《CPLD_FPGA的數字通信系統建模與設計》,運用VHDL語言詳細介紹了數字通信系統的建模與設計,如HDB3碼的編寫
上傳時間: 2013-06-11
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數字信息在有噪聲的信道中傳輸時,受到噪聲的影響,誤碼總是不可避免的。根據香農信息理論,只要使Es/N0足夠大,就可以達到任意小的誤碼率。采用差錯控制編碼,即信道編碼技術,可以在一定的Es/N0條件下有效地降低誤碼率。按照對信息元處理方式不同,信道編碼分為分組碼與卷積碼兩類。卷積碼的k0和n0較小,實現最佳譯碼與準最佳譯碼更加容易。卷積碼運用廣泛,被ITU選入第三代移動通信系統,作為包括WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA在內的信道編碼的標準方案。 本文研究了CDMA2000業務通道中的幀結構,對CDMA2000系統中的卷積碼特性及維特比譯碼的性能限進行了分析,并基于MATLAB平臺做了相應的譯碼性能仿真。我們設計了一種可用于CDMA2000通信系統的通用、高速維特比譯碼器。該譯碼器在設計上具有以下創新之處:(1)采用通用碼表結構,支持可變碼率;幀控制模塊和頻率控制器模塊的設計中采用計數器、定時器等器件實現了可變幀長、可變數據速率的數據幀處理方式。(2)結合流水線結構思想,利用四個ACS模塊并行運行,加快數據處理速度;在ACS模塊中,將路徑度量值存貯器的存儲結構進行優化,防止數據讀寫的阻塞,縮短存儲器讀寫時間,使譯碼器的處理速度更快。(3)為了防止路徑度量值和幸存路徑長度的溢出,提出了保護處理策略。我們還將設計結果在APEXEP20K30E芯片上進行了硬件實現。該譯碼器芯片具有可變的碼率和幀長處理能力,可以運行于40MHZ系統時鐘下,內部最高譯碼速度可達625kbps。本文所提出的維特比譯碼器硬件結構具有很強的通用性和高速性,可以方便地應用于CDMA2000移動通信系統。
上傳時間: 2013-06-24
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在比較常用串口通信實現形式的利弊基礎上,針對某廠輪胎里程試驗機監控系統的特點,設計并實現了串口通信動態鏈接庫(DLL),詳細介紹了多線程理論、重疊I/O方式,給出了程序流程圖,對一些關鍵代碼進行了說明
上傳時間: 2013-07-19
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本文研制的數據采集器,用于采集導彈過載模擬試車臺的各種參數,來評價導彈在飛行過程中的性能,由于試車臺是高速旋轉體,其工作環境惡劣,受電磁干擾大,而且設備要求高,如果遇到設備故障或設備事故,其損失相當巨大,保證設備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數字通信技術的基礎上,選用了基于現場可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調制(PCM)通信實現多路數據采集器的設計,其優點是FPGA技術在數據采集器中可以進行模塊化設計,增加了系統的抗干擾性、靈活性和適應性,并且可以將整個PCM通信系統設計成可編程序系統,用戶只要稍加變更程序,則系統的被測路數、幀結構、碼速率、標度等均可改變以適應任何場合。并且采用合理的糾錯和加密編碼能夠實現數據在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過對PCM通信的特點研究,研制了一套集采集與傳輸的系統。文章給出了各個模塊的具體建模與設計,系統采用的是FPGA技術來實現數據采集和信號處理,采用VHDL實現了數字復接器和分接器、編解碼器、調制與解調模塊的建模與設計。采用基于NiosII實現串口通訊,構建了實時性和準確性通信網絡,實現了數據的采集。 測試數據和數據采集的實驗結果證明,采用FPGA技術實現PCM信號的編碼、傳輸、解碼,能夠有較強的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯可控、易加密、易與現代技術結合,并且誤碼率較低,要遠遠優于傳統的方法。
上傳時間: 2013-04-24
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基于ARM的嵌入式網絡電能計量系統的研究電力電子與電力傳動專業隨著市場經濟的不斷發展,人們生活水平的日益提高,用電量也持續上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統計繁瑣等缺點,因此,研究開發高精度、低功耗、網絡化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統技術是近幾年電子產品設計領域最為熱門的技術之一,目前已廣泛應用于工業控制、智能交通、信息家電、公共服務等領域。嵌入式系統正對人類的后PC時代產生著深遠的影響。 本文針對傳統的機電式電能表的缺點和不足,結合當前的嵌入式系統技術和網絡技術,研究并設計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網傳輸的嵌入式網絡電能表系統。此系統主要由網絡中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網絡中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290是一款16/32位RISC微處理器,采用ARM公司的ARM7TDMI-S內核,提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設接口。采用L2C2290處理器,不但降低了整個系統的設計成本,而且也大大減少了額外的接口電路。網絡中繼模塊軟件是通過μCLinux操作系統內嵌的BOA實現嵌入式WEB服務器,并應用CGI接口程序完成了動態網頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現。網絡中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN總線進行通信,保證了信息的可靠性。當客戶端通過網絡瀏覽器訪問WEB服務器時,CGI程序就將電能量采集終端所采集的電能量數據上傳給客戶端,實現網絡自動抄表。
