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优化控制

  • 基于FPGA的红外图像预处理系统

    随着红外探测技术和超大规模专用集成电路的发展,实时红外成像系统得到了越来越广泛的应用。如何针对红外图像的特性对红外图像进行实时处理,得到能真实反映探测场景、适合观察分析的红外图像是目前红外成像技术的研究热点。针对红外图像在被采集后立即进行预处理,简化后级数字信号处理单元的繁重任务,在红外成像技术中具有重要意义。本论文主要工作如下: (1)对红外成像的原理、红外图像的形成过程、红外图像的特征以及红外图像与可见光图像的区别进行了阐述。 (2)简要介绍了频域中图像的增强算法,以及图像的灰度变换原理。 (3)通过对时域中各种算法的分析对比,以及时域处理与频域处理的对比,选择数种适合红外图像预处理的算法进行硬件实现,然后再根据硬件实现的难易程度和算法对硬件资源的占用率,以及最终对图像的处理效果,选择一种最佳的平滑和锐化方法。 (4)针对FPGA的特点,采用了模块化结构设计,方便构成并行运算,充分体现了实时处理的要求。 (5)分析了红外图像灰度变换的硬件构成,实现了对红外图像的直方图统计。 (6)阐述了I2C总线标准,使用I2C总线对SAA7115视频图像处理芯片的控制,对模拟的红外图像采集、量化成数字图像信号;由于采用SDRAM进行数据的存储,所以针对数据的存储及读取方式设计了SDRAM存储器的控制器,将量化后的数据存储到SDRAM存储器。 (7)详细阐述了图像频域处理的硬件实现方法,并特别说明了DFT的FPGA硬件构成方法及这种方法与DSP处理器构成方法的区别。然后针对整个系统的时序构成及时序要求,采用了PLL核构成了系统的时序部分,并对系统进行了优化,以提高运行速度及减少资源占用率。

    标签: FPGA 红外图像 预处理

    上传时间: 2013-07-12

    上传用户:顶得柱

  • 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

  • 基于单片机的红外门进控制系统设计与制作(含源程序和原理图)

    基于单片机的红外门进控制系统设计与制作:我们所做的创新实验项目“基于单片机的红外门控系统”已基本完成,现将其工作原理简要说明。该系统主要分为两大部分:一是红外传感器部分。二是单片机计数显

    标签: 单片机 红外 控制系统设计 原理图

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:梦雨轩膂

  • 基于FPGA的高频感应加热控制系统

    近年来,随着FPGA技术的出现,凭借着它在设计上的优越性,使得它在各电子设计领域上备受关注。在数字控制系统的应用领域也越来越广泛。本课题主要研究了FPGA技术和无线通讯技术在高频感应加热控制系统的应用,目的在于实现一个安全稳定的高频感应加热环境。 本文首先介绍了高频感应加热系统所涉及的一些概念及所要用到的一些技术。然后对系统实现的原理及实现可行性进行了深入的研究分析,确定了主电路的拓扑结构为串联谐振式,功率调节方式为容性移相调功:计算确定了系统中各个元件的参数和符号。最后按照FPGA的设计流程,设计实现了系统所需的各个硬件电路。 本文将无线通讯的技术引入了高频感应加热系统的控制。利用FPGA技术将RF无线通讯电路的控制部分与其他控制电路集成到一块FPGA芯片里,这样大大缩小了系统的体积,提高了系统的稳定性。使得对高频感应加热系统的控制更加智能化,同时也使得其操作安全性得到了很大的提高,从而达到了我们的目的。 研究结果表明,利用FPGA技术以及无线通讯技术的集成来实现智能化数字控制系统是很可行的方法。本文研究的感应加热控制系统运行良好。

    标签: FPGA 高频感应 加热控制

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:ainimao

  • 基于力控组态软件的液位控制系统

    建立了双容水箱系统的数学模型,采用串级控制方案对双容水箱液位系统进行控制,控制算法采用数字PID。确定了硬件设备,制作了双容水箱液位控制系统。采用力控5.0 版组态软件,对整个液位控制系统进行组态,构

    标签: 力控组态 软件 液位控制系统

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:harveyhan

  • 基于FPGA的可编程技术的应用

    随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展,尤其是现场可编程器件的出现,为满足实时处理系统的要求,诞生了一种新颖灵活的技术——可重构技术。它采用实时电路重构技术,在运行时根据需要,动态改变系统的电路结构,从而使系统既有硬件优化所能达到的高速度和高效率,又能像软件那样灵活可变,易于升级,从而形成可重构系统。可重构系统的关键在于电路结构可以动态改变,这就需要有合适的可编程逻辑器件作为系统的核心部件来实现这一功能。 论文利用可重构技术和“FD-ARM7TDMLCSOC”实验板的可编程资源实现了一个8位微程序控制的“实验CPU”,将“实验CPU”与实验板上的ARMCPU构成双内核CPU系统,并对双内核CPU系统的工作方式和体系结构进行了初步研究。 首先,文章研究了8位微程序控制CPU的开发实现。通过设计实验CPU的系统逻辑图,来确定该CPU的指令系统,并给出指令的执行流程以及指令编码。“实验CPU”采用的是微程序控制器的方式来进行控制,因此进行了微程序控制器的设计,即微指令编码的设计和微程序编码的设计。为利用可编程资源实现该“实验CPU”,需对“实验CPU”进行VHDL描述。 其次,文章进行了“实验CPU”综合下载与开发。文章中使用“Synplicity733”作为综合工具和“Fastchip3.0”作为开发工具。将“实验CPU”的VHDL描述进行综合以及下载,与实验箱上的ARMCPU构成双内核CPU,实现了基于可重构技术的双内核CPU的系统。根据实验板的具体环境,文章对双内核CPU系统存在的关键问题,如“实验CPU”的内存读写问题、微程序控制器的实现,以及“实验CPU'’框架等进行了改进,并通过在开发工具中添加控制模块和驱动程序来实现系统工作方式的控制。 最后,文章对双核CPU系统进行了功能分析。经分析,该系统中两个CPU内核均可正常运行指令、执行任务。利用实验板上的ARMCPU监视用“实验CPU”的工作情况,如模拟“实验CPU”的内存,实现机器码运行,通过串行口发送的指令来完成单步运行、连续运行、停止、“实验CPU"指令文件传送、“实验CPU"内存修改、内存察看等工作,所有结果可显示在超级终端上。该系统通过利用ARMCPU来监控可重构CPU,研究双核CPU之间的通信,尝试新的体系结构。

