感应加热电源以其环保、节能等优点在工业生产中得到了广泛的应用,逆变控制电路是直接影响感应加热电源能否安全、高效运行的关键因素。目前的感应加热装置很多采用模拟电路控制,而模拟控制电路触点多,焊点多,系统可靠性低,对一些元件的工艺性要求高,电路中控制参数不容易进行修改,灵活性较差。近年来随着微处理机的发展,数字式控制精确,软件设计灵活,因而整个控制系统容易实现,在感应加热领域中运用数字式控制已是一个发展方向。 本文在模拟逆变控制系统的基础上,在可编程逻辑器件(FPGA)上进行了数字式并联逆变控制系统的研究。 首先,本文针对感应加热并联逆变控制的数字化进行了详细的研究。在参阅国内外相关文献的基础上,结合已有模拟并联逆变控制电路的工作原理,设计了全数字锁相环、它激转自激扫频启动模块等逆变控制功能模块,并对各个模块进行了相关的数学分析和功能仿真,结果证明可以达到预定的功能指标和设计要求。 然后,分析了感应加热电源的整体工作流程,针对模拟控制电路中控制参数不易进行修改、灵活性较差等问题,设计了数据采集、存储、显示等功能模块,有利于系统的调试,参数修改等实际操作。 最后,以模拟逆变控制策略为基础,分析了数字控制器的控制要求和策略。由硬件状态机实现数字控制器的设计,完成对整个逆变控制系统的整体控制操作。通过自上而下的总体设计,将各个部分组合起来,构成一个SOC系统。在FPGA集成软件中进行了各部分和整体的仿真验证,结果证明该设计可以完成逆变控制的各项需求和预定的人机交互操作。
上传时间: 2013-07-09
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视频序列中运动目标的检测是计算机视觉和图像编码研究领域的一个重要课题,在机器人导航、智能监视系统、交通监测、医学图像处理以及视频图像压缩和传输等领域都有广泛的应用。FPGA作为当今主流的大规模可编程专用集成电路,可以满足高速图像处理的需要。使用FPGA可以充分利用硬件上的并行性,从本质上改善图像处理的速度,使对大数据量的图像处理达到实时性。本文提出基于FPGA的运动目标检测系统,对以后算法的改进,输入输出图像大小的变化,图像采集和显示设备更换等都具有灵活性。 本文对目前运动目标检测的主要算法研究分析,根据背景减法的适用环境和特点提出改进的W4运动检测算法。该算法具备背景减法的优点,并且克服了W4运动检测算法在环境变化较快或环境变化较频繁条件下对运动目标进行检测的局限性。 本文首先在MATLAB中对改进的W4运动检测算法进行仿真,然后将算法移植到FPGA中实现。设计图像采集、图像检测和VGA显示等模块,完善运动目标检测系统。根据算法和运动目标检测系统的特点提出一种基于改进的W4算法的快速检测方法,该方法以块为单位进行运动目标检测,可以有效地提高图像处理的速度,使系统满足实时性要求。
上传时间: 2013-07-20
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随着多媒体技术发展,数字图像处理已经成为众多应用系统的核心和基础。图像处理作为一种重要的现代技术,已经广泛应用于军事指挥、大视场展览、跟踪雷达、电视会议、导航等众多领域。因而,实现高分辨率高帧率图像实时处理的技术不仅具有广泛的应用前景,而且对相关领域的发展也具有深远意义。 大视场可视化系统由于屏幕尺寸很大,只有在特制的曲面屏幕上才能使细节得到充分地展现。为了在曲面屏幕上正确的显示图像,需要在投影前实时地对图像进行几何校正和边缘融合。而现场可编程门阵列(FPGA)则是用硬件处理实时图像数据的理想选择,基于FPGA的图像处理技术是世界范围内广泛关注的研究领域。 本课题的主要工作就是设计一个以FPGA为核心的硬件系统,该系统可对高分辨率高刷新率(1024*768@60Hz)的视频图像实时地进行几何校正和边缘融合。 论文首先介绍了图像处理的几何原理,然后提出了基于FPGA的大视场实时图像融合处理系统的设计方案和模块功能划分。系统分为算法与软件设计,硬件电路设计和FPGA逻辑设计三个大的部分。本论文主要负责FPGA的逻辑设计。围绕FPGA的逻辑设计,论文先介绍了系统涉及的关键技术,以及使用Verilog语言进行逻辑设计的基本原则。 论文重点对FPGA内部模块设计进行了详细的阐述。仲裁与控制模块是顶模块的主体部分,主要实现系统状态机和时序控制;参数表模块主要实现SDRAM存储器的控制器接口,用于图像处理时读取参数信息。图像处理模块是整个系统的核心,通过调用FPGA内嵌的XtremeDSP模块,高速地完成对图像数据的乘累加运算。最后论文提出并实现了一种基于PicoBlaze核的12C总线接口用于配置FPGA外围芯片。 经过对寄存器传输级VerilogHDL代码的综合和仿真,结果表明,本文所设计的系统可以应用在大视场可视化系统中完成对高分辨率高帧率图像的实时处理。
