GPS技術在導航、定位及精確打擊等方面產生了重要影響,已經廣泛地應用在各種武器平臺上。但是,在干擾環境下也顯現出許多問題。由于其到達地球表面的信號極其微弱(-160dBW),在現在復雜的電磁環境中容易受到干擾,尤其是C/A碼信號更易受到干擾,并且隨著導航戰的發展對GPS的抗干擾已成為爭取導航資源的有效措施。因此,研究干擾環境下的GPS接收機設計具有重要意義。 本文首先簡要介紹了GPS信號的結構及構成,通過對GPS信號特征以及接收機抗干擾能力的分析,結合干擾對接收機的作用方式及效果,確定GPS最易受的干擾類型為阻塞式干擾,然后針對這種干擾類型提出了一種有效的抗干擾技術-----自適應調零天線技術。接下來,著重研究了GPS接收機在此抗干擾技術前提下的若干抗干擾方法,并對其進行了詳細的分析和討論。 研究過程中,通過對最佳化準則和空域自適應濾波的理解,首先對不同天線陣列結構進行了性能仿真和比較分析,然后在對稱圓形天線陣列的基礎上對空域自適應算法進行了仿真分析,針對其自由度有限的問題接著對空時濾波方法做了詳細討論,在7元對稱圓形陣列的基礎上仿真說明了二者各自的優缺點??紤]到實際的干擾環境和本課題研究的初期階段,因此選用了適合本課題干擾環境的空域濾波方法,并對其自適應算法進行了適當的改進,使得其抗干擾性能獲得了一定程度的改善。 最后,詳細說明了該接收機抗干擾模塊的FPGA實現原理。詳細給出了頂層及各子模塊的設計流程與RTL視圖,實驗結果驗證了該算法的有效性。
上傳時間: 2013-06-03
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軟件無線電技術自20世紀90年代提出以后,在許多通信系統中得到了廣泛應用。本文研究了一種軟件無線電數字通信系統方案的設計,并著重研究了其中中頻處理單元的設計和實現。針對實際應用,本文提出了一個基于FPGA和DSP的軟件無線電中頻/基帶數字化處理系統的設計方案。該系統的特點是所有的中頻信號處理算法全部由軟件實現,它主要包括高速A/D、超大規模FPGA芯片、高速DSP芯片和外部存儲器等,其中超大規模FPGA芯片和高速的DSP芯片是系統的核心。DSP芯片采用的是TI公司的C6416,FPGA芯片采用的是Xilinx公司的XC2V2000FG676,既兼顧速度和靈活性,又具有較強的通用性。 本文根據“基于FPGA的中頻數字化處理平臺的建立及若干關鍵算法的實現”研究課題,主要完成了軟件無線電通信系統中頻數字化若干關鍵算法實現的任務,具體包括通用數字中頻板的設計、中頻板上FPGA和DSP、D/A的接口設計、各種數字通信關鍵技術(數字上/下變頻、調制解調、信道編譯碼、交織解交織等)的FPGA實現。本文研究的系統分別在Matlab、ISE、Modelsim、Visual DSP++、ChipScope Pro等軟件中進行了仿真和驗證,并已交付使用。結果表明,本文提出的方案正確可行,達到了預定要求。本文的工作對其它軟件無線電系統的實現也具有較大的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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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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智能天線技術是陣列信號處理技術發展的產物,它可以看作是將一組傳感器按一定的方式放置在空間的不同位置上而構成的陣列,該傳感器陣列將接收到的空間傳播信號經過適當的自適應信號處理后,提取所需的信號源和信號的屬性...
