自適應(yīng)濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)一直是自適應(yīng)信號處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)大，對器件的響應(yīng)速度也提出更高的要求。 本文針對用通用DSP 芯片實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)濾波器處理速度低和用HDL語言編寫底層代碼用FPGA實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)濾波器開發(fā)效率低的缺點(diǎn)，提出了一種基于DSP Builder系統(tǒng)建模的設(shè)計(jì)方法。以隨機(jī)2FSK信號作為研究對象，首先在matlab上編寫了LMS去噪自適應(yīng)濾波器的點(diǎn)M文件，改變自適應(yīng)參數(shù)，進(jìn)行了一系列的仿真，對算法迭代步長、濾波器的階數(shù)與收斂速度和濾波精度進(jìn)行了研究，得出了最佳自適應(yīng)參數(shù)，即迭代步長μ=0.0057，濾波器階數(shù)m=8，為硬件實(shí)現(xiàn)提供了參考。 然后，利用最新DSP Builder工具建立了基于LMS算法的8階2FSK信號去噪自適應(yīng)濾波器的模型，結(jié)合多種EDA工具，在EPFlOKl00EQC208-1器件上設(shè)計(jì)出了最高數(shù)據(jù)處理速度為36.63MHz的8階LMS自適應(yīng)濾波器，其速度是文獻(xiàn)[3]通過編寫底層VHDL代碼設(shè)計(jì)的8階自適應(yīng)濾波器數(shù)據(jù)處理速度7倍多，是文獻(xiàn)[50]采用DSP通用處理器TMS320C54X設(shè)計(jì)的8階自適應(yīng)濾波器處理速度25倍多，開發(fā)效率和器件性能都得到了大大地提高，這種全新的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)方法是EDA技術(shù)的前沿與發(fā)展方向。 最后，采用異步FIFO技術(shù)，設(shè)計(jì)了高速采樣自適應(yīng)濾波系統(tǒng)，完成了對雙通道AD器件AD9238與自適應(yīng)濾波器的高速匹配控制，在QuartusⅡ上進(jìn)行了仿真，給出了系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)的原理框圖，并將采樣濾波控制器與異步FIF0集成到同一芯片上，既能有效降低高頻可能引起的干擾又降低了系統(tǒng)的成本。
標(biāo)簽： FPGA 高速采樣 自適應(yīng)濾波
上傳時間： 2013-06-01
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激光測距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)測量、航空與大地的測量、國防及通信等諸多領(lǐng)域。本文從已獲得廣泛應(yīng)用的脈沖激光測距技術(shù)入手，重點(diǎn)分析了近年提出的自觸發(fā)脈沖激光測距技術(shù)(STPLR)特別是其中的雙自觸發(fā)脈沖激光測距技術(shù)(BSTPLR)，通過分析發(fā)現(xiàn)其核心部件之一就是用于測量激光脈沖飛行時間(周期)的高精度高速計(jì)數(shù)器，而目前一般的方式是采用昂貴的進(jìn)口高速計(jì)數(shù)器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)來完成，這使得激光測距儀在研發(fā)、系統(tǒng)的改造升級和自主知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等諸多方面受到制約，同時在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此，本文研究了采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來實(shí)現(xiàn)脈沖激光測距中的高精度高速計(jì)數(shù)及其他相關(guān)功能，基本解決了以上存在的問題。 論文通過對雙自觸發(fā)脈沖激光測距的主要技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，對其中的信號處理單元采用了FPGA+單片機(jī)的設(shè)計(jì)形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測量模塊，在整個測距系統(tǒng)中是信號處理的核心部件，借助其用戶可編程特性及很高的內(nèi)部時鐘頻率，設(shè)計(jì)了專用于BSTPLR的高速高精度計(jì)數(shù)芯片，負(fù)責(zé)對測距信號產(chǎn)生電路中的時刻鑒別電路輸出信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊則主要由單片機(jī)(AT89C51)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以通過鍵盤預(yù)置門控信號的寬度以均衡測量的精度和速度，測量結(jié)果采用7位LED數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)在近距離(大尺寸)范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)測試時基本滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： FPGA 自觸發(fā)脈沖 激光測距 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時間： 2013-06-02
