當(dāng)今繡花機(jī)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,繡花機(jī)控制系統(tǒng)作為繡花機(jī)最核心的部分,是提高性能和降低成本的關(guān)鍵。本文結(jié)合浙江虎王科技有限公司與浙江大學(xué)的合作項(xiàng)目“繡花機(jī)控制系統(tǒng)”,設(shè)計(jì)出一套基于ARM的技術(shù)先進(jìn)、功能精簡(jiǎn)、高性價(jià)比的繡花機(jī)控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,先根據(jù)市場(chǎng)需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構(gòu)建了總體架構(gòu),選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái),然后采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法對(duì)繡花機(jī)控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 第一章介紹了繡花機(jī)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀,論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)和發(fā)展,闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了論文的主要研究?jī)?nèi)容,最后給出了論文的總體結(jié)構(gòu)。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,選擇了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)法為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,論述了EDA技術(shù)的工作范圍和設(shè)計(jì)步驟,詳細(xì)討論了軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的原理,最后給出了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。 第三章根據(jù)市場(chǎng)需求劃分了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的功能模塊,構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu),并分析了每個(gè)模塊的具體功能;根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機(jī)控制系統(tǒng)的上位機(jī)和下位機(jī)CPU芯片、操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構(gòu),在選好的CPU芯片的基礎(chǔ).卜確定了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的硬件框架,詳細(xì)設(shè)計(jì)了電源電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機(jī)電接口電路。 第五章按照上位機(jī)和下位機(jī)的層次構(gòu)建了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的軟件框架,設(shè)計(jì)了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅(qū)動(dòng)模塊、花樣存儲(chǔ)與管理模塊、串口通信模塊、機(jī)電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結(jié)全文的主要研究?jī)?nèi)容,歸納了本文的主要研究成果,并對(duì)今后的研究工作作了展望。
標(biāo)簽: ARM 繡花機(jī) 嵌入式控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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本文研制了一種基于社區(qū)和家庭,以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端和遠(yuǎn)端的醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心兩部分,其中,家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的軟硬件實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)和關(guān)鍵。 給出了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的硬件結(jié)構(gòu)和軟件體系的總體設(shè)計(jì)方案。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)的硬件平臺(tái),以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心,外圍擴(kuò)展藍(lán)牙模塊、ISP1160 USB主機(jī)模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲(chǔ)模塊和液晶顯示模塊等模塊實(shí)現(xiàn)。對(duì)各硬件模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上,移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應(yīng)用程序的分層軟件體系結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的軟件,使得軟件更易維護(hù)和升級(jí)。 對(duì)家庭監(jiān)護(hù)終端的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動(dòng)程序、通信協(xié)議和應(yīng)用程序。整個(gè)應(yīng)用程序按功能劃分為9個(gè)任務(wù),由操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)度,提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了友好的人機(jī)界面和生理信號(hào)的自動(dòng)分析功能。