正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,它具有频谱利用率高、抗多径能力强等特点,在宽带无线多媒体通信领域中受到了广泛的关注。 OFDM系统可分为连续工作模式和突发工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等无线局域网标准中采用了OFDM的突发工作模式,该模式下的接收机首先对符合某种特定格式的帧做出检测。本文介绍了一种基于最小错误概率准则的帧检测算法,提出了该算法的FPGA实现方案。 同步技术是OFDM最关键的技术之一,它包括载波频率同步和符号同步。载波频率同步是为了纠正接收端相对于发送端的载波频率偏移,以保证子载波间的正交性;符号同步确定OFDM符号有用数据信息的开始时刻,也就是确定FFT窗的开始时刻。本文首先介绍了一种基于自相关的载波频率同步算法,给出了它的FPGA实现方案,重点讲述了其中用到的Cordic算法及其实现;然后介绍了分别基于互相关和自相关的两种符号同步算法,给出了各自的FPGA实现方案,从实现的角度比较了两种算法的优缺点,并且在FPGA设计中体现了面积复用和流水线操作的设计思想。 文章最后介绍了系统调试的情况,总结出一种ChipScopePro与Matlab相结合的调试方法,该方法在FPGA调试方面具有一定的通用性。
上传时间: 2013-07-16
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汽车在紧急制动过程中易出现很多非稳定因素(诸如侧滑、跑偏、失去转向操纵能力等),进而导致了相当多的交通事故。这些非稳定因素是由于制动时车轮抱死而产生的,汽车防抱死制动系统ABS(Anti-lockBraking system)可以避免制动时的这些不利因素,缩短刹车距离,保证汽车安全制动。 现代汽车整车控制技术的迅猛发展,迫切需要研制具有自主知识产权的汽车电子产品。研制以汽车防抱死制动系统为代表的高技术含量汽车电子产品,对加速我国汽车产业的技术自主化具有举足轻重的作用。 本文根据防抱死制动系统的工作原理,采用逻辑门限控制算法,选择车轮加速度和滑移率门限来调节制动压力,使车轮的滑移率保持在最佳滑移率附近。以ARM单片机LPC2292为核心,完成了轮速信号调理电路、电磁阀和回液泵电机驱动电路及系统故障诊断等电路的设计,阐述了ABS各功能模块软件的设计思想和实现方法,完成了防抱死制动系统的硬件和软件设计。 本文所设计的汽车防抱死制动系统在昌河CH711A轿车上进行了道路实验,结果表明:汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行,软件所采用的控制策略正确、有效,系统运行稳定可靠,改善了汽车制动系统性能,完全能够满足汽车安全制动的需要。
上传时间: 2013-07-19
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雕刻机的数控系统是三维雕刻机的控制核心,其控制系统的性能直接关系着三维雕刻机的加工质量和加工效率,对雕刻机的性价比有着重要的影响。本论文在对三维雕刻机系统的结构和功能进行分析的基础上,提出了一个以.ARM微处理器和CPLD器件构建硬件平台、基于μC/OS-Ⅱ为嵌入式控制系统的解决方案,充分利用ARM微处理器的高速运算能力与CPLD的高速并行运算能力,大大减少了系统的外围接口器件,有效的降低系统成本。 此方案中选用Philips公司的基于ARM7内核的LPC2214处理器作为主控芯片。对于系统的输入/输出的逻辑控制通过CPLD来实现,该芯片选用Atlera公司的EPM7128SLC84,作为处理器的外围器件。同时对整个系统的硬件开发作了详细说明:电源、SRAM、FLASH等芯片选型及设计;液晶显示模块及键盘的应用设计;电机的输入输出电路设计等。 软件部分包括Boot Loader、RTOS、应用程序的设计等。其中,Rot Loader支持系统Boot、程序下载到RAM中执行和烧写到Flash存储器等功能;RTOS包括操作系统的移植、任务管理、任务间的通信等,应用程序的设计包括设备驱动程序、液晶显示、键盘操作、电机控制等。同时用VB6.0开发了PC机下载控制界面,并对液晶模块和电机进行调试。
上传时间: 2013-06-06