上传时间: 2013-05-19
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雷达信号处理是雷达系统的重要组成部分。在数字信号处理技术飞速发展的今天,雷达信号处理中也普遍使用数字信号处理技术。而现场可编程门阵列(FPGA)在数字信号处理中的广泛应用,使得FPGA在雷达信号处理中也占据了重要地位。 针对雷达信号处理的设计与实现,本文在以下两个方面展开研究: 一方面以线性调频信号(LFM)为例,分别对几种基本的雷达信号处理,如正交相干检波、脉冲压缩、动目标显示(MTI)/动目标检测(MTD)和恒虚警(CFAR)详细地阐述了其原理,在此基础上给出了其经常采用的实现方法,并在MATLAB环境中对各个环节进行了参数化仿真,详尽地给出了各环节的仿真波形图。针对仿真结果,直观形象地说明了不同实现方法的优劣。 另一方面结合MATLAB仿真结果,给出利用FPGA实现雷达信号处理的方案。在Xilinx ISE6.3i软件集成环境下,通过对Xilinx提供的IP核的调用,并与VHDL语言相结合,完成雷达信号处理的FPGA实现。
上传时间: 2013-04-24
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1992年5月,JoeMitola首次明确提出了软件无线电的概念。软件无线电将模块化、标准化的硬件单元连接构成硬件平台,通过软件加载实现各种无线通信功能。端到端重配置技术是在软件无线电的基础上发展起来的,该技术使通信系统不仅具有重配置的能力,还能提供一体化的重配置管理架构,实现联合无线资源管理和网络规划。端到端重配置技术已经成为软件无线电的发展趋势。 宽带无线接入(BWA,BroadbandWirelessAccess)是当前通信界研究的热点之一,而WiMax和WiFi是BWA中最热门的两个技术,所以本文选择了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a,设计了基于其物理层标准的可重配置OFDM基带系统。它们均采用正交频分复用技术(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a物理层标准,结合Altera公司提供的FPGA开发工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0,完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基带系统的FPGA设计。该设计中,对FPGA进行重新配置,实现了802.16-2004与802.11a两种技术的完全重配置;通过选择不同的参数来调用不同子模块,实现802.16-2004与802.11a内部不同调制技术的局部重配置。该可重配置基带系统核心的FFT/IFFT。模块采用基4按频率抽取及Cordic算法,消除乘法运算,有利于FPGA实现;在802.16-2004系统中,选取了基于前导序列的符号同步算法,在FPGA中实现。最后使用开发软件、综合软件以及仿真软件分析了系统的性能并给出了系统的性能指标。
上传时间: 2013-05-19
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· 摘要: MATLAB是一种建立在向量、数组、矩阵基础上,面向科学和工程计算的高级语言,为科学研究和工程计算提供了一个方便有效的工具.该文简要介绍了B样条和B样条小波的构成,并利用MATLAB语言编写了绘制任意阶B样条和B样条小波图形的程序.
