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高速AD轉(zhuǎn)(zhuǎn)換器

  • 基于ARMDSP架構(gòu)的太陽能光伏智能并網(wǎng)逆變器.rar

    隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”,目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計工作。本文主要研究內(nèi)容有: @@ 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點,進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設(shè)計算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設(shè)計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進(jìn)行實驗結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設(shè)計方案所應(yīng)完成的各項功能,樣機的性能比較理想。 @@關(guān)鍵詞:太陽能光伏;并網(wǎng)逆變器;SPWM; DSP; ARM

    標(biāo)簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏

    上傳時間: 2013-07-02

    上傳用戶:windwolf2000

  • 工業(yè)變頻器高性能調(diào)制算法的研究.rar

    變頻器在各行各業(yè)中的各種設(shè)備上迅速普及應(yīng)用,已成為當(dāng)今節(jié)電、改造傳統(tǒng)工業(yè)、改善工藝流程、提高生產(chǎn)過程自動化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及推動技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一,是國民經(jīng)濟(jì)和生活中普遍需要的新技術(shù)。但是現(xiàn)有變頻器的調(diào)制算法尚存在一些缺點,如開關(guān)損耗大和共模電流大等,因此有必要研究和設(shè)計高性能調(diào)制算法的變頻控制器。鑒于此,開展了以下工業(yè)變頻器高性能調(diào)制算法為對象的研究內(nèi)容: 在闡述了工業(yè)變頻器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、調(diào)制算法、調(diào)速算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)學(xué)模型,分析了共模電壓產(chǎn)生的原理、共模電流其影響和危害,給出了共模電壓和共模電流的關(guān)系??偨Y(jié)其他的抑制共模電壓的方案基礎(chǔ)上,提出一種新的共模電壓抑制SVPWM;還闡述了死區(qū)產(chǎn)生的原因及其影響,以及死區(qū)補償?shù)脑聿⑸鲜鰞蓚€調(diào)制算法利用MATLAB/SIMULINK軟件對該系統(tǒng)給予了全面的仿真分析。 變頻器硬件部分設(shè)計包括整流濾波電路、逆變器功率電路、上電保護(hù)電路、DSP控制系統(tǒng)及其外圍電路、IGBT驅(qū)動及保護(hù)電路以及反激式開關(guān)電源,對于傳感器檢測濾波電路的具體電路參數(shù)設(shè)計,是在PSPICE上仿真基礎(chǔ)上得出。并在考慮成本、EMC、效率等因素后考慮完成了所有硬件相關(guān)的原理圖繪制和PCB繪制; 變頻器軟件部分設(shè)計包括主程序、鍵盤掃描程序、系統(tǒng)狀態(tài)處理程序、PWM發(fā)送中斷程序、電機啟動函數(shù)、電壓調(diào)整程序、AD采樣中斷程序以及故障保護(hù)中斷程序。在實現(xiàn)一般SVPWM的基礎(chǔ)上,根據(jù)之前理論和仿真得到的共模電壓抑制SVPWM、以及死區(qū)補償算法,將這兩個對SVPWM進(jìn)行改進(jìn)的調(diào)制算法在硬件平臺上實現(xiàn)。 在硬件電路完成設(shè)計的各個階段,逐漸編制相應(yīng)的控制程序,并進(jìn)行調(diào)試,并完成整個程序的編制和調(diào)試。此外,還調(diào)試了系統(tǒng)所需的反激式開關(guān)電源。整個系統(tǒng)調(diào)試中遇到了很多問題,如鍵盤消除抖動問題、共模電壓抑制SVPWM出現(xiàn)的直通現(xiàn)象等。最終完成了工業(yè)變頻器樣機,并且采用的是文章中研究的調(diào)制算法,效果良好,達(dá)到設(shè)計的目的; 提出了一種將有源功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)引用到串級調(diào)速中來提高定子側(cè)功率因數(shù)的新方法。通過建立電動機折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的等值電路,重點分析了有源PFC技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)串級調(diào)速系統(tǒng)中的不控整流橋后,系統(tǒng)可以等效為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。得到了等效串電阻的計算公式和變化趨勢,對電動機功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩脈動也進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)能夠比傳統(tǒng)串級調(diào)速時有所提升。鑒于電動機轉(zhuǎn)子側(cè)電勢頻率非常低,分析了有源PFC的具體實現(xiàn)的特殊考慮和參數(shù)選取方法,并基于對稱平衡的Scott變壓器和兩個單相有源PFC電路實現(xiàn)了繞線電動機轉(zhuǎn)子側(cè)的三相有源低頻PFC,得到超低紋波的直流輸出電壓。利用MATLAB建立了完整的仿真平臺,所得結(jié)果驗證了理論分析的正確性。