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近年来,随着计算机和通信技术的飞速发展,特别是网络的迅速普及和3C(计算机、通信、消费电子)合一的加速,微型化和专业化成为发展的新趋势,嵌入式产品已经成为了信息产业的主流,嵌入式系统技术也成为目前电子产品设计领域最为热门的技术之一,目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、网络通信、工业控制等各个领域。本文在研究视频采集发展现状和趋势的基础上,设计了一种基于32位处理器的嵌入式图像采集和传输系统。此套硬件系统可应用于LCD显示屏、桌面视频、多媒体、数字电视机、图像处理、可视电话和远程户外图像采集等领域。 该图像采集系统在硬件系统上以ARM芯片S3C44BOX为核心,利用CMOS图像传感器采集图像;以FIFO帧存储器暂存图像数据,解决了ARM芯片与图像传感器之间速率的不同步问题;并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的优点,用CPID器件控制整个图像采集的时序逻辑。在软件平台移植了嵌入式操作系统’uClinux,并在此基础上开发了底层的驱动程序和应用程序。体积小巧,具备图像采集、显示和远程传输功能和良好的可扩展性。 全文共分为五个章节,第一章主要介绍了论文的课题背景和图像采集技术的发展现状,介绍了论文的研究目标和研究内容。第二章从硬件和软件两方面阐述了嵌入式图像采集系统的总体设计方案,详细介绍了硬件开发平台嵌入式系统和软件开发平台嵌入式操作系统各自的定义和特点。第三章主要介绍基于ARM的图像采集系统硬件设计方面的内容,包括各个模块的具体实现方案、系统硬件性能分析和硬件电路的抗干扰设计等。第四章研究了基于uClinux平台的几个主要模块的软件设计,主要包括图像传感芯片的初始化和采集程序的实现、LCD控制器的初始化和图像显示程序的实现、以太网控制器的初始化和图像数据传输程序的实现。第五章是对全文的一个总结,概括了作者所做的工作,提出所存在的不足并对后续的研究工作做了进一步的展望。
上传时间: 2013-04-24
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高端湿热环境试验箱的温湿度控制器有着如下特点:①、人机接口模块大多采用彩色液晶屏和触摸屏;②、控制器存储容量大,可存储大量温湿度数据;⑧、温湿度数据测量精度高;④、温湿度控制精度高,具有自调整能力,可根据试验条件的变化调节控制器内部参数。⑤、辅助功能多,如RS232串口通讯、USB通讯、以太网通讯等,方便和PC机的连接。此种类型的温湿度控制器国内生产较少。 本文在综述国内温湿度控制技术的基础上,提出了基于ARM9芯片的高性能温湿度控制的设计方法。本文主要针对以下几个方面进行了研究:研究试验箱内热力学过程并建立温湿度控制系统的简化数学模型;分析温湿度控制箱的控制方法,选择合理的温湿度测量方案,提出了减少误差的方法;分析温湿度控制器的功能需求,完成了基于ARM的温湿度控制器的硬件设计和调试;选择了温湿度控制系统的控制算法,并在设计的硬件平台上实现;最后对控制效果进行了试验分析。 本论文各章节主要内容概述如下: 第1章综述了湿热环境试验设备技术和嵌入式系统技术进展,提出了课题的研究内容、难点和创新点。 第2章分析了湿热环境试验箱温湿度控制的控制算法,分析了被控空气的热力学过程,得出简化数学模型。 第3章对温度、湿度测量系统及其误差消除方法进行分析,提出基于AD7711的高精度温湿度测量方案。 第4章分析温湿度控制器的需求,完成温湿度控制器硬件平台的设计。 第5章研究温湿度控制系统的控制算法,在硬件平台上实现PID继电自整定算法。 第6章对温湿度控制的实际控制效果进行试验分析。 第7章总结与展望。
上传时间: 2013-04-24
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随着嵌入式技术和网络技术的发展和应用,充分结合两种技术优势的远程数据采集终端正在不断地被研究和开发。本文即是此背景下,综合以往远程数据采集终端的优缺点,对基于ARM的远程数据采集智能终端予以研究和实现,该终端具备GPRS和INTERNET两种接入方式。可通过RS232或A/D模块采集用户终端设备数据信息;在GPRS接入方式下使用GPRS无线数据终端通过GPRS网络接入互联网,在INTERNET接入方式下则直接接入互联网;接入后则可向远程控制中心上传用户终端据信息。本文研制的远程数据采集终端可广泛地应用包括环保数据采集在内的多种数据远程采集场合。 