基于LabVIEW与单片机串口的信号处理的研究:介绍了一种利用单片机采集数据,LabVIEW作为开发平台,二者之间通过串口实现数据通信的数据采集系统,利用LabVIEW的图形环境进行频谱分析。通
上传时间: 2013-06-24
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相位激光测距是一种高精度的距离测量技术,随着电子器件和信号处理技术的发展,这种测距技术在军用和民用领域必将得到更为广泛的研究和应用。本文介绍了一种基于FPGA嵌入式技术的相位激光测距系统,该系统采用先进的FPGA技术,实现了调制信号产生、信息控制与处理三个模块的整合,解决了传统相位激光测距所难以克服的弱点。 文中阐述了激光测距和调制信号源的基本原理,分析了影响测距精度的因素,指出应用DDS技术可以实现宽带、高精度的调制信号输出,说明了引起DDS输出信号杂散的原因和解决的办法。分析了应用FFT运算实现信号相位提取的基本原理及设计方法,采用这种检相技术,可以极大地提高测相精度与灵敏度。提出了基于FPGA嵌入式系统的相位式激光测距机的整体设计,并就各部分进行了详细的分析与设计。介绍了激光测距系统的外围电路和基于QuartusⅡ集成软件平台的部分硬件电路的设计,并对其中的设计进行了仿真和验证,总结提出了对系统今后的进一步改进和完善的思路。
上传时间: 2013-06-28
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码分多址(CDMA)通信方式以其特有的抗干扰性、多址能力和多径分集能力,而成为第三代移动通信系统的主要技术。其中Rake接收技术是CDMA系统中的一项关键技术。随着通信技术的迅猛发展,Rake接收技术以其有效的抗衰落的能力一直是人们研究的热点。人们不断的对传统的Rake接收机进行改进,获得性能更佳的Rake接收机。FPGA技术的快速发展,也很大的改变了传统的数字系统设计的方法。FPGA以其庞大的规模、开发过程投资小、开发周期短、保密性好等优点,为人们对Rake接收机的研究提供了方便。 本文旨在设计一种功耗低、硬件实现相对简单的Rake接收机结构。首先,本文介绍了Rake接收的相关理论,对Rake技术的抗衰落性能进行了分析,然后,对各种Rake接收机进行了比较,最终提出了一种灵活配置的Rake接收机的改进方案,该方案采用了不同的缓冲器结构,能够更多的节约硬件资源,整个接收机的功耗更低。最后利用VerilogHDL语言对其中的主要模块进行编程设计,并在Xilinx公司的集成开发工具ISE6.1中进行仿真,仿真平台为Spartan-3系列中的XC3S1000芯片。仿真结果表明了所设计模块的正确性。所设计模块具有良好的可移植性,能够被相关的系统调用,本文所做工作有一定的实际意义。
上传时间: 2013-06-21
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本文采用基于运动补偿的算法,对去隔行系统及其FPGA设计作了深入的研究.该系统包括三个关键模块运动估计模块是去隔行系统的设计重点,设计为双向运动估计,采用菱形快速搜索算法,主要分为计算和控制两大部分.计算部分为SAD计算模块,采用累加树和流水线技术;控制部分根据菱形搜索算法的第三步搜索的特点,对比较模块、SAD暂存器等模块做了具体的设计.对于运动补偿模块采用双向补偿的算法,补偿精度为半像素.根据半像素点的位置将运动补偿计算分为四个状态,并通过对四个状态计算特点的分析设计了加法器的结构复用.同时基于视频数据处理的需要,设计了四个具有双体存储结构的内部缓存器,由FPGA内部的嵌入式阵列块实现.根据运动估计模块和运动补偿模块的计算特点,分别对缓存器的结构、读写时序和列序号控制进行设计,有效提高了数据的存取效率.本文对于这三个去隔行系统的关键模块都给出了RTL级设计和模块的功能仿真,并在最后一章中给出了去隔行系统的FPGA设计.