    標(biāo)簽: 工業(yè) 變頻器 性能

    上傳時間: 2013-07-09

    上傳用戶:qq442012091

  • 牽引逆變器分段同步調(diào)制算法及切換沖擊抑制的研究.rar

    現(xiàn)如今,逆變器的脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)作為一種最常見的調(diào)制方式在交流傳動系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。采用PWM調(diào)制技術(shù)的最終目的在于追求逆變器輸出電壓、電流波形更接近正弦從而進(jìn)一步控制負(fù)載電機的磁通正弦化。為了達(dá)到這些目的,很多種基于PWM原理的調(diào)制方法被相繼提出并應(yīng)用。 在鐵道牽引調(diào)速系統(tǒng)中,逆變裝置具有調(diào)速范圍寬,輸出頻率變化快等特點,而逆變器本身器件的開關(guān)頻率又不是很高。這種情況下,分段同步調(diào)制模式的使用有效地改善了變頻器的輸出,達(dá)到了減少諧波的目的。本文圍繞分段同步調(diào)制在交流牽引傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究,主要目的在于解決該調(diào)制模式應(yīng)用中存在的切換點選擇、切換震蕩沖擊等問題。文章詳細(xì)討論了分段調(diào)制模式下載波比和載波比切換點選取的原則,重點分析了分段同步調(diào)制模式下載波比切換點沖擊電壓的產(chǎn)生原因和危害,提出了改善電壓電流沖擊的方法,并在搭建的實驗平臺上驗證了理論分析的正確性。此外,本文還對列車高速時載波比極低的極限情況下分段同步調(diào)制對變頻器輸出交流電壓和直流回流電流諧波的改善情況進(jìn)行了理論推導(dǎo)和仿真分析。 論文搭建了用于調(diào)制實驗的3.7kW小功率電機實驗平臺,在開環(huán)的VVVF調(diào)速系統(tǒng)中進(jìn)行了分段同步調(diào)制載波比切換實驗;在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了分段同步調(diào)制模式下的電機牽引模型,進(jìn)行了分段同步調(diào)制載波比切換仿真;實驗和仿真結(jié)果表明,文章所提出的方法很好地完成了分段同步算法且有效抑制了可能發(fā)生的沖擊,所得結(jié)果驗證了理論分析的正確性。

    標(biāo)簽: 牽引逆變器 分段 調(diào)制

    上傳時間: 2013-08-04

    上傳用戶:hphh

  • 輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)組合變換器控制策略的研究.rar

    近些年來,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力電子系統(tǒng)集成受到越來越多的關(guān)注,其中標(biāo)準(zhǔn)化模塊的串并聯(lián)技術(shù)成為研究熱點之一。輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)型(Input-Parallel and Output-Series,IPOS)組合變換器適用于大功率高輸出電壓的場合。 要保證IPOS組合變換器正常工作,必須保證其各模塊的輸出電壓均衡。本文首先揭示了IPOS組合變換器中每個模塊輸入電流均分和輸出電壓均分之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上提出一種輸出均壓控制方案,該方案對系統(tǒng)輸出電壓調(diào)節(jié)沒有影響。選擇移相控制全橋(Full-Bridge,F(xiàn)B)變換器作為基本模塊,對n個全橋模塊組成的IPOS組合變換器建立小信號數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出采用輸出均壓控制方案的IPOS-FB系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,該模型證明各模塊輸出均壓閉環(huán)不影響系統(tǒng)輸出電壓閉環(huán)的調(diào)節(jié),給出了模塊輸出均壓閉環(huán)和系統(tǒng)輸出電壓閉環(huán)的補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計。對于IPOS組合變換器,采用交錯控制,由于電流紋波抵消效應(yīng),輸入濾波電容容量可大大減??;由于電壓紋波抵消作用,在相同的系統(tǒng)輸出電壓紋波下,各模塊的輸出濾波電容可大大減小,由此可以提高變換器的功率密度。 根據(jù)所提出的輸出均壓控制策略,在實驗室研制了一臺由兩個1kW全橋模塊組成的IPOS-FB原理樣機,每個模塊輸入電壓為270V,輸出電壓為180V。并進(jìn)行了仿真和實驗驗證,結(jié)果均表明本控制方案是正確有效的。