    标签: FPGA 可编程

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:royzhangsz

  • 基于FPGA的图像压缩卡设计

    目前的国内的CCD高清摄相头能够输出一组视频信号和数字图像信号,虽然视频信号能够直接在监视器显示,但是输出的数字图像信号占用存储空间太大,不便于进行传输。本文设计了一种基于FPGA的数字图像压缩卡。 在过去的十几年中,国际标准化组织制订了一系列的国际视频编码标准并广泛应用到各种领域。It.264/AVC是ITU-T和ISO联合推出的新标准,采用了近几年视频编码方面的先进技术,以较高编码效率和网络友好性成为新一代国际视频编码标准。 新发展的H.264/AVC比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率,但其运算复杂度也大大增加,本文简要分析了H.264/AVC的复杂度及其优化的途径,给出了主要模块的优化算法实验结果。 H.264/AVC仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案,主要不同有:增强的运动预测能力,准确匹配的较小块变换,自适应环内滤波器,增强的熵编码。测试结果表明这些新特征使H.264/AVC编码器提高50%编码效率的同时,增加了一个数量级的复杂度。实际中恰当地使用H.264/AVC编码工具可以较低的实现复杂度得到与复杂配置相当的编码效率。故实际编码系统开发需要在运算复杂性和编码效率之间进行折衷、兼顾考虑。H.264/AVC引入的新编码特征既增加基本模块的复杂度,也成倍增加算法的复杂度。针对它们的作用和实现方法的不同,可采用不同的硬件实现方法。本文基于上述思路进行优化,具体的工作包括:针对去块滤波的复杂性,本文提出一种适合硬件实现的算法,使其在节省了资源的同时,很好的达到了标准所定义的性能。针对变换量化的复杂性,本文提出一种既满足整体的硬件流水结构,又极大的降低了硬件资源的实现方法。针对码率控制的实现,本文提出了一种有别于传统实现方式的算法,在保证实时性的同时,极大的提高了编码器的性能。本文基于上述算法还进行Baseline Profile编码器的研究,给出了一种实时编码器结构,实现了对高清图像格式(720P)的实时编码,并将其和当前业界先进水平进行了对比,表明本文所实现得结构能够达到当前业界的先进水平。

    标签: FPGA 图像 压缩卡

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:yepeng139

  • 基于FPGA的液晶显示控制系统

    本文对基于FPGA的液晶显示控制系统的设计与实现进行了研究。设计中从LCD技术参数着手,通过对显示驱动系统结构与工作原理的研究,设计出显示控制系统的框图及各功能模块的VHDL程序,通过单片机系统配置FPGA芯片,控制LCD显示相应的汉字和图形。LCD显示控制系统由显示控制电路、显示驱动电路和相关外围辅助电路组成。显示控制电路从电路中各个功能模块所需要的控制时序信号出发,通过对其工作过程的研究,设计出控制器、RAM控制器等各功能模块。显示驱动电路从LCD工作所需要的扫描时序信号出发,设计出时序发生电路等各功能模块。所有的VHDL程序通过了MAX+PLUS—II软件实现编译及仿真后,在实际的硬件中调试通过。

    标签: FPGA 液晶显示 控制系统

    上传时间: 2013-05-24

    上传用户:portantal

  • SDRAM读写控制的实现与Modelsim仿真

    软件开发环境:ISE 7.1i 硬件开发环境:红色飓风II代-Xilinx版 1. 本实例用于控制开发板上面的SDRAM完成读写功能; 先向SDRAM里面写数据,然后再将数据读出来做比较,如果不匹配就通过LED变亮显示出来,如果一致,LED就不亮。 2. part1目录是使用Modelsim仿真的工程; 3. part2目录是在开发版上面验证的工程; 2.1. part1_32目录是4m32SDRAM的仿真工程; 2.2. part1_16目录是4m16SDRAM的仿真工程; \model文件夹里面是仿真模型; \rtl文件夹里面是源文件; \sim文件夹里面是仿真工程; \test_bench文件夹里面是测试文件; \wave文件夹里面是仿真波形。 3.1. 工程在\project文件夹里面; 3.2. 源文件和管脚分配在\rtl文件夹里面; 3.3. 下载文件在\download文件夹里面,.mcs为PROM模式下载文件,.bit为JTAG调试下载文件。

    标签: Modelsim SDRAM 读写 控制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ZJX5201314

  • MCS-51单片机温度控制系统

    本文从硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路.

    标签: MCS 51 单片机 温度控制系统

    上传时间: 2013-08-04

    上传用户:ve3344