上传时间: 2013-06-11
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本文对G.729语音编码算法的基本原理和实现系统开发方面进行了深入研究。针对G.729语音编码算法在实际应用中存在的一些问题,在大量分析和实验的基础上,提出了新的改进算法。G.729语音编码算法硬件实现方面,国内外现在主要以DSP为实现平台,这是由于DSP以其卓越的运算能力为数字语音信号处理领域的研究及开发提供了有力的工具。但G.729语音编码算法具有计算复杂和数据存储量大的固有缺陷,随着通信量的不断增加和服务的扩展,对G.729语音编码实时性的要求也越来越高。随着微电子制造工艺的发展,越来越多的语音编码平台采用DSP与FPGA或MCU相互结合的系统,通过进行软硬件协同设计提高编码效率。
上传时间: 2013-06-30
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数字滤波作为数字信号处理技术的重要组成部分,广泛应用于诸如信号分离、恢复、整形等多种场合中,本文讨论的FIR滤波器因其具有严格的线性相位特性而得到广泛的应用。在工程实践中,往往要求信号处理具有实时性和灵活性,但目前常用的一些软件或硬件实现方法则难以同时达到两方面的要求。 可编程逻辑器件是一种用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。本课题研究FIR的FPGA解决方案体现电子系统的微型化和单片化,主要完成的工作如下: (1)以FIR滤波器的基本理论为依据,研究适应工程实际的数字滤波器的设计方法: (2)对分布式算法进行了较为深入的研究。在阐述算法原理的基础上,分析了利用FPGA特有的查找表结构完成这一运算的方法,从而解决了常系数乘法运算硬件实现的问题; (3)以—FIR低通滤波器为例说明FIR数字滤波器的具体实现方法,采用层次化、模块化、参数化的设计思想,完成对整个FIR滤波器的功能模块的划分,以及各个功能模块的具体设计; (4)设计参数可调的FIR低通滤波器的硬件电路:以EPFlK50TCl44-l为核心,包括A/D转换电路、D/A转换电路以及在系统配置电路等。以话音作为输入信号,进行了实际滤波效果的测试。 实验系统的测试结果表明,和传统的数字滤波器相比较具有更好的实时性、准确性、灵活性和实用性。
上传时间: 2013-07-13
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随着图像处理和模式识别技术的进步,基于生物特征的识别技术成为蓬勃发展的高技术之一,根据IBG(InternationalBiometricGroup)组织对生物特征市场的统计和预测,该领域的收入的年增长率30-50%,到2008年,全球总收入将达到46.39亿美元。而基于指纹特征的识别技术由于其独特的可靠性,稳定性,方便快捷的特点,恰好符合了市场的需求。目前指纹识别技术是生物识别领域中应用最广泛的识别技术,也是研究与应用的一个热点。 SOPC片上可编程系统和嵌入式系统是当前电子设计领域中最热门的概念。NiosⅡ是Altera公司开发的一种采用流水线技术、单指令流的RISC嵌入式处理器软核,可以将它嵌入FPGA内部,与用户自定义逻辑结合构成一个基于FPGA的片上系统。与嵌入式硬核相比较,嵌入式软核具有更大的灵活性。而FPGA的高速性、恰恰满足了指纹识别系统对速度的要求。 本文对指纹识别技术中各个环节的算法进行了较为深入的研究,结合NiosⅡ嵌入式处理器的特点,对算法进行了合理的选择与优化,形成了一套完整的指纹识别算法,并提出了一种基于FPGA的指纹识别系统硬件设计方案。 论文的内容主要包括以下几个方面: 1、对指纹图像预处理、后处理和匹配算法进行了改进,提高了算法的性能;设计了一种适用于快速匹配的指纹特征数据结构;提出了一套基于特征点匹配的指纹识别算法。实验结果表明该算法速度快、误识率较低、可靠性较高,可以满足实用的要求。 2、本着增加系统集成度、减小系统体积、提高便携性、降低功耗和成本,同时提升系统的性能的原则,使用Altera公司提供的外围设备IP核配合NiosⅡ处理器软核搭建了一个单片嵌入式系统,然后以内嵌NiosⅡ软核的FPGA和FPS200指纹采集器为核心芯片,外配片外RAM和Flash存储器以及小键盘和LCD显示屏等器件,设计了一个便携式指纹识别系统,提出了一套基于FPGA的硬件设计方案。 3、利用NiosⅡ开发板对硬件设计方案进行了初步的验证,实现了指纹采集芯片FPS200与FPGA的接口,并进行了算法的移植。 实验结果表明本文所提出的系统设计方案是可行的。基于FPGA的自动指纹识别系统在速度、功耗、体积、扩展性方面有着独特的优势,具有广阔的发展空间。最后提出了对这一设计继续改进的思路和下一步研究的内容。
上传时间: 2013-06-07