重點(diǎn)研究了ECG信號(hào)自動(dòng)分析診斷算法,應(yīng)用自適應(yīng)模板法,實(shí)現(xiàn)了疾病自動(dòng)分析診斷功能,能夠?qū)崿F(xiàn)10種常見心律異常的自動(dòng)分析診斷。 遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù),可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護(hù)的參數(shù),具有良好的可擴(kuò)展性和靈活性。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)終端,通過藍(lán)牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數(shù),通過USB主機(jī)下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后,可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結(jié)果,并可通過局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護(hù)中心服務(wù)器,供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護(hù)醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時(shí),家庭監(jiān)護(hù)智能終端能夠給出初步診斷結(jié)果并發(fā)出報(bào)警。監(jiān)護(hù)服務(wù)器收到報(bào)警后提醒監(jiān)護(hù)醫(yī)生給出診斷結(jié)果,并將診斷結(jié)果反饋到家庭監(jiān)護(hù)終端顯示,使病人能夠得到及時(shí)救治。
上傳時(shí)間: 2013-06-06
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航天測(cè)控通信網(wǎng)是航天工程的重要組成部分。迄今為止,我國(guó)已建成“C頻段測(cè)控網(wǎng)”,及正在建設(shè)的“S頻段測(cè)控網(wǎng)”和“TDRSS測(cè)控網(wǎng)”。測(cè)距單元是測(cè)控系統(tǒng)基帶設(shè)備中的重要功能單元,為航天飛行器提供定位元素。目前,在航天測(cè)距系統(tǒng)中側(cè)音測(cè)距技術(shù)具有最高的測(cè)距精度。本文以中國(guó)電子科技集團(tuán)第十研究所某項(xiàng)目為背景,對(duì)側(cè)音測(cè)距系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究,提出了一些改進(jìn)測(cè)距精度的方法,最后用FPGA實(shí)現(xiàn)了側(cè)音測(cè)距功能單元。 本論文主要完成以下工作: 1)完成了直接數(shù)字頻率合成的雜散分析。采用嚴(yán)格的信號(hào)分析方法,運(yùn)用離散傅立葉變換(DFT)和傅立葉變換(FT),推導(dǎo)了理想狀態(tài)和相位截短條件下的DDS輸出頻譜的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并利用systemview仿真軟件建立了DDS相位截短模型,通過仿真驗(yàn)證了分析結(jié)論的正確性。 2)改進(jìn)了TT&C系統(tǒng)中經(jīng)典的FFT頻率引導(dǎo)算法,增加了頻譜對(duì)稱性分析,在實(shí)現(xiàn)頻率引導(dǎo)的同時(shí)完成了防載波頻率錯(cuò)鎖的功能。 3)首次采用基于正交雙通道相關(guān)原理的數(shù)字相關(guān)相位估計(jì)法來實(shí)現(xiàn)次側(cè)音匹配和解模糊,降低了設(shè)備復(fù)雜度,提高了測(cè)距精度。針對(duì)低信噪比的情況,提出了基于平滑濾波的數(shù)據(jù)處理方法,提高了相位測(cè)量精度。對(duì)測(cè)距信道中加限幅器導(dǎo)致的測(cè)距信號(hào)信噪比惡化程度做了深入的理論分析。最后,分析了測(cè)距誤差,并對(duì)其中一些引起測(cè)距誤差的因素提出了改善方法。 通過本論文的工作,成功的完成了TT&C側(cè)音測(cè)距終端的研制,系統(tǒng)現(xiàn)已通過測(cè)試,達(dá)到系統(tǒng)任務(wù)書的各項(xiàng)指標(biāo)要求。
標(biāo)簽: FPGA TTC 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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數(shù)碼相機(jī)閃光燈充電電路分析 &nbs
標(biāo)簽: 數(shù)碼相機(jī) 充電 分 閃光燈
上傳時(shí)間: 2013-07-17
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基于MATLAB 7.0的信號(hào)調(diào)制與解調(diào)分析
標(biāo)簽: MATLAB 7.0 信號(hào) 調(diào)制與解調(diào)
上傳時(shí)間: 2013-07-21
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信號(hào)發(fā)生器是控制系統(tǒng)的重要組成部分。研制出較高精度、可靠性、可調(diào)參數(shù)的數(shù)字量信號(hào)發(fā)生器,對(duì)于促進(jìn)我國(guó)航空、航天、國(guó)防以及工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的發(fā)展均有重要意義。本文以直接頻率合成和偽隨機(jī)碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為中心,對(duì)擴(kuò)頻通信的基本理論、信號(hào)源的結(jié)構(gòu)、載波調(diào)制等問題進(jìn)行了深入的分析和研究,并給出了模塊的硬件實(shí)現(xiàn)方案。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)設(shè)計(jì)靈活、速度快,在數(shù)字專用集成電路的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。