上傳時間: 2013-05-26
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神經網絡控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法,在空空導彈的理論研究中也得到了很多應用,但它的實際應用通常是通過軟件實現的,而軟件實現是串行執行指令,運行速度慢,可靠性低,很難滿足實際導彈制導系統實時性的要求。控制算法硬件實現的最大特點就是可提高控制算法的實時運算速度和可靠性。本課題針對導彈制導系統,以FPGA為硬件平臺研究神經網絡控制算法的硬件實現。本文首先對BP神經網絡算法思想進行了深入分析,并對BP網絡的各個階段進行了理論推導,最后對BP神經網絡PID飛行控制算法進行了研究和總結,為硬件實現提供了理論基礎。基于對上述理論的深入研究和分析,本文提出了一種適合FPGA實現該神經網絡控制算法的硬件實現模型。在該模型中,神經網絡各層之間采用串行執行數據方式,層間則采用并行運行方式,可有效提高系統的運算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設計方法可有效減少錯誤的產生,是設計復雜大規模系統的理想設計方法。本文采用了此設計方法,通過把系統模塊化,對各個子模塊分別用VHDL硬件描述語言進行描述,并基于QUARTUS II軟件開發平臺進行綜合和仿真,直到達到研究設計要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應用于某實際導彈控制系統的研究。理論分析和實驗結果表明該神經網絡飛行控制算法的FPGA硬件實現是有效可行的,可滿足系統實時性的要求,為制導系統的實際工程實現提供了基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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根據比例因子與系統性能的關系和整定原則,得到可行的整定規則表,對瀝青撒布控制系統采用了參數自整定模糊控制算法控制噴灑的壓力,實現了灑布量的穩定精確控制,提高了灑布質量和生產效率。
上傳時間: 2013-11-01
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PCB Layout Rule Rev1.70, 規範內容如附件所示, 其中分為: (1) ”PCB LAYOUT 基本規範”:為R&D Layout時必須遵守的事項, 否則SMT,DIP,裁板時無法生產. (2) “錫偷LAYOUT RULE建議規範”: 加適合的錫偷可降低短路及錫球. (3) “PCB LAYOUT 建議規範”:為製造單位為提高量產良率,建議R&D在design階段即加入PCB Layout. (4) ”零件選用建議規範”: Connector零件在未來應用逐漸廣泛, 又是SMT生產時是偏移及置件不良的主因,故製造希望R&D及採購在購買異形零件時能顧慮製造的需求, 提高自動置件的比例.
上傳時間: 2013-10-28
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本書分三部分介紹在美國廣泛應用的、高功能的M68HC11系列單片機(8位機 ,Motorola公司)。內容包括M68HC11的結構與其基本原理、開發工具EVB(性能評估板)以及開發和應用技術。本書在介紹單片機硬、軟件的基礎上,進一步介紹了在美國實驗室內,如何應用PC機及EVB來進行開發工作。通過本書的介紹,讀者可了解這種單片機的原理并學會開發和應用方法。本書可作為大專院校單片機及其實驗的教材(本科、短訓班)。亦可供開發、應用單片機的各專業(計算機、機電、化工、紡織、冶金、自控、航空、航海……)有關技術人員參考。 