上传时间: 2013-04-24
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针对主控制板上存储器(SRAM) 存储的数据量小和最高频率低的情况,提出了基于SDR Sdram(同步动态RAM) 作为主存储器的LED 显示系统的研究。在实验中,使用了现场可编程门阵列( FPGA) 来实现各模块的逻辑功能。最终实现了对L ED 显示屏的控制,并且一块主控制板最大限度的控制了256 ×128 个像素点,基于相同条件,比静态内存控制的面积大了一倍,验证了动态内存核[7 ]的实用性。
上传时间: 2013-08-21
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EDA (Electronic Design Automation)即“电子设计自动化”,是指以计算机为工作平台,以EDA软件为开发环境,以硬件描述语言为设计语言,以可编程器件PLD为实验载体(包括CPLD、FPGA、EPLD等),以集成电路芯片为目标器件的电子产品自动化设计过程。“工欲善其事,必先利其器”,因此,EDA工具在电子系统设计中所占的份量越来越高。下面就介绍一些目前较为流行的EDA工具软件。 PLD 及IC设计开发领域的EDA工具,一般至少要包含仿真器(Simulator)、综合器(Synthesizer)和配置器(Place and Routing, P&R)等几个特殊的软件包中的一个或多个,因此这一领域的EDA工具就不包括Protel、PSpice、Ewb等原理图和PCB板设计及电路仿真软件。目前流行的EDA工具软件有两种分类方法:一种是按公司类别进行分类,另一种是按功能进行划分。 若按公司类别分,大体可分两类:一类是EDA 专业软件公司,业内最著名的三家公司是Cadence、Synopsys和Mentor Graphics;另一类是PLD器件厂商为了销售其产品而开发的EDA工具,较著名的公司有Altera、Xilinx、lattice等。前者独立于半导体器件厂商,具有良好的标准化和兼容性,适合于学术研究单位使用,但系统复杂、难于掌握且价格昂贵;后者能针对自己器件的工艺特点作出优化设计,提高资源利用率,降低功耗,改善性能,比较适合产品开发单位使用。 若按功能分,大体可以分为以下三类。 (1) 集成的PLD/FPGA开发环境 由半导体公司提供,基本上可以完成从设计输入(原理图或HDL)→仿真→综合→布线→下载到器件等囊括所有PLD开发流程的所有工作。如Altera公司的MaxplusⅡ、QuartusⅡ,Xilinx公司的ISE,Lattice公司的 ispDesignExpert等。其优势是功能全集成化,可以加快动态调试,缩短开发周期;缺点是在综合和仿真环节与专业的软件相比,都不是非常优秀的。 (2) 综合类 这类软件的功能是对设计输入进行逻辑分析、综合和优化,将硬件描述语句(通常是系统级的行为描述语句)翻译成最基本的与或非门的连接关系(网表),导出给PLD/FPGA厂家的软件进行布局和布线。为了优化结果,在进行较复杂的设计时,基本上都使用这些专业的逻辑综合软件,而不采用厂家提供的集成PLD/FPGA开发工具。如Synplicity公司的Synplify、Synopsys公司的FPGAexpress、FPGA Compiler Ⅱ等。 (3) 仿真类 这类软件的功能是对设计进行模拟仿真,包括布局布线(P&R)前的“功能仿真”(也叫“前仿真”)和P&R后的包含了门延时、线延时等的“时序仿真”(也叫“后仿真”)。复杂一些的设计,一般需要使用这些专业的仿真软件。因为同样的设计输入,专业软件的仿真速度比集成环境的速度快得多。此类软件最著名的要算Model Technology公司的Modelsim,Cadence公司的NC-Verilog/NC-VHDL/NC-SIM等。 以上介绍了一些具代表性的EDA 工具软件。它们在性能上各有所长,有的综合优化能力突出,有的仿真模拟功能强,好在多数工具能相互兼容,具有互操作性。比如Altera公司的 QuartusII集成开发工具,就支持多种第三方的EDA软件,用户可以在QuartusII软件中通过设置直接调用Modelsim和 Synplify进行仿真和综合。 如果设计的硬件系统不是很大,对综合和仿真的要求不是很高,那么可以在一个集成的开发环境中完成整个设计流程。如果要进行复杂系统的设计,则常规的方法是多种EDA工具协调工作,集各家之所长来完成设计流程。
上传时间: 2013-11-19