論文介紹了FPGA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,包括VHDL語言的基本語法結(jié)構(gòu)和FPGA器件的開發(fā)設(shè)計(jì)流程等等。詳細(xì)地分析了各類頻率合成器的基礎(chǔ)上提出采用直接數(shù)字式頻率合成原理(DDS)實(shí)現(xiàn)低相位噪聲、高分辨率、高精度和高穩(wěn)定度的信號(hào)源。研究了測(cè)距偽隨機(jī)碼的原理,確定選用移位序列作為系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼序列,并選取了符合本系統(tǒng)使用的移位序列擴(kuò)頻碼。分別給出并分析了相應(yīng)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)電路。 對(duì)于載波調(diào)制這一關(guān)鍵技術(shù),提出了采用二進(jìn)制相移鍵控相位選擇法并相應(yīng)作了硬件實(shí)現(xiàn)。最后給出具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了的信號(hào)發(fā)生器的輸出波形。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器滿足要求,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、重量輕、體積小,具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: FPGA 擴(kuò)頻 模擬信號(hào)源
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文以直接頻率合成和偽隨機(jī)碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為中心,對(duì)擴(kuò)頻通信的基本理論、信號(hào)源的總體結(jié)構(gòu)、載波調(diào)制、濾波器設(shè)計(jì)等問題進(jìn)行了深入的分析和研究,并給出了模塊的硬件實(shí)現(xiàn)方案。 首先介紹了FPGA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,包括VHDL語言的基本語法結(jié)構(gòu)和FPGA器件的開發(fā)設(shè)計(jì)流程等等。詳細(xì)地分析了各類頻率合成器的基礎(chǔ)上提出采用直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)實(shí)現(xiàn)低相位噪聲、高分辨率、高精度和高穩(wěn)定度的信號(hào)源。研究了測(cè)距偽隨機(jī)碼的原理,確定選用移位序列作為系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼序列,并選取了符合本系統(tǒng)使用的移位序列擴(kuò)頻碼。分別給出并分析了相應(yīng)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)電路。 對(duì)于載波調(diào)制這一關(guān)鍵技術(shù),提出了采用二進(jìn)制相移鍵控相位選擇法并相應(yīng)作了硬件實(shí)現(xiàn)。分析與研究了射頻寬帶濾波器應(yīng)具有的傳輸特性,通過分析巴特沃思濾波器、切比雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器和貝塞爾濾波器這幾種濾波器的頻譜特性,設(shè)計(jì)了發(fā)生器射頻寬帶濾波器。最后給出具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了的信號(hào)發(fā)生器的輸出波形。
標(biāo)簽: FPGA 擴(kuò)頻信號(hào) 發(fā)生器
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在圖像處理及檢測(cè)系統(tǒng)中,實(shí)時(shí)性要求往往影響著系統(tǒng)處理速度的性能。本文在分析研究視頻檢測(cè)技術(shù)及方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像處理技術(shù),以交通信息視頻檢測(cè)系統(tǒng)為研究背景,展開了基于FPGA視頻圖像檢測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用,通過系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了基于FPGA架構(gòu)的圖像并行處理和檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的實(shí)時(shí)處理能力,能夠準(zhǔn)確并穩(wěn)定地檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的信息。可見FPGA對(duì)提高視頻檢測(cè)及處理的實(shí)時(shí)性是一個(gè)較好的選擇。 本文主要研究的內(nèi)容有: 1.分析研究了視頻圖像檢測(cè)技術(shù),針對(duì)傳統(tǒng)基于PC構(gòu)架和DSP處理器的視頻檢測(cè)系統(tǒng)的弊端,并從可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性和開發(fā)成本等因素考慮,提出了以FPGA芯片作為中央處理器的嵌入式并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 2.應(yīng)用模塊化的硬件設(shè)計(jì)方法,構(gòu)建了新一代嵌入式視頻檢測(cè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。該系統(tǒng)由異步FIFO模塊、圖像空間轉(zhuǎn)換模塊、SRAM幀存控制模塊、圖像預(yù)處理模塊和圖像檢測(cè)模塊等組成,較好地解決了圖像采樣存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)膯栴},并為以后系統(tǒng)功能的擴(kuò)展奠定了良好的基礎(chǔ)。 3.在深入研究了線性與非線性濾波幾種圖像處理算法,分析比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,本文提出一種適合于FPGA的快速圖像中值濾波算法,并給出該算法的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖,應(yīng)用VHDL硬件描述語言編程、實(shí)現(xiàn),仿真結(jié)果表明,快速中值濾波算法的處理速度較傳統(tǒng)算法提高了50%,更有效地降低了系統(tǒng)資源占用率和提高了系統(tǒng)運(yùn)算速度,增強(qiáng)了檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。 