在圖像處理、航空航天、遙感測(cè)量、現(xiàn)代電子測(cè)試等很多領(lǐng)域，要求測(cè)試儀器設(shè)備能及時(shí)保存原始測(cè)試數(shù)據(jù)，用于事后數(shù)據(jù)分析和處理。同時(shí)前端探測(cè)器性能的提高，對(duì)于各種系統(tǒng)存儲(chǔ)容量、體積、造價(jià)、穩(wěn)定性等都提出了更高的要求。因此研制性能可靠、體積小、低成本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)是十分必要的。 本文提出基于ARM嵌入式處理器+FPGA結(jié)構(gòu)的高速信號(hào)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案。進(jìn)行了信號(hào)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是高性能、低成本、體積小。 文中利用了ARM處理器和FPGA可編程邏輯器件的特點(diǎn)，進(jìn)行了基于本方案的硬件設(shè)計(jì)，：FPGA軟件設(shè)計(jì)。敘述了PCB設(shè)計(jì)以及調(diào)試過(guò)程中需注意的問(wèn)題。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以ARM和FPGA為平臺(tái)，ARM處理器采用了Samsung公司的S3C2410，F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP2C8。硬件設(shè)計(jì)圍繞著核心芯片，進(jìn)行了電源設(shè)計(jì)和ARM和FPGA外圍電路設(shè)計(jì)。 ARM處理器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的控制；FPGA作為協(xié)處理器實(shí)現(xiàn)了FIFO，一些接口、時(shí)序控制等，協(xié)助ARM采集數(shù)據(jù)。在FPGA中實(shí)現(xiàn)硬件電路簡(jiǎn)化了外圍電路，使得設(shè)計(jì)靈活，開發(fā)調(diào)試方便，也提高了系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)采用的是Linux，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。接著進(jìn)行了Linux平臺(tái)上基于Qt的用戶界面應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 最后分析了系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果，并指出存在的問(wèn)題和改進(jìn)方法。
標(biāo)簽： ARMFPGA 高速信號(hào) 采集 存儲(chǔ)
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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本文研究基于ARM與FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)。論文完成了ARM+FPGA結(jié)構(gòu)的共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了ARMLinux系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括觸摸屏控制、LCD顯示、正弦插值算法設(shè)計(jì)以及各種顯示算法設(shè)計(jì)等。同時(shí)進(jìn)行了信號(hào)的高速采集和處理的實(shí)際測(cè)試，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。 論文分別從軟件和硬件兩方面入手，闡述了基于ARM處理器和FPGA芯片的高速數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，以及基于ARMLinux操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 硬件方面，在FPGA平臺(tái)上，我們首先利用乒乓操作的方式將一路高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率為原來(lái)頻率1/4的4路低速數(shù)據(jù)信號(hào)，再將這四路數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到4個(gè)FIFO中，然后再對(duì)這4個(gè)FIFO中的數(shù)據(jù)拼接并存儲(chǔ)在FPGA片上的雙端口雙時(shí)鐘RAM中，最后將FPGA的雙端口雙時(shí)鐘RAM掛載到ARM系統(tǒng)的總線上，實(shí)現(xiàn)了ARM和FPGA共享存儲(chǔ)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使ARM處理器可以直接讀取這個(gè)雙端口雙時(shí)鐘的RAM中的數(shù)據(jù)，從而大大提高了數(shù)據(jù)采集與處理的效率。在采樣頻率控制電路設(shè)計(jì)方面，我們通過(guò)使FIFO的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)鐘降低為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1/n實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集頻率降為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的1/n，從而實(shí)現(xiàn)了由FPGA控制的可變頻率的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 軟件方面，為了更有效地管理和拓展系統(tǒng)功能，我們移植了ARMLinux操作系統(tǒng)，并在S3C2410平臺(tái)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、LCD驅(qū)動(dòng)程序移植、自定義的FPGA模塊驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、LCD顯示程序設(shè)計(jì)、多線程的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。應(yīng)用程序能夠控制FPGA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作。 在前端采樣頻率為125MHz情況下，系統(tǒng)可以正常工作。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)頻率在5MHz以下的信號(hào)波形的直接顯示；對(duì)5MHz至40MHz的信號(hào)，使用正弦插值算法進(jìn)行處理，顯示效果良好。同時(shí)這種硬件結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展性強(qiáng)，可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)8路甚至16路緩沖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以使系統(tǒng)支持更高的采樣頻率。
標(biāo)簽： FPGA ARM 高速數(shù)據(jù) 采集
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 本文介紹了基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是模擬域與數(shù)字域之間必不可少的紐帶，它的存在具有著非常重要的作用。
標(biāo)簽： 多路數(shù)據(jù)采集
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導(dǎo)彈過(guò)載模擬試車臺(tái)的各種參數(shù),來(lái)評(píng)價(jià)導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中的性能，由于試車臺(tái)是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設(shè)備要求高，如果遇到設(shè)備故障或設(shè)備事故，其損失相當(dāng)巨大，保證設(shè)備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是FPGA技術(shù)在數(shù)據(jù)采集器中可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應(yīng)性，并且可以將整個(gè)PCM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可編程序系統(tǒng)，用戶只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測(cè)路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標(biāo)度等均可改變以適應(yīng)任何場(chǎng)合。并且采用合理的糾錯(cuò)和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過(guò)對(duì)PCM通信的特點(diǎn)研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個(gè)模塊的具體建模與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，采用VHDL實(shí)現(xiàn)了數(shù)字復(fù)接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設(shè)計(jì)。采用基于NiosII實(shí)現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。 測(cè)試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCM信號(hào)的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強(qiáng)的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯(cuò)可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。