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软件无线电是二十世纪九十年代提出的一种实现无线通信的体系结构,被认为是继模拟通信、数字通信之后的第三代无线电通信技术。它的中心思想是:构造一个开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,并使宽带模数和数模转换器尽可能靠近天线,从而将各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成。 本论文首先介绍了软件无线电的基本原理和三种结构形式,综述了软件无线电的几项关键技术及其最新研究进展。其中调制解调模块是软件无线电系统中的重要部分,集中体现了软件无线电最显著的优点——灵活性。目前这一部分的技术实现手段多种多样。随着近几年来芯片制造工艺的飞速发展,可编程器件FPGA以其高速的处理性能、高容量和灵活的可重构能力,成为实现软件无线电技术的重要手段。 本论文调制解调系统的设计,选择有代表性的16QAM和QPSK两种方式作为研究对象,采用SystemView软件作为系统级开发工具进行集成化设计。在实现系统仿真和FPGA整体规划后,着重分析用VHDL实现其中关键模块以及利用嵌入FPGA的CPU核控制调制解调方式转换的方法。同时,在设计中成功地调用了Xilinx公司的IP核,实现了设计复用。由于FPGA内部逻辑可以根据需要进行重构,因而硬件的调试和升级变得很容易,而内嵌CPU使信号处理过程可以用软件进行控制,充分体现了软件无线电的灵活性。 通过本论文的研究,初步验证了在FPGA内实现数字调制解调过程及控制的技术可行性和应用的灵活性,并对将来的扩展问题进行了研究和讨论,为实现完整的软件无线电系统奠定了基础。
上传时间: 2013-06-10
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低压电力线通信(PLC)具有网络分布广、无需重新布线和维护方便等优点。近年来,低压电力线通信被看成是解决信息高速公路“最后一英里”问题的一种方案,在国内外掀起了一个新的研究热潮。电力线信道中不仅存在多径干扰和子信道衰落,而且还存在开关噪声和窄带噪声,因此在电力线通信系统中,信道编码是不可或缺的重要组成部分。 本文着重研究了在FPGA上实现OFDM系统中的信道编解码方案。其中编码端由卷积码编码器和交织器组成,解码端由Viterbi译码器和解交织器组成,同时为了与PC机进行通信,还在FPGA上做了一个RS232串行接口模块,以上所有的模块均采用硬件描述语言VerilogHDL编写。另外,峰值平均功率比(PAR)较大是OFDM系统所面临的一个重要问题,必须要考虑如何降低大峰值功率信号出现的概率。本文重点研究了三种降低PAR的方法:即信号预畸变技术、信号非畸变技术和编码技术。这三种方法各有优缺点,但是迄今为止还没有一种好方法能够彻底地解决OFDM系统中较高PAR的弊病。本论文内容安排如下:第一章介绍了课题的背景,可编程器件和OFDM技术的发展历程。第二章详细介绍了OFDM的原理以及实现OFDM所采用的一些技术细节。第三章详细介绍了本课题中信道编码的方案,包括信道编码的基本原理,组成结构以及方案中采用的卷积码和交织的原理及设计。第四章详细讨论了编码方案如何在FPGA上实现,包括可编程逻辑器件FPGA/CPLD的结构特点,开发流程,以及串口通信接口、编解码器的FPGA设计。第五章详细介绍了如何降低OFDM系统中的峰值平均功率比。最后,在第六章总结全文,并对课题中需要进一步完善的方面进行了探讨。
上传时间: 2013-04-24
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基于电子鼻技术和嵌入式技术的智能乙醇电子鼻系统是针对乙醇气体浓度检测的集成系统,可以在规定的温度、湿度和气压条件下,分析测量出气体中乙醇含量,具有广阔的应用前景。本文中智能乙醇电子鼻系统的研制涉及到测量人体肺深部气体中的乙醇含量,即呼出气体中的乙醇含量BrA.(breat.alcoho.concentration),然后根据比例关系得出人体血液中的乙醇含量BAC(bloo.alcoho.concentration),本文的研究内容如下: 第一章提出了课题来源及研究意义;在此基础上分析电子鼻技术和嵌入式技术的国内外研究现状,涉及到乙醇电子鼻、气敏传感器,以及嵌入式操作系统等技术;然后根据这些技术特点,确定了本文的研究内容和实施路线;最后,给出了论文的框架结构。 第二章分析系统需求,结合嵌入式技术理论,确定系统硬件方案和软件方案;在硬件方案中涉及到信息的处理、存储、通信等,在软件方案中涉及到嵌入式操作系统、文件系统、GUI系统的选择;对于乙醇电子鼻传感器方案,详细论述了乙醇燃料电池的工作过程及原理;最后,制定了智能乙醇电子鼻系统的总体技术及实施方案。 第三章着重阐述了系统的硬件设计过程,采用模块化思想,分阶段、分步骤地设计了硬件电路:分别从中央处理单元、信息采集及预处理、数据显示及报警、数据通信、数据存储、人机交互这六个方面,详细描述了硬件电路的工作过程和原理;至此,搭建出了硬件平台。 第四章主要描述了系统的软件设计过程,按照软件开发的流程,从系统引导代码BootLoader的编写,到嵌入式操作系统μClinux的移植,再到文件系统JFFS2的移植,最后到MiniGUI图形库的移植,都一一详细论述了实现过程;至此,搭建出了系统的软件平台。 第五章基于搭建的软件平台,阐述了系统相关驱动程序的开发过程、操作界面和应用程序的设计过程,给出了系统的界面图与操作流程图,明确体现了系统的功能模块;至此,完成了智能乙醇电子鼻系统的驱动及应用程序开发。 第六章和第七章,针对智能乙醇电子鼻系统的测试分析,搭建了系统测试平台,指定了符合本系统的测试指标及标准;对测试结果进行详细分析和对比,得出了系统性能的评价。根据这些评价,提出了系统的不足和今后要进一步研究和完善的方面。关键词:乙醇电子鼻;嵌入式系统;燃料电池;ARM;μCLinux操作系统
上传时间: 2013-07-24
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