4.研究了基于視頻的交通車流量檢測(cè)算法,重點(diǎn)討論背景差分法,圖像二值化以及利用直方圖分析方法確定二值化的閾值,并對(duì)圖像進(jìn)行了直方圖均衡處理,提高圖像檢測(cè)精度。并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)處理技術(shù),在FPGA系統(tǒng)上研究設(shè)計(jì)了這些算法的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),用VHDL語言實(shí)現(xiàn),并對(duì)各個(gè)模塊及相應(yīng)算法做出了功能仿真和性能分析。 5.系統(tǒng)仿真與驗(yàn)證是整個(gè)FPGA設(shè)計(jì)流程中最重要的步驟,針對(duì)現(xiàn)有仿真工具用手動(dòng)設(shè)置輸入波形工作量大等弊病,本文提出了一種VHDL測(cè)試基準(zhǔn)(TestBench)方法解決系統(tǒng)輸入源仿真問題,用TEXTIO程序包設(shè)計(jì)了MATLAB與FPGA仿真軟件的接口,很好地解決了仿真測(cè)試中因測(cè)試向量龐大而難以手動(dòng)輸入的問題。并將系統(tǒng)的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)在MATLAB上還原為圖像,方便了系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果的分析與調(diào)試。系統(tǒng)測(cè)試的結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)基本符合要求,可以排除行走路人等移動(dòng)物體(除車輛外)的噪聲干擾,有效地檢測(cè)出正確的目標(biāo)。 本文主要研究了基于FPGA片上系統(tǒng)的圖像處理及檢測(cè)技術(shù),針對(duì)FPGA技術(shù)的特點(diǎn)對(duì)某些算法提出了改進(jìn),并在MATLAB、QuartusⅡ和ModelSim軟件開發(fā)平臺(tái)上仿真實(shí)現(xiàn),仿真結(jié)果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。本文的研究對(duì)智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)的車流量檢測(cè)做了有益探索,對(duì)其他場(chǎng)合的圖像高速處理及檢測(cè)也具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 檢測(cè)技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-07-13
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詳細(xì)的理論分析,可以對(duì)模擬電路的理論知識(shí)有較為全面透徹的了解
標(biāo)簽: 模電 設(shè)計(jì)分析
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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頻率是電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)基本參數(shù),同時(shí)也是一個(gè)非常重要的參數(shù)。穩(wěn)定的時(shí)鐘在高性能電子系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用,直接決定系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,測(cè)頻系統(tǒng)使用時(shí)鐘的提高,測(cè)頻技術(shù)有了相當(dāng)大的發(fā)展,但不管是何種測(cè)頻方法,±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差始終是限制測(cè)頻精度進(jìn)一步提高的一個(gè)重要因素。 本設(shè)計(jì)闡述了各種數(shù)字測(cè)頻方法的優(yōu)缺點(diǎn)。通過分析±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差的來源得出了一種新的測(cè)頻方法:檢測(cè)被測(cè)信號(hào),時(shí)基信號(hào)的相位,當(dāng)相位同步時(shí)開始計(jì)數(shù),相位再次同步時(shí)停止計(jì)數(shù),通過相位同步來消除計(jì)數(shù)誤差,然后再通過運(yùn)算得到實(shí)際頻率的大小。根據(jù)M/T法的測(cè)頻原理,已經(jīng)出現(xiàn)了等精度的測(cè)頻方法,但是還存在±1的計(jì)數(shù)誤差。因此,本文根據(jù)等精度測(cè)頻原理中閘門時(shí)間只與被測(cè)信號(hào)同步,而不與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)同步的缺點(diǎn),通過分析已有等精度澳孽頻方法所存在±1個(gè)計(jì)數(shù)誤差的來源,采用了全同步的測(cè)頻原理在FPGA器件上實(shí)現(xiàn)了全同步數(shù)字頻率計(jì)。根據(jù)全同步數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)頻原理方框圖,采用VHDL語言,成功的編寫出了設(shè)計(jì)程序,并在MAX+PLUS Ⅱ軟件環(huán)境中,對(duì)編寫的VHDL程序進(jìn)行了仿真,得到了很好的效果。最后,又討論了全同步頻率計(jì)的硬件設(shè)計(jì)并給出了電路原理圖和PCB圖。對(duì)構(gòu)成全同步數(shù)字頻率計(jì)的每一個(gè)模塊,給出了較詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法和完整的程序設(shè)計(jì)以及仿真結(jié)果。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字頻率計(jì)
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