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隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的的人擁有了自己的汽車，基于汽車安全的汽車輔助系統(tǒng)也日益受到了人們的重視。汽車輔助安全系統(tǒng)可以對汽車駕駛過程中出現(xiàn)的緊急情況進(jìn)行報警和控制。可以預(yù)見，基于汽車安全的輔助駕駛系統(tǒng)有著良好的發(fā)展前景和廣闊的應(yīng)用空間。 本文通過將圖像檢測技術(shù)和激光測距技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用ARM+DSP的雙核架構(gòu)，設(shè)計(jì)出一款高性能的汽車主動安全系統(tǒng)。系統(tǒng)通過圖像識別技術(shù)對行車路況進(jìn)行監(jiān)控，并通過激光測距技術(shù)對前方車距進(jìn)行檢測。當(dāng)自車與前方的車距小于系統(tǒng)計(jì)算出來的安全車距，并有可能發(fā)生碰撞時，系統(tǒng)將予以報警，提醒駕駛員注意減速或制動，從而達(dá)到有效預(yù)防追尾碰撞事故發(fā)生的目的。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 1)完成系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計(jì)工作。針對汽車安全系統(tǒng)對準(zhǔn)確性和實(shí)時性的要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用S3C2410作為系統(tǒng)的主控制器、TMS320DM6437作為系統(tǒng)的協(xié)處理器。雙核架構(gòu)的應(yīng)用將大幅度提升系統(tǒng)在圖像檢測方面的運(yùn)算能力。 2)為提高系統(tǒng)與各子模塊的通信效率，系統(tǒng)采用CAN總線作為主控制器與其他子模塊的主要通信總線。并開發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動軟件。 3)系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，應(yīng)用Linux強(qiáng)大的事務(wù)管理能力，來提高系統(tǒng)的處理能力和響應(yīng)速度。 4)通過對汽車碰撞過程的分析，研究開發(fā)出一套汽車防撞決策算法，對駕駛員預(yù)警和對車輛進(jìn)行輔助制動，保障駕駛?cè)藛T的安全。 最后，論文在總結(jié)全文工作的基礎(chǔ)上，指出了系統(tǒng)的不足之處和進(jìn)一步研究的工作方向。 總之，在汽車安全技術(shù)在國內(nèi)剛剛起步的今天，對該系統(tǒng)的研究對于中國自主的汽車主動安全系統(tǒng)無論是在理論研究還是實(shí)際應(yīng)用上都具有一定的價值。
標(biāo)簽： ARM 汽車防撞系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-08
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開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機(jī)械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點(diǎn)是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對上述問題進(jìn)行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機(jī)的振動與噪聲.通過電磁場有限元計(jì)算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機(jī)振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進(jìn)而降低了開關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機(jī)的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機(jī)因磁路的飽和導(dǎo)致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開關(guān)磁阻電機(jī)的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關(guān)磁阻電機(jī)的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機(jī)來說尤其適用.同時,模糊控制實(shí)現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達(dá)到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調(diào)整參數(shù),達(dá)到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點(diǎn).
標(biāo)簽： 開關(guān)磁阻電機(jī) 自組織 模糊控制
上傳時間： 2013-05-16
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本文深入研究了Nios 自定制指令的軟硬件接口，基于Altera 的IP 核FFT V2.2.0實(shí)現(xiàn)了變換長度為1024 點(diǎn)的高速復(fù)數(shù)FFT 算法，提出了一種在Nios 嵌入式系統(tǒng)中定制用戶FFT 算
上傳時間： 2013-04-24
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設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有硬件濾波空氣清新器的信息采集系統(tǒng)，根據(jù)空氣的復(fù)雜性以及隨機(jī)性，結(jié)合自適應(yīng)濾波器的原理，提出一種新的空氣信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。該方法利用最小均方(LMS)自適應(yīng)濾波器進(jìn)行軟件濾波，針對空氣
標(biāo)簽： LMS 自適應(yīng)濾波器 信息采集 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-06-14
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軌道電路是列車運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動控制和遠(yuǎn)程控制的基礎(chǔ)設(shè)備之一，鐵路信號系統(tǒng)是保證運(yùn)輸安全的基礎(chǔ)設(shè)施，是實(shí)現(xiàn)鐵路統(tǒng)一指揮調(diào)度，保證列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率和質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，也是鐵路信息化的重要技術(shù)領(lǐng)域。 基于ARM與DSP的鐵路信號測試儀主要作用是及時測試鐵路信號狀況，反映鐵路運(yùn)行的情況。