第一部分 M68HC11 結構與原理Motorola單片機 1 Motorla單片機 1.1 概述 1.1.1 Motorola 單片機發展概況(3) 1.1.2 Motorola 單片機結構特點(4) 1.2 M68HC11系列單片機(5) 1.2.1 M68HC11產品系列(5) 1.2.2 MC68HC11E9特性(6) 1.2.3 MC68HC11E9單片機引腳說明(8) 1.3 Motorola 32位單片機(14) 1.3.1中央處理器(CPU32)(15) 1.3.2 定時處理器(TPU)(16) 1.3.3 串行隊列模塊(QSM)(16) 1.3.4 系統集成模塊 (SIM)(16) 1.3.5 RAM(17) 2 系統配置與工作方式 2.1 系統配置(19) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(19) 2.1.2 CONFIG寄存器的編程與擦除(20) 2?2 工作方式選擇(21) 2.3 M68HC11的工作方式(23) 2.3.1 普通單片工作方式(23) 2.3.2 普通擴展工作方式(23) 2.3.3 特殊自舉方式(27) 2.3.4 特殊測試方式(28) 3 中央處理器(CPU)與片上存儲器 3.1 CPU寄存器(31) 3?1?1 累加器A、B和雙累加器D(32) 3.1.2 變址寄存器X、Y(32) 3.1.3 棧指針SP(32) 3.1.4 程序計數器PC(33) 3.1.5 條件碼寄存器CCR(33) 3.2 片上存儲器(34) 3.2.1 存儲器分布(34) 3.2.2 RAM和INIT寄存器(35) 3.2.3 ROM(37) 3.2.4 EEPROM(37) 3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式(39) 3.3.1 WAIT方式(39) 3.3.2 STOP方式(40) 4 復位和中斷 4.1 復位(41) 4.1.1 M68HC11的系統初始化條件(41) 4.1.2 復位形式(43) 4.2 中斷(48) 4.2.1 條件碼寄存器CCR中的中斷屏蔽位(48) 4.2.2 中斷優先級與中斷矢量(49) 4.2.3 非屏蔽中斷(52) 4.2.4 實時中斷(53) 4.2.5 中斷處理過程(56) 5 M68HC11指令系統 5.1 M68HC11尋址方式(59) 5.1.1 立即尋址(IMM)(59) 5.1.2 擴展尋址(EXT)(60) 5.1.3 直接尋址(DIR)(60) 5.1.4 變址尋址(INDX、INDY)(61) 5.1.5 固有尋址(INH)(62) 5.1.6 相對尋址(REL)(62) 5.1.7 前置字節(63) 5.2 M68HC11指令系統(63) 5.2.1 累加器和存儲器指令(63) 5.2.2 棧和變址寄存器指令(68) 5.2.3 條件碼寄存器指令(69) 5.2.4 程序控制指令(70) 6 輸入與輸出 6.1 概述(73) 6.2 并行I/O口(74) 6.2.1 并行I/O寄存器(74) 6.2.2 應答I/O子系統(76) 6?3 串行通信接口SCI(82) 6.3.1 基本特性(83) 6.3.2 數據格式(83) 6.3.3 SCI硬件結構(84) 6.3.4 SCI寄存器(86) 6.4 串行外圍接口SPI(92) 6.4.1 SPI特性(92) 6.4.2 SPI引腳信號(92) 6.4.3 SPI結構(93) 6.4.4 SPI寄存器(95) 6.4.5 SPI系統與外部設備進行串行數據傳輸(99) 7 定時器系統與脈沖累加器 7.1 概述(105) 7.2 循環計數器(107) 7.2.1 時鐘分頻器(107) 7.2.2 計算機正常工作監視功能(110) 7.2.3 定時器標志的清除(110) 7.3 輸入捕捉功能(111) 7.3.1 概述(111) 7.3.2 定時器輸入捕捉鎖存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 輸入信號沿檢測邏輯(113) 7.3.4 輸入捕捉中斷(113) 7.4 輸出比較功能(114) 7.4.1 概述(114) 7.4.2 輸出比較功能使用的寄存器(116) 7.4.3 輸出比較示例(118) 7.5 脈沖累加器(119) 7.5.1 概述(119) 7.5.2 脈沖累加器控制和狀態寄存器(121) 8 A/D轉換系統 8.1 電荷重新分布技術與逐次逼近算法(125) 8.1.1 基本電路(125) 8.1.2 A/D轉換逐次逼近算法原理(130) 8.2 M68HC11中A/D轉換的實現方法(131) 8.2.1 逐次逼近A/D轉換器(131) 8.2.2 控制寄存器(132) 8.2.3 系統控制邏輯(135)? 9 單片機的內部操作 9.1 用立即> 圖書前言 美國Motorola公司從80年代中期開始推出的M68HC11系列單片機是當今功能最強、性能/價格比最好的八位單片微計算機之一。在美國,它已被廣泛地應用于教學和各種工業控制系統中。? 