    標(biāo)簽: 輸入 并聯(lián) 串聯(lián)

    上傳時間: 2013-06-17

    上傳用戶:cwyd0822

  • 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器的DSP控制系統(tǒng)研究.rar

    風(fēng)能作為一種清潔可再生能源,發(fā)展迅速,已經(jīng)成為世界新能源最主要的發(fā)展方向之一。本文以863計劃項目"MW級風(fēng)力發(fā)電機組電控系統(tǒng)研制"為研究背景,介紹了1.2MW永磁同步電機變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),研究了變流系統(tǒng)中逆變器的控制方法。 本文首先對風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行了概述,介紹了我國和世界風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r以及技術(shù)發(fā)展趨勢。當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電技術(shù),大功率直驅(qū)化和雙饋是兩個發(fā)展方向,本課題1.2MW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)就是采用了永磁同步電機加交直交變流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式,中間省去了齒輪箱,減少了維護(hù),具有較好的發(fā)展前景。 論文第二章首先對風(fēng)輪機葉片的空氣動力特性進(jìn)行了分析,介紹了不同風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機的控制策略。就直驅(qū)技術(shù)與變速箱/感應(yīng)電機技術(shù)--目前風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域變速恒頻技術(shù)的兩大發(fā)展方向作了較為詳細(xì)的介紹分析。 在變流系統(tǒng)中,逆變并網(wǎng)是重要的環(huán)節(jié),起到了將電能傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的作用。文章中重點分析了三相并網(wǎng)逆變器的主電路結(jié)構(gòu)、原理和工作方法,并進(jìn)行了理論推導(dǎo)和公式說明。 本文對1.2MW永磁同步電機變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主電路參數(shù)的選擇作了理論推導(dǎo)和計算,包括主電路直流側(cè)電容,網(wǎng)側(cè)電感,三重化升壓電感,網(wǎng)側(cè)濾波電容等,還確定了斬波和逆變部分所采用的開關(guān)管和六相整流所采用的二極管,并在額定正常工作情況下,分別計算斬波和逆變部分開關(guān)管的損耗和開關(guān)管的結(jié)溫。 本課題采用瞬時電流法對并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制。在實驗中上確定了電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的PI參數(shù),順利完成了閉環(huán)控制實驗。 文中采用DSP2407高速集成控制芯片是控制的核心,并根據(jù)控制流程圖對其控制進(jìn)行了軟硬件設(shè)計,實現(xiàn)了控制板上的信號采集、運算、故障檢測、電路驅(qū)動等功能。并進(jìn)行了小功率試驗,得到了較好的電壓電流波形,并對波形進(jìn)行了詳細(xì)分析,驗證了本文采用方法的正確性。

    標(biāo)簽: DSP 風(fēng)力發(fā)電 并網(wǎng)逆變器

    上傳時間: 2013-07-06

    上傳用戶:wangdean1101

  • 基于DSP的自適應(yīng)噪聲抵消器設(shè)計.rar

    本文的目的在于設(shè)計一個自適應(yīng)噪音抵消系統(tǒng),使其能消除含噪語音信號中的背景噪音,達(dá)到提高語音信號質(zhì)量的目的.主要工作分為兩大部分.本文在第一部分介紹了自適應(yīng)數(shù)字濾波器的基本理論思想,具體闡述了自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)基本原理,并對自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)的指標(biāo)、抵消性能進(jìn)行了計算分析.自適應(yīng)濾波器的算法是整個系統(tǒng)的核心,在第一部分中,對兩種最基本的自適應(yīng)算法,進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析,并針對兩種算法的優(yōu)缺點進(jìn)行了詳細(xì)的比較.這一部分中最關(guān)鍵的是對設(shè)計的噪聲抵消系統(tǒng)進(jìn)行計算機仿真,驗證系統(tǒng)設(shè)計的合理性和算法的正確性.通過對自適應(yīng)噪聲抵消器的MATLAB仿真及對仿真圖形的分析,驗證了系統(tǒng)設(shè)計和自適應(yīng)算法的可行性.第二部分主要完成自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件編程.在第一部分計算機仿真分析的基礎(chǔ)上,利用高速信號處理芯片DSP(TMS320LF2407)設(shè)計了一個噪聲干擾抵消系統(tǒng),在高速信號處理芯片(TMS320LF2407)上開發(fā)實現(xiàn)了自適應(yīng)LMS算法.

