根據機械電子工程類專業測控實驗教學平臺數據采集的需要,在綜合考慮成本和性能基礎上,提出以為主處理芯片的數據采集卡設計方案。 該方案的主要特點是,使用基于ARM7TDMI內核的,工作主頻最高可達44MHz;內置高性能的ADC和DAC模塊,采樣速度最高可達1MSPS,采樣精度為12位;模擬信號輸入通道最多可達16路,模擬信號輸出通道最高可達4路;具有豐富的外設資源可以使用,GPIO口數目最高可達40個。 在設計中采用了模塊化思想,將系統分為四個功能模塊:主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出;模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調理;數字信號模塊引出32路數字I/O口,可用于需要采集數字量的場合;JTAG模塊可進行程序的調試和下載,對于數據采集卡的二次開發有很大的作用。 在本數據采集卡上,嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統的移植,成功實現了四個任務的管理。在實際應用中,工作數小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數據采集卡的串口通訊能力,利用LabVIEW程序讀取下位機串口發送的已采集到的數據,進行波形圖繪制。 為檢驗本數據采集卡的ADC和DAC精度,設計實驗利用DAC輸出波形,并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示,測量結果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB(Least Significant Bit)范圍內,表明本數據采集卡已基本實現預期設計指標。
上傳時間: 2013-04-24
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本文首先介紹了主流8位MCU(微控制器)的通用架構,通過比較分析主流國際MCU半導體供應商的MCU產品,結合作者在德國英飛凌公司的項目實踐,分析了英飛凌XC866系列8位MCU的架構特點和功能特性。在此基礎上,介紹了該MCU芯片的系統集成方法,以及組成模塊的架構和功能。 LlN協議是當前廣泛應用的車載局部互連協議,作為英飛凌XC866MCU上很關鍵的一個外圍IP,本論文在介紹了MCU架構基礎上,設計實現了LlN控制器。LIN協議是UART在數據鏈路層上的擴展,其關鍵是LlN協議數據鏈路層的檢測實現。本文給出了一種可靠,高效的協議檢測機制,從而使軟件和硬件更好配合工作完成協議檢測。在完成LlN控制器設計后,本文結合了XC866ADC的架構,介紹了ADC模擬和系統的數字接口概念和實現要點,介紹了如何考慮分析選擇合理的數字接口方案。論文最后以XC866的系統架構為基礎,提出了一種高效的基于FPGA的IP原型驗證平臺方案,并以LlN控制器作為驗證這一平臺的IP,在FPGA上成功的實現了驗證方案。論文同時介紹了從SOC設計向FPGA原型驗證轉換時的處理方法及工程經驗,介紹了MCU及驗證平臺的測試平臺思想,以及基于FPGA原型和邏輯分析儀實時測試的MCU固件代碼覆蓋率測試方法。 目前8位MCU在中低端的應用越來越廣泛,特別是目前發展迅速的汽車電子和消費電子領域。因此對MCU架構的不斷研究和提高,對更多面向應用領域的IP的研究和設計,以及如何更快速的實現芯片驗證將極大的推動MCU在各個領域的應用和推廣,將產生極大的經濟和應用價值。
上傳時間: 2013-07-14