標(biāo)簽： FPGA PCM 通信實(shí)現(xiàn) 多路
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和3C(計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子)合一的加速，微型化和專業(yè)化成為發(fā)展的新趨勢(shì)，嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為了信息產(chǎn)業(yè)的主流，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也成為目前電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事國(guó)防、消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。本文在研究視頻采集發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統(tǒng)。此套硬件系統(tǒng)可應(yīng)用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數(shù)字電視機(jī)、圖像處理、可視電話和遠(yuǎn)程戶外圖像采集等領(lǐng)域。 該圖像采集系統(tǒng)在硬件系統(tǒng)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(chǔ)器暫存圖像數(shù)據(jù)，解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問(wèn)題；并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)，用CPID器件控制整個(gè)圖像采集的時(shí)序邏輯。在軟件平臺(tái)移植了嵌入式操作系統(tǒng)’uClinux,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了底層的驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序。體積小巧，具備圖像采集、顯示和遠(yuǎn)程傳輸功能和良好的可擴(kuò)展性。 全文共分為五個(gè)章節(jié)，第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了論文的研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)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(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)介紹了硬件開發(fā)平臺(tái)嵌入式系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺(tái)嵌入式操作系統(tǒng)各自的定義和特點(diǎn)。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，包括各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)方案、系統(tǒng)硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設(shè)計(jì)等。第四章研究了基于uClinux平臺(tái)的幾個(gè)主要模塊的軟件設(shè)計(jì)，主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實(shí)現(xiàn)、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實(shí)現(xiàn)、以太網(wǎng)控制器的初始化和圖像數(shù)據(jù)傳輸程序的實(shí)現(xiàn)。第五章是對(duì)全文的一個(gè)總結(jié)，概括了作者所做的工作，提出所存在的不足并對(duì)后續(xù)的研究工作做了進(jìn)一步的展望。
標(biāo)簽： ARM 圖像采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，充分結(jié)合兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端正在不斷地被研究和開發(fā)。本文即是此背景下，綜合以往遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集智能終端予以研究和實(shí)現(xiàn)，該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過(guò)RS232或A/D模塊采集用戶終端設(shè)備數(shù)據(jù)信息；在GPRS接入方式下使用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)終端通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，在INTERNET接入方式下則直接接入互聯(lián)網(wǎng)；接入后則可向遠(yuǎn)程控制中心上傳用戶終端據(jù)信息。本文研制的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端可廣泛地應(yīng)用包括環(huán)保數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集場(chǎng)合。 本文主要做了以下研究工作： 1、對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展，對(duì)S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源。包括外圍存儲(chǔ)、LCD、鍵盤、以太網(wǎng)卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運(yùn)用多任務(wù)操作系統(tǒng)可以有效的組織并行任務(wù)的處理，本文對(duì)μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)進(jìn)行了移植，對(duì)原有μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)的搶占式調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了改造，使之成為整體搶占，局部輪詢的調(diào)度機(jī)制；使之較好地滿足了實(shí)際要求。 3、無(wú)論采用GPRS方式還是INTERNET方式，設(shè)備終端與INTERNET實(shí)現(xiàn)通信都必須具備相應(yīng)的協(xié)議。本文實(shí)現(xiàn)了TCP/IP有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的建立，對(duì)協(xié)議進(jìn)行了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了兩種方式的接入，滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機(jī)交互能力，構(gòu)建了嵌入式圖形界面，實(shí)現(xiàn)了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過(guò)以上工作，建立了一個(gè)功能齊全，實(shí)時(shí)可靠，基于嵌入式系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端。
標(biāo)簽： ARM 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù) 采集終端
上傳時(shí)間： 2013-07-17
上傳用戶：ljmwh2000