    標(biāo)簽: DSP

    上傳時間: 2013-06-28

    上傳用戶:zklh8989

  • 基于ARMDSP架構(gòu)的太陽能光伏智能并網(wǎng)逆變器.rar

    隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”,目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計工作。本文主要研究內(nèi)容有: @@ 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點,進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設(shè)計算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng),并設(shè)計了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設(shè)計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導(dǎo)法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結(jié)合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進(jìn)行實驗結(jié)果分析。結(jié)果顯示:該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設(shè)計方案所應(yīng)完成的各項功能,樣機的性能比較理想。 @@關(guān)鍵詞:太陽能光伏;并網(wǎng)逆變器;SPWM; DSP; ARM

    標(biāo)簽: ARMDSP 架構(gòu) 太陽能光伏

    上傳時間: 2013-07-09

    上傳用戶:趙安qw

  • 基于USB2.0FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計.rar

    隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,人們對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的速度、精度、易操作性以及實時性的要求也在不斷地提高。通用串行總線USB作為一種新型的微機總線接口規(guī)范,以其使用方便、易于擴展、速度快等優(yōu)點而被廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。現(xiàn)場可編程門陣列最大的特點是結(jié)構(gòu)靈活,開發(fā)周期較短,適合于實時信號處理,已被廣泛應(yīng)用于通信、數(shù)據(jù)采集、圖像處理等諸多領(lǐng)域。 @@ 本文充分利用USB和FPGA的上述優(yōu)點,設(shè)計了一種基于USB2.0技術(shù)和FPGA技術(shù)相結(jié)合的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 @@ 首先,對數(shù)據(jù)采集基本理論及系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了簡單地介紹。 @@ 其次,對以ADC轉(zhuǎn)換器(TLC5510)、FPGA芯片(EP1C6Q240C8)為控制器和USB接口芯片(CY7C68013A-56,簡稱FX2)為主的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計和分析,并在此設(shè)計的基礎(chǔ)上給出相應(yīng)的原理圖、PCB。硬件設(shè)計主要包括FPGA與ADC和FX2之間的接口電路設(shè)計以及硬件邏輯設(shè)計。 @@ 再次,根據(jù)系統(tǒng)需求,對系統(tǒng)軟件部分進(jìn)行了設(shè)計,分三部分:一是為滿足FX2在USB上的最大傳輸速率而編寫的固件程序;二是在PC機中的WindowsXP系統(tǒng)下利用GPD編寫USB設(shè)備驅(qū)動程序;三是充分了解FX2的主要功能特點,并編寫出應(yīng)用程序。 @@ 最后,對系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了調(diào)試,給出了調(diào)試結(jié)果和分析,對出現(xiàn)的問題給出了解決方案。結(jié)果表明,系統(tǒng)符合設(shè)計要求。 @@關(guān)鍵詞:USB2.0;FPGA;SOPC;數(shù)據(jù)采集;固件;