本文主要做了以下研究工作: 1、对硬件资源进行了外围扩展,对S3C44BOX处理器芯片的外围硬件进行了扩展设计,使之具备了满足使用需求的最小系统硬件资源。包括外围存储、LCD、键盘、以太网卡和GPRSi匿信模块等。 2、运用多任务操作系统可以有效的组织并行任务的处理,本文对μc/os-Ⅱ操作系统进行了移植,对原有μc/os-Ⅱ操作系统的抢占式调度机制进行了改造,使之成为整体抢占,局部轮询的调度机制;使之较好地满足了实际要求。 3、无论采用GPRS方式还是INTERNET方式,设备终端与INTERNET实现通信都必须具备相应的协议。本文实现了TCP/IP有关网络协议栈的建立,对协议进行了简化设计,实现了两种方式的接入,满足了嵌入式终端的要求。 4、为了使终端具备较好的人机交互能力,构建了嵌入式图形界面,实现了LCD图形显示和键盘输入控制的交互功能。 通过以上工作,建立了一个功能齐全,实时可靠,基于嵌入式系统的远程数据采集终端。
上传时间: 2013-07-17
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进入20世纪90年代后,随着全球信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式系统技术获得了前所未有的发展空间。 嵌入式系统的最大特点之_是其所具有的目的性或针对性,即每一套嵌入式系统的开发设计都有其特殊的应用场合与特定功能,这也是嵌入式系统与通刚的计算机系统最主要的区别。由于嵌入式系统是为特定的目的而设计的,且常常受到体积、成本、功能、处理能力等各种条件的限制。因此,如果可以最大限度地提高应用系统硬件上和软件上的灵活性,就可以用最低的成本,最少的时间,快速的完成功能的转换。 本课题的目的在于提出并设计一种基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可扩展功能嵌入式系统平台,并完成了系统的硬件设计和PCI(Peripheral Component Interconnect)桥的固件设计。设计过程中采用美国ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA软件开发了系统的硬件部分。在整个硬件开发环节中,充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的设计原则,并进行全面的电路仿真试验,保证了硬件系统的高度可靠性。本系统承袭了ARM7系列处理器高性能、低功耗、低成本的优点,并充分考虑到用户的需要,扩展了多种常用的外部设备接口以及蓝牙无线接口等,为将米各种可能的应用提供了完善的硬件基础。概括总结起来本文具体工作如下: 1.完全自主设计了具有高扩展性的基于LPC2292嵌入式处理器的嵌入式系统应用开发平台。基于该硬件平台,可以实现许多基于ARM架构处理器的嵌入式应刚而无需对硬什系统作出大的改变,如多协议转换器、CAN(Control Area Network)总线网关、以太网关、各种工业控制应用等。并在具体的设计实践中,总结出了嵌入式系统硬件平台的设计原则及设计方法。 2.完成了基于CPLD的PCI桥接芯片的同什设计,在ARM硬件平台上成功扩展了PCI设备,成功解决了ARM处理器和PCI从设备之间通讯的问题。 3.完成了对所开发的嵌入式系统硬件平台的测试工作,完成了基于AT89C51的PCI测试卡软硬件设计。基于此测试卡,可以实现对系统中的PCI通讯功能进行有效测试,以保证整个硬件系统正常、高效、稳定地运行。本系统的设计完成,使其可以作为嵌入式应用的二次开发或实验平台,用于工业产品开发及高校相关专业的实践教学。
上传时间: 2013-05-22
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随着超声检测理论逐渐成熟,以及现代集成电路的快速发展,超声检测技术以其快速、准确、无污染、低成本等特点,成为国内外应用广泛、发展迅速、使用频率最高的一种无损检测技术。其中超声仪器的发展水平直接影响着超声检测技术的发展。数字化、图像化、小型化和实时化等是超声检测仪器的发展趋势。传统的超声检测系统中,PC机存在难以适应恶劣的工作环境,体积大,携带不方便,功耗大,数据传输率不高等问题,并且大部分便携式超声探伤仪缺乏对复杂数字信号处理算法的支持,因此开发与设计一种高性能、小型化的便携式超声探伤检测系统尤为重要。 