上傳時間: 2013-06-23
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溫度的測量和控制在工業生產中有廣泛的應用,尤其在石油、化工、電力、冶金等工業領域中,對溫度的測量和監控是非常重要的一個環節,溫度參數是工業控制中的一項重要的指標。 本文主要研究了基于ARM9架構的嵌入式Linux系統在工業領域中各種爐溫控制場合中的應用。目前控制方案主要是采用傳統的PLC和單片機進行控制。PLC主要是針對單項工程或者重復數極少的項目,靈活性相對不足,并且體積大,成本相對較高;而單片機主要用于小型設備的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特點,但可移植性較差。為了適應信息產業的發展,新技術革新以及產業的專業化現代化的發展,本文針對PLC和單片機控制的優缺點和應用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統相結合的嵌入式溫度控制系統,具有系統擴展性強、可靠性高、響應速度快、體積小等特點,為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統的組成,接著設計了溫度控制系統的硬件系統,主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個部分:在對溫度控制系統的軟件部分的設計中,主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內核移植、根文件系統的定制、驅動程序的編寫和應用程序的編寫五部分進行設計。 系統功能主要是循環采集AD通道數據,上傳AD數據到服務器,接收服務器下發的控制數據包,記錄日志等。通過在線運行測試,該系統穩定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生產成本和工人的勞動強度,為安全生產提供保證。
上傳時間: 2013-04-24
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在數字化推進速度加快的大背景下,全球農業也由傳統農業向現代農業方向轉變,而實現農業信息與數字化則是現代化農業的重要標志與核心技術。我國農業具有地域分散、對象多樣、生物自身變異大、環境因子不確定等特點,也是受環境影響最明顯的領域,因此對環境與生物信息的監測顯得十分重要。同時現代無線網絡信息技術和計算機應用等技術近幾年得到了長足的發展,廣泛的應用于工業的各個領域。因此,將這些最新的技術應用于相對發展較慢的農業各領域顯得迫在眉睫。 本文根據農業對象具有偏遠、分散、易變、多樣等特點,提出了一種針對農業環境信息遠程監測的系統設計方案,并從軟件和硬件二方面詳細介紹了系統方案的設計和實現方法。本研究通過采用μC/OS-Ⅱ系統的嵌入式技術,實現了數據采集系統底層網絡與信息發布上層網絡的無縫連接為建立基于WEB的農業環境遠程監測系統奠定了基礎,同時也為農業網絡通信“最后一公里”問題的解決提供了一種解決方案。 該系統的設計充分利用了網絡技術。通過INTERNET,用戶可以隨時了解農業環境的實時情況以采取措施。系統中嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ的應用提高了系統的實時性、可靠性和可擴展性:減少了對系統硬件的依賴,增加了系統安全性;降低了成本。特別是自主開發的核心板卡,經連續的調試運行穩定、數據可靠。 本文首先介紹了高速實時數據采集系統的發展和現狀。由于傳統的設計方式的欠缺而考慮到將嵌入式操作系統引入到該系統中,很好的解決了多傳感器的接入,使得本系統具有巨大的靈活性和可擴展性。 本文以源碼開放的嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ為核心,以LPC2210微控制器為載體,充分利用GPRS無線網絡傳輸技術,實現了高速實時信息監測系統的關鍵設計。 考慮到該系統以后的可擴展性,在設計的過程中硬件部分預留了一部分接口電路以備后續開發使用;軟件的設計過程中應該注意的問題和實際操作中出現的一系列問題以及解決辦法在文中都有詳細的說明,并且軟件的基本構架在文章中也有所體現,文章結尾給出了一些系統經實驗后在WEB上發布顯示的數據。
上傳時間: 2013-05-17
