基于微处理器的数字PID控制器改变了传统模拟PID控制器参数整定不灵活的问题。但是常规微处理器容易在环境恶劣的情况下出现程序跑飞的问题,如果实现PID软算法的微处理器因为强干扰或其他原因而出现故障,会引起输出值的大幅度变化或停止响应。而FPGA的应用可以从本质上解决这个问题。因此,利用FPGA开发技术,实现智能控制器算法的芯片化,使之能够广泛的用于各种场合,具有很大的应用意义。 首先分析FPGA的内部结构特点,总结FPGA设计技术及开发流程,指出实现结构优化设计,降低设计难度,是扩展设计功能、提高芯片性能和产品性价比的关键。控制系统由四个模块组成,主要包括核心控制器模块、输入输出模块以及人机接口。其中控制器部分为系统的关键部件。在分析FPGA设计结构类型和特点的基础上,提出一种基于FPGA改进型并行结构的PID温度控制器设计方法。在PID算法与FPGA的运算器逻辑映像过程中,采用将补码的加法器代替减法器设计,增加整数运算结果的位扩展处理,进行不同数据类型的整数归一化等不同角度的处理方法融合为一体,可以有效地减少逻辑运算部件。应用Ouartus Ⅱ图形输入与Verilog HDL语言相结合设计实现了PID控制器,用Modelsim仿真验证了设计结果的正确性,用Synplify Pro进行电路综合,在Quaitus Ⅱ软件中实现布局布线,最后生成FPGA的编程文件。根据控制系统的要求,论文设计完成了12位模数AD转换器、数据显示器、按键等相关外围接口电路。 将一阶、纯滞后、大惯性电阻炉温作为控制对象,以EP1C3T144 FPGA为核心,构建PID控制系统。在采用Pt100温度传感器、分辨率为2℃、最大温度控制范围0~400℃的条件下,实验结果表明,达到无超调的稳定控制要求,为降低FPGA实现PID控制器的设计难度提供了有效的方法。
上传时间: 2013-06-13
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随着信息技术的发展,数字信号的采集与处理在科学研究、工业生产、航空航天、医疗卫生等部门得到越来越广泛的应用,这些应用中对数字信号的传输速度提出了比较高的要求。传统的基于ISA总线的信号传输效率低,严重制约着系统性能的提高。 PCI总线以其高性能、低成本、开放性、软件兼容性等众多优点成为当今最流行的计算机局部总线。但是,由于PCI总线硬件接口复杂、不易于接入、协议规范比较繁琐等缺点,常常需要专用的接口芯片作为桥接,为了解决这一系列问题,本文提出了一种基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑的实现方案,支持PCI突发访问方式,突发长度为8至128个双字长度,核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8,容量为6000个逻辑宏单元,速度为-8,编译后系统速度可以达到80MHz,取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑的核心是PCI接口模块。在硬件方面,特别讨论了PCI接口模块、地址转换模块、数据缓冲模块、外部接口模块和SRAM DMA控制模块等五个功能模块的设计方案和硬件电路实现方法,着重分析了PCI接口模块的数据传输方式,采用模块化的方法设计了内部控制逻辑,并进行了相关的时序仿真和逻辑验证,硬件需要软件的配合才能实现其功能,因此设备驱动程序的设计是一个重要部分,论文研究了Windows XP体系结构下的WDM驱动模式的组成、开发设备驱动程序的工具以及开发系统实际硬件的设备驱动程序时的一些关键技术。 本文最后利用基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑中的关键技术,对PCI数据采集卡进行了整体方案的设计。该系统采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA实现。
上传时间: 2013-07-24
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以太网是在20世纪70年代为解决网络中零散的和偶然的堵塞而开发的,而 IEEE802.3标准是在最初的以太网技术基础上于1980年开发成功的。现在,以太网一词泛指所有采用CSMA/CD协议的局域网。以太网2.0版由数字设备公司、 Intel公司和Xerox公司联合开发,它与IEEE802.3兼容。 本设计采用FPGA设计以太网控制器代替传统的ASCI设计方法,主要原因在于FPGA技术的特点,它作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原由可编程期间门电路数有限的缺点。使本设计的产品十分灵活,可以在多种用户多种开发平台,硬件环境下使用而只需要对设计进行简单的修改和编辑即可,方便了设计者和用户的使用。 本论文主要阐述了使用FPGA设计开发以太网控制器的设计开发流程,以及研究了FPGA开发方法和传统ASIC开发方法的区别和优略。主要内容为: 1.阐述FPGA技术的发展历史,现状和将来的发展趋势。 2.详细说明了FPGA设计开发以太网控制器的全过程,包括模块分析功能分析以及代码设计。 3.采用软件仿真的方法设计和验证了MODELSIM仿真平台以及仿真波形图分析。 4.对比分析了FPGA和传统的ASIC开发过程的区别以及优缺点。