該單片機有豐富的I/O功能,完善的系統保護功能和軟件控制的節電工作方式 。它的指令系統與早期Motorola單片機MC6801等兼容,同時增加了91條新指令。其中包含16位乘法、除法運算指令等。 為便于用戶開發和應用M68HC11單片機,Motorola公司提供了多種開發工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能評估板就是一種M68HC11系列單片機的廉價開發工具。它既可用來 調試用戶程序,又可在仿真方式下運行。為方便用戶,M68HC11 EVB可與IBM?PC連接 ,借助于交叉匯編、通信程序等軟件,在IBM?PC上調試程序。? 本書分三部分(共15章)介紹了M68HC11的結構和基本原理、開發工具-EVB及開發應用實例等。第一部分(1~9章),介紹M68HC11的結構和基本原理。包括概述,系統配置與工作方式、CPU和存儲器、復位和中斷、指令系統、I/O、定時器系統和脈沖累加器、A/D轉換系統、單片機的內部操作等。第二部分(10~11章),介紹M68HC11 EVB的原理和技術特性以及EVB的應用。第三部分(12~15章),介紹M68HC11的開發與應用技術。包括基本的編程練習、應用程序設計、接口實驗、接口設計及應用等。 讀者通過學習本書,不僅可了解M68HC11的硬件、軟件,而且可了解使用EVB開發和應用M68HC11單片機的方法。在本書的第三部分專門提供了一部分實驗和應用程序。? 本書系作者張寧作為高級訪問學者,應邀在美國馬薩諸塞州洛厄爾大學(University of Massachusetts Lowell)工作期間完成的。全書由張寧執筆。在編著過程中,美國洛厄爾大學的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次與張寧一起討論、研究,并提供部分資料及實驗數據。參加編寫和審校等工作的還有王云霞、孫曉芳、劉安魯、張籍、來安德、張楊等同志。? 為將M68HC11系列單片機盡快介紹給我國,美國Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本書的編著和出版。在此表示衷心感謝。
上傳時間: 2013-10-27
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電加熱爐是典型工業過程控制對象,其溫度控制具有升溫單向性,大慣性,純滯后,時變性等特點,很難用數學方法建立精確的模型和確定參數。而PID控制因其成熟,容易實現,并具有可消除穩態誤差的優點,在大多數情況下可以滿足系統性能要求,但其性能取決于參數的整定情況。且快速性和超調量之間存在矛盾,使其不一定滿足快速升溫、超調小的技術要求。模糊控制在快速性和保持較小的超調量方面有著自身的優勢,但其理論并不完善,算法復雜,控制過程會存在穩態誤差。 將模糊控制算法引入傳統的加熱爐控制系統構成智能模糊控制系統,利用模糊控制規則自適應在線修改PID參數,構成模糊自整定:PID控制系統,借此提高其控制效果。 基于PID控制算法,以ADuC845單片機為主體,構成一個能處理較復雜數據和控制功能的智能控制器,使其既可作為獨立的單片機控制系統,又可與微機配合構成兩級控制系統。該控制器控制精度高,具有較高的靈活性和可靠性。 2 溫度控制系統硬件設計 該系統設計的硬件設計主要由單片機主控、前向通道、后向通道、人機接口和接口擴展等模塊組成,如圖l所示。由圖1可見,以內含C52兼容單片機的ADuC845為控制核心.配有640 KB的非易失RAM數據存儲器、外擴鍵盤輸人、320x240點陣的圖形液晶顯示器進行漢字、圖形、曲線和數據顯示,超溫報警裝置等外圍電路;預留微型打印機接口,可以現場打印輸出結果;預留RS232接口,能和PC機聯機,將現場檢測的數據傳輸至PC機來進一步處理、顯示、打印和存檔。
上傳時間: 2013-10-11
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為了有效地平衡編碼效率和抗誤碼能力之間的矛盾,筆者提出了一種自適應FMO編碼方法;可根據圖像的復雜度自適應的選擇編碼所需的FMO模式。仿真結果表明這種FMO編碼方式完全可行,且在運動復雜度頻繁變化時效果更加明顯,完全可應用在環境惡劣的無線信道中。
上傳時間: 2013-10-23
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