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，安全、可靠的身份識(shí)別技術(shù)成為許多系統(tǒng)首先考慮的問(wèn)題。指紋具有唯一性和穩(wěn)定性，因此指紋采集技術(shù)是指紋識(shí)別技術(shù)中的最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，伴隨著生物識(shí)別技術(shù)的不斷提高，以及指紋傳感器的性能不斷提升，指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此，高質(zhì)量的采集指紋圖像技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究課題。 本文的內(nèi)容是基于ARM的指紋采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。按照設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)主要包括兩個(gè)大的模塊：指紋圖像采集模塊、指紋圖像傳輸模塊。在設(shè)計(jì)工作中，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)要求和本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)最新技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，確定了以Samsung公司的ARM7處理器S3C44BOX和ALTERA公司的復(fù)雜可邏輯編程器件EPM240為核心的系統(tǒng)組成方案。 本文主要做的工作有：首先介紹了指紋識(shí)別技術(shù)的基本原理和方法，通過(guò)對(duì)不同類型指紋傳感器的比較選擇了性價(jià)比較高的電容式指紋傳感器。設(shè)計(jì)了以Samsung ARM和MBF200電容式指紋傳感器為主要組成部分的電容式指紋采集系統(tǒng)。在ADS1.2編譯環(huán)境下對(duì)ARM進(jìn)行基于C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程的初始化程序，指紋采集程序以及數(shù)據(jù)傳輸程序；采用了USB技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)之間的通訊，大大提高了指紋圖像數(shù)據(jù)的傳輸速度；采用CPLD對(duì)系統(tǒng)各個(gè)芯片之間的信號(hào)進(jìn)行邏輯控制；采用SST公司的閃爍存儲(chǔ)器SST39VF160存放系統(tǒng)啟動(dòng)程序Boot loader。 本文首先描述了整個(gè)系統(tǒng)的總體方案，然后主要從硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，硬件設(shè)計(jì)包括芯片的選型、核心芯片接口電路設(shè)計(jì)以及處理器的外圍電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)主程序、指紋采集程序以及指紋數(shù)據(jù)通訊的流程圖。最后列舉了一些在調(diào)試過(guò)程中碰到的一些問(wèn)題以及解決辦法，并為系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化提出了建議。
標(biāo)簽： ARM 指紋采集 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-23
上傳用戶：zhf1234
本文是四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目“經(jīng)濟(jì)型網(wǎng)絡(luò)同步課堂關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備開發(fā)”關(guān)鍵技術(shù)的一部分，主要內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)嵌入式視頻采集與存儲(chǔ)。通過(guò)構(gòu)建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統(tǒng)的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的通用USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)型的目標(biāo)。 本文詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)研究開發(fā)和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。論文討論了ARM微處理器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了SDRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)、Flash存儲(chǔ)系統(tǒng)、串口、USB接口、IIC接口等模塊的原理設(shè)計(jì)；分析了高速印制電路板設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)并予以克服，實(shí)現(xiàn)了印制電路板設(shè)計(jì)。 論文介紹了Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了將其完整移植到一個(gè)新硬件平臺(tái)；論文同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了引導(dǎo)代碼、根文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序等內(nèi)容；視頻采集與存儲(chǔ)應(yīng)用，設(shè)計(jì)采用緩沖區(qū)的方法保證其銜接，采用Linux線程機(jī)制進(jìn)行多任務(wù)調(diào)度，最終實(shí)現(xiàn)了視頻采集存儲(chǔ)功能。 本系統(tǒng)充分結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、嵌入式技術(shù)和數(shù)字視頻技術(shù)等前沿領(lǐng)域的眾多理論和成果，體現(xiàn)了學(xué)科交叉與技術(shù)集成的創(chuàng)新。
標(biāo)簽： Linux ARM 嵌入式 存儲(chǔ)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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本文通過(guò)對(duì)一臺(tái)工業(yè)儀表通信協(xié)議進(jìn)行分析，介紹了用VB6.0開發(fā)微機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集程序的編程技術(shù)。關(guān)鍵詞：VB；MSComm控件；通信協(xié)議；實(shí)時(shí)；數(shù)據(jù)采集Abstract: The pap
標(biāo)簽： 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集 程序設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-03
上傳用戶：shiny3333
文章開篇提出了開發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對(duì)不同的客戶要求來(lái)“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)成為了可能，同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來(lái)，數(shù)字電源的研究勢(shì)頭與日俱增，成果也越來(lái)越多。雖然目前中國(guó)制造的開關(guān)電源占了世界市場(chǎng)的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場(chǎng)上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過(guò)測(cè)試取得了預(yù)期結(jié)果。測(cè)試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來(lái)做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過(guò)數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來(lái)控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來(lái)自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來(lái)自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次，文章對(duì)各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并給出了具體的電路圖，同時(shí)寫出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開關(guān)量檢測(cè)、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對(duì)信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來(lái)控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問(wèn)題，減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來(lái)控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后，對(duì)數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對(duì)比測(cè)試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方，認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來(lái)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方，比如改進(jìn)主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來(lái)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
標(biāo)簽： FPGA DSP 數(shù)字化 開關(guān)電源
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