ARM的数字信号处理能力和DSP的系统控制能力都有其各自弱点,所以文中提出了一种基于ARM与DSP双CPU方案的便携式超声探伤仪,充分利用了ARM与DSP的处理性能,接口简单。ARM利用DSP的主机接口与DSP通信,不会打断DSP的正常运行。本方案为复杂的信号处理算法提供硬件支持,可以有效的提高便携式超声探伤仪器的信号处理能力。 超声探伤回波中的缺陷信号往往与系统的电噪声、金属组织噪声混在一起,影响超声检测回波的信噪比。粗晶材料由于其微观结构对超声的强烈散射,造成严重的材料噪声和信号衰减,致使超声检测灵敏度和信噪比严重下降。目前,对粗晶材料的检测仍然是超声检测技术的一大难题。采用信号处理技术提高超声检测能力和信噪比是无损检测领域的重要研究课题。本文在设计具备复杂信号处理能力的便携式探伤仪的基础上,进行了适合在便携式仪器上实现的小波变换算法的研究,尝试提高便携式仪器对粗晶材料缺陷的检测能力。
上传时间: 2013-04-24
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随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统成为当前IT产业的焦点之一,呈现了巨大的市场需求。具有良好的网络支持和多任务处理能力的嵌入式系统为数据通信提供了新的解决方案。 本文的主要任务是实现接口模块的网络传输功能。该任务来自于某军事预研项目中的定位与指挥系统部分。为了提高终端和接口模块之间的数据传输速度,本文采用带有完整网络支持的嵌入式系统来实现数据传输。同时为了将本次的设计成果应用于以后的项目开发中,本课题还进行了文件系统,系统实时性等多方面的改进,实现了一个通用的功能完善的嵌入式软件平台。 本文选用某S3C4480开发板作为系统硬件平台,嵌入式操作系统选用了专门为无MMU的处理器设计的操作系统uClinux。 本文的主要工作有: ●分析系统功能需求,提出系统方案设计; ●构建网络传输功能所需的系统平台,完成uClinux,Blob的移植工作,并实现断电可保存的jffs2文件系统; ●为了实现网络传输功能,为网络设备RTL8019AS编写驱动;同时为了增强系统的人机交互性能,本文对4x4键盘编写了驱动程序; ● uClinux在实时性方面的缺陷对数据的实时传送有一定影响,所以做了基于RTLinux的外部扩展的实时性的改造,并对任务切换时间进行了测试; ●网络传输程序设计。首先完成了遵循定位与指挥系统中接口通信协议规定的通信数据的打包和解包。然后对比测试了TCP和UDP的传输速度。考虑到UDP协议传输的速度优势,在应用层做出了可靠性改造,经过对停等协议和滑动窗口协议的分析和比较,最终采用基于停等协议的改造方法,并完成了具体测试。
上传时间: 2013-04-24
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热释电红外测温仪是一种利用物体热释电效应而制成的新型红外测温仪器,它以黑体辐射定律作为理论基础,是光学理论和微电子学综合发展的产物。与传统的测温方式相比,具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。 本文详细介绍了热释电红外测温仪测温的基本原理和实现方法,以热释电红外测温仪现阶段的技术作为参考,提出并研制了一种基于ARM内核的高性能的嵌入式微处理器的热释电红外测温系统。详细介绍了该系统的构成和实现方式,给出了硬件原理图和软件的设计流程图。文中还对影响热释电红外测温仪测温精度的因素和软硬件的相关设计做了详细的分析,并采取了相应措施,本文主要做了以下工作: 阐述了红外测温仪的发展现状和分类,并指出了本文的研究意义:阐述了热释电红外测温仪的原理,并对目前红外测温仪的几种方案的优缺点进行了详细的介绍:对ARM核微处理器作了详细的介绍,并对本文用到的ARM核芯片LPC2132的功能特点和结构做了详细的介绍;详细分析了系统的功能要求,提出了总体设计方案,并在此基础上进行了系统的硬件设计,对每个部分所完成的功能和设计思路作了说明;介绍了系统的软件设计,以流程图的方式介绍了各个功能的具体实现;对影响红外测温仪的测温误差的因素进行了分析,对系统中出现的软硬件干扰问题做了相应的抗干扰措施;为本文研究的主要结论,对系统的进一步的研究工作进行了展望。
上传时间: 2013-07-06
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