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串级控制

串级控制(cascadecontrol)是改善控制过程品质极为有效的方法,并得到了广泛的应用。与简单的单回路控制系统相比,串级控制系统在其结构上形成了两个闭环。
  • 基于DSP和FPGA的开放式运动控制平台研究及其应用

    该文主要介绍基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAX3128A)伺服运动控制平台的设计.文中在讨论了永磁同步电机的控制策略的基础上提出了针对表面式永磁同步伺服电机的i=0的矢量控制,介绍了通过光电码盘确定永磁同步电机转子磁极位置的方法,以及SVPWM的原理和特性及其数字实现方法.详细阐述由TMS320LF2407A和MAX3128A构建的传动控制系统平台.以上述平台为基础,设计了一个基于矢量控制的三环永磁同步伺服系统,为解决典Ⅱ系统超调和抗扰性的矛盾,将IP调节器引入系统.通过试验证明IP调节器在不影响系统抗扰性和稳态精度的前提下,大大降低了电流的超调.工程实践证明了设计的正确性.为了满足用户对系统方便操作和监视的要求,实现参数在线修改以及故障综合,并满足一定可视性,提出并设计了基于RS232的串行通讯程序,包括两部分:PC机的监控系统和数字操作器.文中详细分析了设计数字操作器的硬件模块及框图和软件流程,实际应用表明数字操作器方便了用户对系统的操纵和监视,已在实际工程中得到应用.

    标签: FPGA DSP 开放式 运动控制平台

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ainimao

  • 基于FPGA的8位增强型CPU设计与验证

    随着信息技术的发展,系统级芯片SoC(System on a Chip)成为集成电路发展的主流。SoC技术以其成本低、功耗小、集成度高的优势正广泛地应用于嵌入式系统中。通过对8位增强型CPU内核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的实现,对SoC设计作了初步研究。 在对Intel MCS-8051的汇编指令集进行了深入地分析的基础上,按照至顶向下的模块化的高层次设计流程,对8位CPU进行了顶层功能和结构的定义与划分,并逐步细化了各个层次的模块设计,建立了具有CPU及定时器,中断,串行等外部接口的模型。 利用5种寻址方式完成了8位CPU的数据通路的设计规划。利用有限状态机及微程序的思想完成了控制通路的各个层次模块的设计规划。利用组合电路与时序电路相结合的思想完成了定时器,中断以及串行接口的规划。采用边沿触发使得一个机器周期对应一个时钟周期,执行效率提高。使用硬件描述语言实现了各个模块的设计。借助EDA工具ISE集成开发环境完成了各个模块的编程、调试和面向FPGA的布局布线;在Synplify pro综合工具中完成了综合;使用Modelsim SE仿真工具对其进行了完整的功能仿真和时序仿真。 设计了一个通用的扩展接口控制器对原有的8位处理器进行扩展,加入高速DI,DO以及SPI接口,增强了8位处理器的功能,可以用于现有单片机进行升级和扩展。 本设计的CPU全面兼容MCS-51汇编指令集全部的111条指令,在时钟频率和指令的执行效率指标上均优于传统的MCS-51内核。本设计以硬件描述语言代码形式存在可与任何综合库、工艺库以及FPGA结合开发出用户需要的固核和硬核,可读性好,易于扩展使用,易于升级,比较有实用价值。本设计通过FPGA验证。

