在航空航天，遥感测量，安全防卫以及家用影视娱乐等领域，要求能及时保存高清晰度的视频信号供后期分析、处理、研究和欣赏。因此，研究一套处理速度快，性能可靠，使用方便，符合行业相关规范的高清视频编解码系统是十分必要的。 本文首先介绍了高清视频的发展历史。并就当前相关领域的发展阐述了高清视频编解码系统的设计思路，提出了可行的系统设计方案。基于H.264的高清视频编码系统对处理器的要求非常高，一般的DSP和通用处理器难以达到性能要求。本系统选择富士通公司最新的专用视频编解码芯片MB86H51，实时编解码分辨率达到1080p的高清视频。芯片具有压缩率高，功耗低，体积小等优点。系统的控制设备由三块FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分别负责视频输入输出，码流输入输出和主编解码芯片的控制。ARM作为上层人机交互的控制器，向系统使用者提供操作界面，并与主控FPGA相连。方案实现了高清视频的输入，实时编码和码流存储输出等功能于一体，能够编码1080p的高清视频并存储在硬盘中。系统开发的工作难点在于FPGA的程序设计与调试工作。其次，详细介绍了FPGA在系统中的功能实现，使用的方法和程序设计。使用VHDL语言编程实现I2C总线接口和接口控制功能，利用stratix系列FPGA内置的M4K快速存储单元实现128K的命令存储ROM，并对设计元件模块化，方便今后的功能扩展。编程实现了PIO模式的硬盘读写和SDRAM接口控制功能，实现高速的数据存储功能。利用时序状态机编程实现主芯片编解码控制功能，完成编解码命令的发送和状态读取，并对设计思路，调试结果和FPGA资源使用情况进行分析。着重介绍设计中用到的最新芯片及其工作方式，分析设计过程中使用的最新技术和方法。有很强的实用价值。最后，论文对系统就不同的使用情况提出了可供改进的方案，并对与高清视频相关的关键技术作了分析和展望。
上传时间： 2013-07-26
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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。
上传时间： 2013-07-12
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随着数字图像处理的应用领域不断扩大，实时处理技术成为研究的热点。VLSI技术的迅猛发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础。其中FPGA(现场可编程门阵列)的特点使其在图像采集和处理方面的应用显得更加经济、灵活、方便。 本文设计了一种以FPGA为工作核心，并实现了PCI接口的图像采集压缩系统。整个系统采用了自顶向下的设计方案，先把系统分成了三大块，即图像采集、PCI接口和图像压缩，然后分别设计各个大模块中的子模块。 首先，利用FPGA对专用视频转换器SAA7111A进行控制，因为SAA7111A是采用IC总线模块，从而完成了对SAA7111A的控制，并通过设计图像采集模块、读/写数据模块、总线管理模块等，实现把标准的模拟视频信号转换成数字视频信号并采集的功能。 其次，在了解PCI规范的前提下，深入地分析了PCI时序和地址配置空间等，设计了简化逻辑的状态机，并用VHDL硬件描述语言设计了程序，完成了简化逻辑的PCI接口设计在FPGA芯片内部的实现，达到了一33MHz、32位数据宽度、支持猝发传输的PCI从设备模块的接口功能，与传统的使用PCI专用接口芯片来实现的PCI接口比较来看，更加节约了系统的逻辑资源，降低了成本，增加了设计的灵活性。 再次，设计了WINDOWS下对PCI接口的驱动程序。驱动程序可以选择不同的方法来完成，当然每个方法都有自己的特点，对几种主要设计驱动程序的方法作以比较之后，本文选择了使用DRIVER WORKS工具来完成。通过对配置空间的设计、系统端口和内存映射的设计、中断服务的设计等，用VC++语言编写了驱动程序。 最后，考虑到增加系统的实用性和完备性，还填加设计了图像的压缩部分。这部分需要完成的工作是在上述系统完成后，再额外地把采集来的视频数据通过另一路数据通道按照一定的格式压缩后存储到硬盘中。本系统中，这部分设计是利用Altera公司提供的IP核来完成压缩的，同时还用VHDL语言在FPGA上设计了IDE硬盘接口，使压缩后的数据存储到硬盘中。
上传时间： 2013-06-01