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基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數控系統總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規劃算法的研究、嵌入式系統軟件的構建以及運動控制器外設驅動程序的開發,其主要工作及成果如下: 1.針對數控系統上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現了上下位機信息的高速、穩定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數控系統總體軟件架構設計。 2. 針對目前高速數控加工軌跡規劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優化規劃多段微小線段的加工速度,有效避免了頻繁的加減速給系統帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構建了適合本運動控制器系統的系統軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優化配置以及根文件系統的構建。 4.探討了Linux驅動程序開發的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發的方法。
上傳時間: 2013-07-02
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傳感器是測控系統的重要組成部分,但有些傳感器,如增量式或絕對式旋轉編碼器,因無配套的二次儀表,給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表,但價格昂貴,功能單一且功能無法擴展。為此,本課題以設計一種通用性強,功能擴展方便的測量儀表為目的,將計算機技術與嵌入式微處理器技術用于測量儀表當中,設計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括: 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎上,提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設計實現了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統在ARM7微控制器上的移植。在此基礎上,對嵌入式系統進行了一定的擴展,編寫了LCD驅動程序,調用了串口通信,A/D轉換等模塊的API函數,建立了多任務環境,使儀表兼具PWM脈寬調制功能、數據采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉編碼器實驗、轉矩轉速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構建,降低了軟件設計的復雜度,提高了系統的實時性和靈活性,縮短了開發周期。經過實驗驗證,該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數字信號。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著計算機和通信技術的飛速發展,特別是網絡的迅速普及和3C(計算機、通信、消費電子)合一的加速,微型化和專業化成為發展的新趨勢,嵌入式產品已經成為了信息產業的主流,嵌入式系統技術也成為目前電子產品設計領域最為熱門的技術之一,目前已經廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各個領域。本文在研究視頻采集發展現狀和趨勢的基礎上,設計了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統。此套硬件系統可應用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數字電視機、圖像處理、可視電話和遠程戶外圖像采集等領域。 該圖像采集系統在硬件系統上以ARM芯片S3C44BOX為核心,利用CMOS圖像傳感器采集圖像;以FIFO幀存儲器暫存圖像數據,解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題;并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優點,用CPID器件控制整個圖像采集的時序邏輯。在軟件平臺移植了嵌入式操作系統’uClinux,并在此基礎上開發了底層的驅動程序和應用程序。體積小巧,具備圖像采集、顯示和遠程傳輸功能和良好的可擴展性。 全文共分為五個章節,第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術的發展現狀,介紹了論文的研究目標和研究內容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統的總體設計方案,詳細介紹了硬件開發平臺嵌入式系統和軟件開發平臺嵌入式操作系統各自的定義和特點。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統硬件設計方面的內容,包括各個模塊的具體實現方案、系統硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設計等。第四章研究了基于uClinux平臺的幾個主要模塊的軟件設計,主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實現、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實現、以太網控制器的初始化和圖像數據傳輸程序的實現。第五章是對全文的一個總結,概括了作者所做的工作,提出所存在的不足并對后續的研究工作做了進一步的展望。
上傳時間: 2013-04-24
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