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近年來,隨著控制系統規模的擴大和總線技術的發展,對數據采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前,很多設備需要實現從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時,隨著以太網技術的發展和普及,這些設備的串行數據需要通過網絡進行傳輸,因而有必要尋求一種解決方案,以實現技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協議的以太網通信進行研究和分析,在此基礎上,設計一個嵌入式系統一基于APM處理器的多路串行通信與以太網通信系統,來實現F8-DCS系統中多路串口數據采集和以太網之間的數據傳輸。主要作了如下工作:首先,分析了當前串行通信的應用現狀和以太網技術的發展動態,通過比較傳統的多路串口通信系統的優缺點,設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術,并結合F8-DCS系統數據量大和實時性高的特點,對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后,根據課題的實際需求,對系統進行總體設計和功能模塊劃分,并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網通信接口以及二者之間的數據傳輸接口的電路設計。在軟件設計上,對系統的啟動代碼、串行通信協議、串口驅動以及多串口與網口間雙向數據傳輸等進行了詳細的論述。最后,將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統I/O通訊網絡的測試與分析,達到了設計要求。
上傳時間: 2013-07-31
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本文首先在介紹多用戶檢測技術的原理以及系統模型的基礎上,對比分析了幾種多用戶檢測算法的性能,給出了算法選擇的依據。為了同時克服多址干擾和多徑干擾,給出了融合多用戶檢測與分集合并技術的接收機結構。 接著,針對WCDMA反向鏈路信道結構,介紹了擴頻使用的OVSF碼和擾碼,分析了擾碼的延時自相關特性和互相關特性,指出了存在多址干擾和多徑干擾的根源。在此基礎上,給出了解相關檢測器的數學公式推導和結構框圖,并仿真研究了用戶數、擴頻比、信道估計精度等參數對系統性能的影響。 常規的干擾抵消是基于chip級上的抵消,需要對用戶信號重構,因此具有較高的復雜度。在解相關檢測器的基礎上,衍生出符號級上的干擾抵消。通過仿真,給出了算法中涉及的干擾抑制控制權值、干擾抵消級數等參數的最佳取值,并進行了算法性能比較。仿真結果驗證了該算法的有效性。 最后,介紹了WCDMA系統移動臺解復用技術的硬件實現,在FPGA平臺上分別實現了與基站和安捷倫8960儀表的互聯互通。
上傳時間: 2013-07-29
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隨著電信數據傳輸對速率和帶寬的要求變得越來越迫切,原有建成的網絡是基于話音傳輸業務的網絡,已不能適應當前的需求.而建設新的寬帶網絡需要相當大的投資且建設工期長,無法滿足特定客戶對高速數據傳輸的近期需求.反向復用技術是把一個單一的高速數據流在發送端拆散并放在兩個或者多個低速數據鏈路上進行傳輸,在接收端再還原為高速數據流.該文提出一種基于FPGA的多路E1反向復用傳輸芯片的設計方案,使用四個E1構成高速數據的透明傳輸通道,支持E1線路間最大相對延遲64ms,通過鏈路容量調整機制,可以動態添加或刪除某條E1鏈路,實現靈活、高效的利用現有網絡實現視頻、數據等高速數據的傳輸,能夠節省帶寬資源,降低成本,滿足客戶的需求.系統分為發送和接收兩部分.發送電路實現四路E1的成幀操作,數據拆分采用線路循環與幀間插相結合的方法,A路插滿一幀(30時隙)后,轉入B路E1間插數據,依此類推,循環間插所有的數據.接收電路進行HDB3解碼,幀同步定位(子幀同步和復幀同步),線路延遲判斷,FIFO和SDRAM實現多路數據的對齊,最后按照約定的高速數據流的幀格式輸出數據.整個數字電路采用Verilog硬件描述語言設計,通過前仿真和后仿真的驗證.以30萬門的FPGA器件作為硬件實現,經過綜合和布線,特別是寫約束和增量布線手動調整電路的布局,降低關鍵路徑延時,最終滿足設計要求.
