiàn)了對高清圖像格式(720P)的實時編碼,并將其和當前業(yè)界先進水平進行了對比,表明本文所實現(xiàn)得結構能夠達到當前業(yè)界的先進水平。
上傳時間: 2013-07-23
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