    标签: FPGA CPU 8位 增强型

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:jlyaccounts

  • 基于ARM的嵌入式远程控制平台系统软件设计

    远程控制的目的旨在突破地域和环境上的限制,对现场设备的运行状态及各种参数进行远程监控。尤其是在现场设备分布离散、工作环境恶劣等情况下,远程控制技术的采用实现了跨地域的集中控制,节省了人力物力,降低了生产成本,提高了生产率和经济效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微处理器和μC/OS—Ⅱ作为系统开发平台,研究并完成了操作系统的移植、应用程序的编写和系统的集成测试。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件体系结构和移植条件的基础上,移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三个文件。自定义了手机短信的通信格式。应用程序的编写完成了对串口信息的监测、读写、分析与执行。根据系统功能制定需要被操作系统调度的任务及任务优先级。系统调试主要分为两个步骤,先于宿主机上脱机调试程序代码,成功后通过JTAG端口下载到目标机上进行在线调试。 本文将移动通信技术和嵌入式技术结合起来应用到远程控制系统中。凭借SMS短消息业务所具有的操作简便、收费低廉、可靠性高等特点来发送对远程设备的监控指令;嵌入式实时操作系统的移植则更好地实现了对监控指令的分析与执行,提高了系统的执行效率。

    标签: ARM 嵌入式 远程控制 平台系统

    上传时间: 2013-06-25

    上传用户:Poppy

  • 基于ARM的绣花机嵌入式控制系统设计

    当今绣花机市场蓬勃发展,绣花机控制系统作为绣花机最核心的部分,是提高性能和降低成本的关键。本文结合浙江虎王科技有限公司与浙江大学的合作项目“绣花机控制系统”,设计出一套基于ARM的技术先进、功能精简、高性价比的绣花机控制系统。论文按照嵌入式系统的开发过程,先根据市场需求划分了控制系统的功能模块并构建了总体架构,选择了系统的软硬件平台,然后采用先进的设计方法对绣花机控制系统的硬件和软件进行了设计。 第一章介绍了绣花机及其控制系统的发展过程和现状,论述了嵌入式系统的定义、特点和发展,阐述了ARM的发展历史、研究和应用现状,提出了论文的主要研究内容,最后给出了论文的总体结构。 第二章阐述了嵌入式系统的开发过程,选择了软硬件协同设计法为本系统的设计方法,论述了EDA技术的工作范围和设计步骤,详细讨论了软件的结构化设计方法和面向对象设计方法的原理,最后给出了绣花机控制系统的设计原则。 第三章根据市场需求划分了绣花机控制系统的功能模块,构建了系统总体架构,并分析了每个模块的具体功能;根据选型原则选出了适用于绣花机控制系统的上位机和下位机CPU芯片、操作系统及开发环境。 第四章根据总体架构,在选好的CPU芯片的基础.卜确定了绣花机控制系统的硬件框架,详细设计了电源电路、复位电路、存储器接口电路、键盘与显示电路、USB接口电路、串行通信接口电路和下层机电接口电路。 第五章按照上位机和下位机的层次构建了绣花机控制系统的软件框架,设计了键盘输入模块、图形显示模块、USB驱动模块、花样存储与管理模块、串口通信模块、机电控制模块的程序。 第六章回顾与总结全文的主要研究内容,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的研究工作作了展望。

    标签: ARM 绣花机 嵌入式控制 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:CSUSheep

  • 基于ARM的液晶显示控制设计

    随着液晶显示技术的发展,我们的日常生活中出现了各种各样功能强大的显示系统。本文主要以液晶显示技术的基本原理为理论基础,探讨并比较了单片机和ARM微处理器作为液晶显示控制系统各自的优缺点,并设计和完成了~套基于ARM微处理器的液晶显示控制系统。 该系统以Samsung公司的ARM微处理器芯片S3C4510B为CPU,根据ARM微处理器的特点,本文系统地分析了电源及复位电路、晶振电路、Flash 存储器接口电路、SDRAM存储器接口电路、串行接口电路、JTAG接口电路以及10M/100M以太网接口电路的设计方法。同时,重点描述了液晶显示模块电路和键盘控制电路的设计与实现。在各个部分硬件电路的调试成功过后,介绍了Bootloader的下载以及uClinux操作系统的下载和编译。在液晶显示控制系统的软件设计部分,本文重点分析了在uClinux操作系统下进行的用户程序的开发。根据液晶显示模块的特点和对键盘控制电路的I/O口配置,对整个显示控制系统的程序设计作出了一定的分析。最终通过对系统的调试,实现了ARM微处理器系统对LCD液晶显示器的显示控制。