上傳時間: 2013-07-16
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介紹了一種高速、高性能的單片機C8051F330,該單片機內部集成了眾多的功能部件,是真正的混合信號在片系統。本文對單片機的功能和特點做了詳細的介紹,并以一個實際的多路溫濕度測控系統為例,給出
上傳時間: 2013-07-28
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第三代移動通信系統及技術是目前通信領域的研究熱點。本系統采用了第三代移動通信系統的部分關鍵技術,采用直接序列擴頻方式實現多路寬帶信號的碼分復用傳輸。在系統設計中,我們綜合考慮了系統性能要求,功能實現復雜度與系統資源利用率,選擇了并行導頻體制、串行滑動相關捕獲方式、延遲鎖相環跟蹤機制、導頻信道估計方案和相干解擴方式,并在Quartus軟件平臺上采用VHDL語言,在FPGA芯片CycloneEP1C12Q240C8上完成了系統設計。通過對硬件測試板的測試表明文中介紹的方案和設計方法是可行和有效的。并在測試的基礎上對系統提出了改進意見。
上傳時間: 2013-06-27
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4路無線遙控開關電路圖與工作原理,省得再去尋找,現成照做就ok。
上傳時間: 2013-06-13
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數字射頻存儲器(Digital Radio FreqlJencyr:Memory DRFM)具有對射頻信號和微波信號的存儲、處理及傳輸能力,已成為現代雷達系統的重要部件。現代雷達普遍采用了諸如脈沖壓縮、相位編碼等更為復雜的信號處理技術,DRFM由于具有處理這些相干波形的能力,被越來越廣泛地應用于電子對抗領域作為射頻頻率源。目前,國內外對DRFM技術的研究還處于起步階段,DRFM部件在采樣率、采樣精度及存儲容量等方面,還不能滿足現代雷達信號處理的要求。 本文介紹了DRFM的量化類型、基本組成及其工作原理,在現有的研究基礎上提出了一種便于工程實現的設計方法,給出了基于現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array FPGA)實現的幅度量化DRFM設計方案。本方案的采樣率為1 GHz、采樣精度12位,具體實現是采用4個采樣率為250 MHz的ADC并行交替等效時間采樣以達到1 GHz的采樣率。單通道內采用數字正交采樣技術進行相干檢波,用于保存信號復包絡的所有信息。利用FPGA器件實現DRFM的控制器和多路采樣數據緩沖器,采用硬件描述語言(Very High Speed}lardware Description Language VHDL)實現了DRFM電路的FPGA設計和功能仿真、時序分析。方案中采用了大量的低壓差分信號(Low Voltage Differential Signaling LVDS)邏輯的芯片,從而大大降低了系統的功耗,提高了系統工作的可靠性。本文最后對采用的數字信號處理算法進行了仿真,仿真結果證明了設計方案的可行性。 本文提出的基于FPGA的多通道DRFM系統與基于專用FIFO存儲器的DRFM相比,具有更高的性能指標和優越性。
上傳時間: 2013-06-01
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軟件無線電是無線通信領域繼固定到移動、模擬到數字之后的第三次革命,是目前乃至未來的無線電領域的技術發展方向,它在提高系統靈活性上有無可比擬的優勢,是實現未來無線通信系統的有效手段。擴頻通信具有卓越的抗干擾和保密性能。擴頻通信相對于傳統的窄帶通信,在頻譜利用率上也有明顯的優勢,是未來無線通信系統中的關鍵技術,直接序列擴頻則是其中在民用領域使用最多的一種擴頻技術。FPGA在分布式計算、并行處理、流水線結構上有獨特的優勢,自然成為設計擴頻軟件無線電系統的首選技術之一。 首先介紹了軟件無線電的理論基礎,并分析了它的硬件結構和技術關鍵。軟件無線電的關鍵思路在于構建一個通用的強大的硬件平臺,這也正是本課題的主要工作之一。而后,重點介紹了直序擴頻的理論基礎。對于發射機,其中最關鍵的是尋找一種相關特性卓越的偽隨機序列,本課題主要對m序列、OVSF碼和Gold碼進行了深入研究。最后,詳述了基于DDFS的數字調制技術和FPGA技術。 基于以上理論基礎研究,根據軟件無線電硬件結構,開發了基于Altera公司Cyclone系列FPGA的硬件平臺。該平臺具有210Mbps的高速DAC,并配有串口、USB接口、音頻CODEC輸入輸出通道、以及LVDS擴展口和SDRAM,考慮到通用性,設計中加入了足以開發出接收機的兩路40Mbps的高速ADC。FPGA的代碼開發也是核心內容,本課題編寫了大量相應的代碼,包括加擴模塊(含偽隨機序列發生器)、基于DDFS的數字調制模塊以及串口通信模塊、LCD驅動模塊,SDRAM Controller、ADC驅動模塊,并編寫了相應的測試代碼。整個系統測試通過。關于硬件平臺設計和代碼開發,在本文第三章和第四章詳細介紹。 總體說來,本課題基于現有的理論發展,在充分理解相關理論的前提下,將主要經歷集中于具體應用的研究與開發,并取得了一定的成果。
上傳時間: 2013-06-27
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