    標(biāo)簽: FPGA USB 2.0

    上傳時間: 2013-06-21

    上傳用戶:cath

  • 基于FPGA的通用異步收發(fā)器的設(shè)計.rar

    通用異步收發(fā)器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)是一種能同時支持短距離和長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇型ㄐ沤涌冢粡V泛應(yīng)用于微機和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換。像8251、NS8250、NS16550等都是常用的UART芯片,但是這些專用的串行接口芯片的缺點是數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢,難以滿足高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊希匾木褪撬鼈兌季哂胁豢梢浦残裕虼艘眠@些芯片來實現(xiàn)PC機和FPGA芯片之間的通信,勢必會增加接口連線的復(fù)雜程度以及降低整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。 本課題就是針對UART的特點以及FPGA設(shè)計具有可移植性的優(yōu)勢,提出了一種基于FPGA芯片的嵌入式UART設(shè)計方法,其中主要包括狀態(tài)機的描述形式以及自頂向下的設(shè)計方法,利用硬件描述語言來編制UART的各個子功能模塊以及頂層模塊,之后將其集成到FPGA芯片的內(nèi)部,這樣不僅能解決傳統(tǒng)UART芯片的缺點而且同時也使整個系統(tǒng)變得更加具有緊湊性以及可靠性。 本課題所設(shè)計的LIART支持標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C傳輸協(xié)議,主要設(shè)計有發(fā)送模塊、接收模塊、線路控制與中斷仲裁模塊、Modem控制模塊以及兩個獨立的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)FIFO模塊。該模塊具有可變的波特率、數(shù)據(jù)幀長度以及奇偶校驗方式,還有多種中斷源、中斷優(yōu)先級、較強的抗干擾數(shù)據(jù)接收能力以及芯片內(nèi)部自診斷的能力,模塊內(nèi)分開的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器能實現(xiàn)全雙工通信。除此之外最重要的是利用IP模塊復(fù)用技術(shù)設(shè)計數(shù)據(jù)緩沖區(qū)FIFO,采用兩種可選擇的數(shù)據(jù)緩沖模式。這樣既可以應(yīng)用于高速的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境,也能適合低速的數(shù)據(jù)傳輸場合,因此可以達(dá)到資源利用的最大化。 在具體的設(shè)計過程中,利用Synplify Pro綜合工具、ModelSim仿真工具、ISE集成的軟件開發(fā)環(huán)境中對各個功能模塊進(jìn)行綜合優(yōu)化、仿真驗證以及下載實現(xiàn)。各項數(shù)據(jù)結(jié)果表明,本課題中所設(shè)計的UART滿足預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。

    標(biāo)簽: FPGA 異步收發(fā)器

    上傳時間: 2013-08-02

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  • 基于FPGA的Viterbi譯碼器設(shè)計與實現(xiàn).rar

    卷積碼是廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、無線通信等多種通信系統(tǒng)的信道編碼方式。Viterbi算法是卷積碼的最大似然譯碼算法,該算法譯碼性能好、速度快,并且硬件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較簡單,是最佳的卷積碼譯碼算法。隨著可編程邏輯技術(shù)的不斷發(fā)展,使用FPGA實現(xiàn)Viterbi譯碼器的設(shè)計方法逐漸成為主流。不同通信系統(tǒng)所選用的卷積碼不同,因此設(shè)計可重配置的Viterbi譯碼器,使其能夠滿足多種通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求,具有很重要的現(xiàn)實意義。 本文設(shè)計了基于FPGA的高速Viterbi譯碼器。在對Viterbi譯碼算法深入研究的基礎(chǔ)上,重點研究了Viterbi譯碼器核心組成模塊的電路實現(xiàn)算法。本設(shè)計中分支度量計算模塊采用只計算可能的分支度量值的方法,節(jié)省了資源;加比選模塊使用全并行結(jié)構(gòu)保證處理速度;幸存路徑管理模塊使用3指針偶算法的流水線結(jié)構(gòu),大大提高了譯碼速度。在Xilinx ISE8.2i環(huán)境下,用VHDL硬件描述語言編寫程序,實現(xiàn)(2,1,7)卷積碼的Viterbi譯碼器。在(2,1,7)卷積碼譯碼器基礎(chǔ)上,擴展了Viterbi譯碼器的通用性,使其能夠?qū)Σ煌木矸e碼譯碼。譯碼器根據(jù)不同的工作模式,可以對(2,1,7)、(2,1,9)、(3,1,7)和(3,1,9)四種廣泛運用的卷積碼譯碼,并且可以修改譯碼深度等改變譯碼器性能的參數(shù)。 本文用Simulink搭建編譯碼系統(tǒng)的通信鏈路,生成測試Viterbi譯碼器所需的軟判決輸入。使用ModelSim SE6.0對各種模式的譯碼器進(jìn)行全面仿真驗證,Xilinx ISE8.2i時序分析報告表明譯碼器布局布線后最高譯碼速度可達(dá)200MHz。在FPGA和DSP組成的硬件平臺上進(jìn)一步測試譯碼器,譯碼器運行穩(wěn)定可靠。最后,使用Simulink產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對本文設(shè)計的Viterbi譯碼器的譯碼性能進(jìn)行了分析,仿真結(jié)果表明,在同等條件下,本文設(shè)計的Viterbi譯碼器與Simulink中的Viterbi譯碼器模塊的譯碼性能相當(dāng)。

    標(biāo)簽: Viterbi FPGA 譯碼器

    上傳時間: 2013-06-24

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