    标签: ARM 液晶显示 控制设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:change0329

  • 基于ARM核的AHBUSB20接口ASIC设计

    USB2.0接口和基于ARM核的SOC系统的应用已经非常广泛,特别在电子消费类领域。包含USB2,0接口的ARM系统则更是市场的需求。本文介绍一种基于ARM核的USB2,0接口IP(AHB_USB2.0)的设计,主要对其中的串行接口引擎(SIE)的设计进行讨论。 该 AHB_USB2.0 IP核支持USB2.0协议,并兼容USB1.1协议;支持AMBA2.0协议和UTMI 1.05协议。该IP核一侧通过UTMI接口或ULPI接口的PHY与USB2.0主机端进行通信;另一侧则通过AHB总线与ARM相连。 AHB_USB2.0 IP核在硬件上分为三个大模块:ULPI模块(ULPI)、串行接口引擎(SIE)模块和AHB总线接口模块(AHB)。ULPI模块实现了UTMI接口转ULPI接口。串行接口引擎(SIE)模块为USB2.0的数据链路层协议处理模块,为整个IP核的核心部分,进一步分为四个子模块——GLC(全局控制模块),PIE(PHY接口处理引擎),SIF(系统接口逻辑)和EPB(端点缓冲模块)。GLC模块负责整个IP的复位控制,IP时钟的开关提示等;PIE模块负责处理USB的事务级传输,包括组包解包等;SIF模块负责协议相关寄存器组和端点缓冲区的读写,跨时钟域信号的处理和PIE所需的控制信号的产生;AHB模块负责IP核与ARM通信和DMA功能的实现。 该IP核的软件设计遵循USB协议,Bulk Only协议和UFI协议,由外挂ARM实现USB设备命令和UFI命令的解析,并执行相应的操作。设计了IP核与ARM之间的多种数据传输方法,通过软件实现常规数据读写访问、内部DMA或外部DMA等多种方式的切换。 本IP已经通过EDA验证和FPGA测试,并且已经在内嵌ARM核的FPGA系统上实现了多个U盘。这个FPGA系统的正确工作,证明了AHB_USB2.01P核设计是正确的。

    标签: AHBUSB ASIC ARM 20

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:qqoqoqo

  • 基于FPGA的HDMI显示系统的设计与实现

    伴随着多媒体显示和传输技术的发展,人们获得了越来越高的视听享受。从传统的模拟电视,到标清、高清、全高清。与显示技术发展结伴而行的是显示接口技术的发展,从模拟的AV端子,S-Video和VGA接口,到数字显示的DVI接口,技术上经历了一个从模拟到数字,从并行到串行,从低速到高速的发展过程。 HDMI是最新的高清晰度多媒体接口,它的规范由Silicon Image等七家公司提出,具有带宽大,尺寸小,传输距离长和支持正版保护等功能,符合当今技术的发展潮流,一经推出,就获得了巨大的成功。成为平板显示器、高清电视等设备的标准接口之一,并获得了越来越广泛的应用。 从上世纪80年代XILINX发明第一款FPGA芯片以来,FPGA就以其体系结构和逻辑单元灵活,运算速度快,编程方便等优点广泛应用与IC设计、系统控制、视频处理、通信系统、航空航天等诸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3为核心,配合Silicon Image的专用HDMI接收芯片搭建了一个HDMI的接收显示平台。针对HDMI带宽宽,数据量大的特点,使用了新型的DDR2 SDRAM作为视频信号的输入和输出缓冲。在硬件板级设计上,针对HDMI和DDR2的相关高速电路,采用了一系列的高速电路设计方法,有效的避免了信号的反射,串扰等不良现象。同时在对HDMI规范和DDR2 SDRAM时序规范的深入研究的基础上,在ALTERA的开发平台QUARTUSII上编写了系统的顶层模块和相关各功能子模块,并仿真通过。 论文的主要工作和创新点表现在以下几个方面: 1、论文研究了最新的HDMI接口规范和新型存储器件DDR2的时序规范。 2、论文搭建的整个系统相当庞大,涉及到相关的规范、多种芯片的资料、各种工具软件的使用、原理图的绘制和PCB板的布局布线,直至后期的编程仿真,花费了作者大量的时间和精力。 3、论文首次使用FPGA来处理HDMI信号且直接驱动显示器件,区别于-般的ASIC方案。 4、论文对高速电路特别是的DDR2布局布线,采用了一系列的专门措施,具有一定的借鉴价值。