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本书从应用角度深入浅出地介绍国际上最流行的MOTOROLA M68HC05系列单片机的 结构、指令系统、定时器、串行通讯接口(SCI)、串行外围接口(SPI)、A/D转换器、脉冲宽 度调制(PWM)、EPROM/EEPROM、液晶显示(LCD)驱动器、屏幕显示(OSD)驱动器、双音多频(DTMF)等I/O功能及其使用方法,重点详细地论述汇编程序设计方法、系统设计方法、单片机开发与应用技术和大量具体应用实例。本书实用性强、取材新颖、内容丰富,适于电子、无线电、微机、自控、通讯等领域的工程技术人员和科研人员阅读,也适合于作高等院校、专科学校和各类培训班的教材或参考书。是单片机入门和开发应用单片机的实用资料。 MOTOROLA M68HC05系列8位单片机是国际上应用最广泛、功能最丰富和性能价格比最优的单片机。由于该系列单片机具有功能全面、速度高、系统设计简单、使用方便、功耗低、可靠性高、价格低等许多特点,在家电、有线与无线通讯、仪表、测控系统、自控、汽车等领域得到了广泛的应用,因而它在市场占有率方面占有绝对优势。 随着电子产品的智能化和小型化的发展,将单片机应用于各类产品中,使提高产品的性能与档次成为必然的趋势。无论从性能方面还是从价格方面考虑,选用M68HC05系列单片机都将是最适宜的。 M68HC05系列单片机片内除具有RAM、ROM/EPROM/OTPROM(一次可编程ROM)或EEPROM、多功能16位定时器(具有输入捕捉、输出比较、溢出和实时中断功能)、两种省电低功耗方式、并行I/O口外,还具有许多特殊I/O功能,例如A/D转换器、串行通讯接口(SCI)、串行外围接口(SPI)、液晶显示(LCD)驱动器、脉冲宽度调制(PWM)、屏幕显示(OSD)驱动器、荧光显示(VFD)驱动器、双音多频(DTMF)发生/接收器、实时时钟((RTC)、键盘中断和H桥驱动器等。M68HC05系列有近百种型号,可根据应用场合方便地选用具有所需功能的型号。这样,既能充分利用单片机片内的资源,又不需外接其他电路芯片,使构成的应用系统极为简单。M68HC05系列的应用系统是真正的单片系统,通常只需外接极少量元件。 由于用M68HC05单片机内部的硬件完成所需的功能,因此,应用系统电路简单,系统可靠性高、成本低、体积小、使用与调试方便,易于大批量生产,并且使与外围功能有关的软件程序的设计也大大简化。 本书实用性强,取材新颖,内容丰富、全面,从应用角度深入浅出地介绍M68HC05系列单片机的结构、功能及其应用系统的设计与开发,还重点介绍程序设计和大量具体应用实例。本书注重实用,以尽量简明的语言、最少的篇幅,使读者花最少的时间就能掌握M68HC05系列单片机的设计、开发与应用技术。本书作者具有多年从事单片机教学和科研的经验,该书是根据最新资料和科研成果并结合亲身经历的实际教学内容编写成的,希望也坚信本书对广大读者一定会有裨益。 本书编著者有:刚寒冰、齐秋群、刚励韬、徐英新、姜洪福、姜朋、高京斋、李宇仁、刘颖、边萌。本书不足和谬误之处,请批评指正。
上传时间: 2013-10-18
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实用单片机系统是基于MCU8051硬件平台下开发的一款操作平台,它不是一个操作系统,而是一个操作平台,主要借鉴了操作系统、手机的一些概念,比如消息机制、系统时钟、软件定时器、平台等概念。 实用单片机系统的核心理念是:在一个标准化的硬件基础上(如8051,avr,arm等)扩展一个标准化的软件平台,把常规项目常用的一些功能如串口通讯、串口调试、系统定时器、软件定时器、按键界面处理等通过消息机制组织起来,形成一个完整的系统。当一个特定的项目需要增加或者删除一项具体的功能时,只需要在平台上增加或者去掉相应的功能即可,这样项目不需要每次重新构思架构,也不需要从零开始,并且原有的系统通过各个项目沉淀后,更加稳定可靠,这就是平台的概念,它不是各个子函数的集合。 相对于现在的很多人把RTOS操作系统应用于MCU来说,往往只为了实现任务的调度转换而不考虑功能的实用、易用性,此外因其较高的资源占用性导致其不适合在MCU类低资源的嵌入式平台应用,MS系统相对于这些RTOS来说,首先还是保留了编程者的常规前后台思维,但又加了一些RTOS的优点,如软件定时器实现的时间片任务系统,类似RTOS的任务,其次为编程者实现了整个程序的框架和一些常用的函数及接口功能如按键、串口、时钟等,让编程者把精力放在跟项目相关的地方,甚至不需要关心所用MCU的寄存器配置,再次就是代码非常简单,容易学习,尤其是建议大家采用SourceInsight查看程序,远比keil编辑器的功能强,它是C语言下最好的编辑器。而MS3.21版本,建议大家直接在Keil的软件仿真器下运行学习。 MS资料可以从以下网址下载:http://www.study-bbs.com/thread-46471-1-1.html读者有什么疑问也可以在这个版面提问,作者将尽力解释。目前MS3.21版本增加了一个GUI操作框架,相比目前已有的GUI更加简单易懂,利用一个函数指针代替了复杂的状态机,每一个界面由一个界面建立函数和一个执行函数构成即可。
上传时间: 2013-10-29
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