開發(fā)此套系統(tǒng)是集測試25Hz相敏軌道電路的電壓自動記錄儀以及相位差監(jiān)測儀、ZPW-2000A的載頻與低頻測試功能于一體，是性價比較高、功能齊全的監(jiān)測管理系統(tǒng)，它發(fā)揮了ARM控制性好與DSP計(jì)算速度快的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)。由于采用的主要是集成芯片，所以體積小，重量輕，功耗低和便于攜帶，便于現(xiàn)場檢測。在滿足要求的前提下，為降低開發(fā)成本提高可靠性，CPU采用LPC2210的ARM7芯片。為使測試儀直觀、操作簡便，系統(tǒng)提供了良好的人機(jī)界面，包括顯示，按鍵操作等。 論文對FFT以及相關(guān)算法進(jìn)行了分析和Matlab仿真；論文中給出了時鐘電路、LCD電路、數(shù)據(jù)存儲器Flash、JTAG等各功能模塊的設(shè)計(jì)原理，完成了硬件電路設(shè)計(jì)；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)遵循模塊化、自頂向下的設(shè)計(jì)思路。在軟件設(shè)計(jì)方面，首先采用的是傳統(tǒng)主循環(huán)控制方法，功能上主要實(shí)現(xiàn)了A/D采樣程序、LCD顯示程序、數(shù)據(jù)存儲程序等的設(shè)計(jì)，對兩路25Hz信號電壓相位差的計(jì)算，其誤差不人于1度。為了改善系統(tǒng)性能提高系統(tǒng)的實(shí)時性，系統(tǒng)中引入實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，也有利于代碼移植及系統(tǒng)功能擴(kuò)展。
標(biāo)簽： ARM DSP 鐵路信號 試儀設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-04-24
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本文以太陽能割草機(jī)器人為研究對象，以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為研究目標(biāo)，主要研究了太陽能割草機(jī)器人的定位行走、能量管理、基于ARM的控制硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計(jì)以及嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)。 全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃一直是智能割草機(jī)研究的一個難點(diǎn)，本課題從相對定位入手，提出了一種以基站為參考原點(diǎn)建立全局坐標(biāo)的方法，其為路徑規(guī)劃提供了準(zhǔn)確的定位，消除了在路徑規(guī)劃過程中誤差的積累。根據(jù)太陽能電池板及蓄電池混合供能的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了能量的人工智能決策系統(tǒng)-Agent反應(yīng)型決策系統(tǒng)，為能量的供應(yīng)提供了優(yōu)化的決策算法。控制系統(tǒng)是體現(xiàn)太陽能割草機(jī)器人智能化水平的關(guān)鍵部分，根據(jù)應(yīng)用要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用的理念，設(shè)計(jì)了太陽能割草機(jī)器人基于ARM中心控制模塊、電機(jī)控制模塊、傳感器系統(tǒng)以及定位系統(tǒng)模塊的硬件部分。在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了操作系統(tǒng)以及嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并給出了每個模塊具體的算法。 本文主要研究的太陽能割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，提供了一套低成本、切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案，具有一定的理論意義和實(shí)用價值。
標(biāo)簽： ARM 太陽能 機(jī)器人 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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自“9.11”后，隨著人們對安防需求的升級，門禁控制系統(tǒng)得到日益廣泛的應(yīng)用，不斷提高門禁系統(tǒng)的安全性成為研究的重要課題。第四代門禁系統(tǒng)結(jié)合了人體生物特征識別技術(shù)，利用人體本身具有的物理特征(如指紋、虹膜、臉型、掌紋等)或行為特征(如步態(tài)、簽名等)來確定人的身份，取代或加強(qiáng)傳統(tǒng)的身份識別方法。 論文采用掌形識別為控制方案，基于ARM920T內(nèi)核的EP9315芯片為門禁系統(tǒng)CPU，設(shè)計(jì)和調(diào)試了系統(tǒng)的硬件平臺。 論文研究了掌形識別算法，進(jìn)行了三方面的工作。 首先研究了掌形中的手形特征，提出了一種基于骨架特征的手形識別算法，很好的克服了手指旋轉(zhuǎn)給識別帶來的干擾。 然后研究了掌形中的掌紋特征，通過系列圖像處理，分離出手掌的三條主線，提取主線端點(diǎn)，并在主線上等間隔采樣，利用端點(diǎn)和采樣點(diǎn)進(jìn)行匹配，擁有很高的識別率。 最后結(jié)合手形與掌紋特征，實(shí)現(xiàn)掌形識別。依據(jù)手形特征對掌形庫進(jìn)行粗分類，利用掌紋特征進(jìn)行匹配，算法擁有很快的識別速度與穩(wěn)定較高的識別率。對分類規(guī)則提出了新思路與方法。 論文還提出了基于ARM的門禁系統(tǒng)方案。成功設(shè)計(jì)了以基于ARM920T內(nèi)核的EP9315芯片為CPU的最小系統(tǒng)，設(shè)計(jì)PCB圖并制板，最后調(diào)試了系統(tǒng)的底層電路。 論文的研究設(shè)計(jì)工作，通過提高掌形識別算法的識別率，達(dá)到了提高門禁系統(tǒng)安全性的目的；ARM平臺的設(shè)計(jì)與調(diào)試，在工程實(shí)際中有參考價值。
標(biāo)簽： ARM 識別 系統(tǒng)研究 門禁
上傳時間： 2013-04-24
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39839電感量計(jì)算小巧實(shí)用的綠色軟件，根據(jù)輸入的線圈長度、線圈直徑、導(dǎo)線直徑、線圈匝數(shù)及工作頻率快速計(jì)算出電感量、自分布電容、空載Q值、自諧振頻率
上傳時間： 2013-06-03
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