    标签: FPGA HDMI 显示系统

    上传时间: 2013-06-22

    上传用户:784533221

  • 基于FPGA的蓝牙HCIUART控制接口设计

    通用异步收发器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是广泛使用的串行传输协议。串行外设用到异步串行接口一般采用专用集成电路实现。但是这类芯片一般包含许多辅助模块,而时常不需要使用完整的UART的功能和辅助功能,或者当在FPGA上设计时,需要将UART功能集成到FPGA内部而不能使用芯片。蓝牙主机控制器接口则是实现主机设备与蓝牙模块之间互操作的控制部件。当在使用蓝牙设备的时候尤其是在监控场所,接口控制器在控制数据与计算机的传输上就起了至关重要的作用。 论文针对信息技术的发展和开发过程中的实际需要,设计了一个蓝牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模块。使用VHDL将其核心功能集成,既可以单独使用,也可集成到系统芯片中,并且整个设计紧凑、稳定且可靠,其用途广泛,具有一定的使用价值。 本设计采用TOP-DOWN设计方法,整体上分为UART接口和蓝牙主机控制器接口两部分。首先根据UART和蓝牙主机控制器接口的实现原理和设计指标要求进行系统设计,对系统划分模块以及各个模块的信号连接;然后进行模块设计,设计出每个模块的功能,并用VHDL语言编写代码来实现模块功能;再使用ISE8.2I自带的仿真器对各模块进行功能仿真和时序仿真;最后进行硬件验证,在Virtex-II开发板上对系统进行功能验证。实现了发送、接收和波特率发生等功能,验证了结果,表明设计正确,功能良好,符合设计要求。

    标签: HCIUART FPGA 蓝牙 控制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tianyi223

  • 基于FPGA的串行通信实现与CRC校验

    本文应用EDA技术,基于FPGA器件设计与实现UART,并采用CRC校验。主要工作如下: 1、在异步串行通信电路部分完全用FPGA来实现。选用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000来实现异步串行通信的接收、发送和接口控制功能,利用FPGA集成度比较高,具有在线可编程能力,在其完成各种功能的同时,完全可以将串行通信接口构建其中,可根据实际需求分配资源。 2、利用VerilogHDL语言非常容易掌握,功能比VHDL更强大的特点,可以在设计时不断修改程序,来适用不同规模的应用,而且采用Verilog输入法与工艺性无关,利用系统设计时对芯片的要求,施加不同的约束条件,即可设计出实际电路。 3、利用ModelSim仿真工具对程序进行功能仿真和时序仿真,以验证设计是否能获得所期望的功能,确定设计程序配置到逻辑芯片之后是否可以运行,以及程序在目标器件中的时序关系。 4、为保证数据传输的正确性,采用循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCheck),该编码简单,误判概率低,为了减少硬件成本,降低硬件设计的复杂度,本设计通过CRC算法软件实现。 实验结果表明,基于EDA技术的现场可编程门阵列FPGA集成度高,结构灵活,设计方法多样,开发周期短,调试方便,修改容易,采用FPGA较好地实现了串行数据的通信功能,并对数据作了一定的处理,本设计中为CRC校验。另外,可以利用FPGA的在线可编程特性,对本设计电路进行功能扩展,以满足更高的要求。

    标签: FPGA CRC 串行 通信实现

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:Altman

  • 自动增益控制放大器设计(毕业论文)

    自动增益控制电路已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中,另外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用。本课题主要研究应用于音频放大的前级电

    标签: 自动增益控制 放大器设计 毕业论文

    上传时间: 2013-05-21

    上传用户:我们的船长