上传时间: 2013-05-25
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CAN总线的应用,包括组网,包括在仪表通信的应用
上传时间: 2013-05-16
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在国家重大科学工程HIRFL-CSR的CSR控制系统中,需要高速数据获取和处理系统。该系统通常采用存储器作为数据缓冲存储。同步动态随机存储器SDRAM凭借其集成度高、功耗低、可靠性高、处理能力强等优势成为最佳选择。但是SDRAM却具有复杂的时序,为了降低成本,所以采用目前很为流行的EDA技术,选择可编程逻辑器件中广泛使用的现场可编程门阵列FPGA,使用硬件描述语言VHDL,遵循先进的自顶向下的设计思想实现对SDRAM控制器的设计。 论文引言部分简单介绍了CSR控制系统,指出论文的课题来源与实际意义。第二章首先介绍了存储器的概况与性能指标,其次较为详细介绍了动态存储器DRAM的基本时序,最后对同步动态随机存储器SDRAM进行详尽论述,包括性能、特点、结构以及最为重要的一些操作和时序。第三、四章分别论述本课题的SDRAM控制器硬件与软件设计,重点介绍了具体芯片与FPGA设计技术。第五章为该SDRAM控制器在CsR控制系统中的一个经典应用,即同步事例处理器。最后对FPGA技术进行总结与展望。 本论文完整论述了控制器的设计原理和具体实现。从测试的结果来看,本控制器无论从结构上,还是软硬件上设计均满足了工程实际要求。
上传时间: 2013-07-19
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包含很多CAN总线的资料,包括CAN入门书等,资料很全。
上传时间: 2013-04-24
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,针对目前太阳能充电控制器对蓄电池的 保护不够充分,蓄电池的寿命缩短这种情况,研究确定了一种基于单片机Atmega48 的太阳能充电控制器的方案,在太阳能对蓄电池的充电方式、控制器的功能要求 和实际应用方面做了分析
标签: 太阳能充电控制器
上传时间: 2013-04-24
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简述了SPI总线协议工作时序和配置要求,通过一个成功的实例详细介绍了使用SPI 总线实现DSP与MCU之间的高速通信方法,并参考实例给出了SPI接口的硬件连接、初始化、 以及传输测试程序的编写方法。 关键词:SPI接口;McBSP;总线;高速通信
上传时间: 2013-04-24
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单片机接口的彩色TFT控制器RA8870的应用
上传时间: 2013-04-24
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USB(UniversalSerialBus,通用串行总线)是当今消费电子产品和仪器设备中应用最广的接口协议之一,然而目前国内的USB芯片只有极少数几款,产品研究善处于起步阶段,绝大部分产品主要由国外的IC设计芯片厂商如Cypress、NEC等一些国际著名公司提供。因而,如果能够自主开发设计USB芯片以替代国外同类产品,将会有很好的市场前景和利润空间。 本论文课题是针对基于FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列器件)的数字电子产品应用设计一种实际可复用的USB接口引擎软核。该软核主要是用于处理USB标准协议包的通信处理,通过外接MCU(MultipointControlUnit,微控制器)就可以实现完整的USB接口通讯功能。它的功能相当于一些USB引擎的专用芯片如:Philips的PDIUSBD12等,其优点是结构简单、灵活性高、复用设计方便。 功能仿真和综合测试结果显示本论文所设计的接口引擎软核符合设计要求,并且软核的性能和市场上同类产品基本一致。本论文的创新之处在于:1、从可配置性角度出发设计了低速、全速、高速三种可选模式;2、支持最多31个可配置端点;3、采用了可综合、可移植的RTL(RegisterTransferLevel,寄存器传输级)代码设计规则,同时也开发了可综合的验证测试代码;4、完全由硬件实现USB通信功能。
上传时间: 2013-07-18
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