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本文针对应用于军用直升机上的Doppler/SINS组合导航系统对导航计算机高精度、高性能的要求，设计出一种基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 协同合作的机载导航计算机系统。在分析Doppler/SINS组合导航系统模型的特点和系统对导航计算机的需求后，提出了基于DSP和FPGA的机载导航计算机整体设计方案，该方案采用DSP负责导航解算，利用FPGA强大的内部资源扩展系统的通信接口，完成外围通信模块控制信号的整合。在导航计算机整体设计方案，包括硬件设计方案和软件设计方案确立的基础上，首先对 DSP和FPGA芯片进行选型，其次对实现各个功能模块的关键技术进行研究和开发，包括基于FPGA的数据通信模块、基于DSP的处理器模块以及数据存储模块，开发过程中做了大量的仿真和验证，最后对系统进行综合测试和联调，并进行了地面跑车实验。实验结果证明：系统能够实时采集IMU角速率和加速度、Doppler雷达的速度等信息，能够对IMU、Doppler、GPS、航姿系统、高度表等信息进行导航解算，生成当前位置、姿态等导航数据，并能够完成与机载电子设备间的数据通信与控制。多次的联调和跑车实验结果证明，机载导航计算机达到了预期设计的目的，可以有效提高导航系统的运算精度，实现了高性能、小体积、低成本的要求，系统具有较高的应用价值。关键词：Doppler/SINS组合导航，导航计算机，DSP,FPGA
上传时间： 2013-07-25
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根据基带成型滤波器的工作原理，文中设计出了一种基带成型滤波器的数字实现方案。该方案首先运用MATALB仿真工具得到信号基带成型后的仿真数据，并将仿真数据存储在FPGA中，然后通过查表操作实现了数字基带成型滤波器的功能。文中还给出了通过MODELSIM得到的信号基带成型后的仿真结果，仿真结果表明，由该方案所设计的基带成型滤波器可以很好地完成通信系统中信号的成型特性。
上传时间： 2013-11-09
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具有OBFL功能的电路板经配置后，可以把故障相关数据存储在非易失性存储器中，并可在日后加以检索和显示以用于故障分析。这些故障记录有助于电路板故障的事后检查。要实现OBFL系统功能，需要同时使用软硬件。在硬件方面，需要：a)确定给出电路板件故障信息的板载OBFL资源(如温度感应器、存储器、中断资源、电路板ID，等等)；b)在电路板或者系统出现故障时用以保存故障信息的板载非易失性存储。OBFL软件的作用是在正常的电路板运行以及电路板故障期间配置电路板变量并将其作为OBFL记录存储在非易失性存储中。OBFL软件还应具备一定的智能，能够分析多项出错事件、记录和历史故障记录，以逐步缩小范围的方式确认故障原因。这种分析可以大大减轻故障排查工作，否则将有大量的OBFL记录需要故障分析工程师手动核查。
上传时间： 2013-11-03
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随着智能配电技术的不断发展，配电网实时运行参数以及配电网电能质量已经成为众所关注的问题，为实现配电网实时运行情况的监测并对当前配电网的电能质量进行分析，本文提出了一种配电网智能监测终端的设计方法，详细介绍了智能监测终端的信号采集电路设计、数据存储设计、实时时钟设计、通信接口设计等。
上传时间： 2013-11-18
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为了充分利用石油钻井井下随钻仪器中锂电池的有限电量，延长随钻仪器单次连续工作时间，采用以PIC16F688单片机作为控制核心，对主、从两组锂电池进行实时监控的原理进行软硬件设计。系统包括电流采样、电压采样、总线接口和EEPROM数据存储4个模块，具有主从电池的自动切换、电量统计、存储、传输等功能。通过石油井下现场应用，该系统将随钻仪器中锂电池电量的使用效率提高至90%，安全可靠，具有很好的工程应用价值。
上传时间： 2013-11-22
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本书从应用的角度，详细地介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统、各种硬件接口设计、各种常用的数据运算和处理程序及接口驱动程序的设计以及MCS-51单片机应用系统的设计，并对MCS-51单片机应用系统设计中的抗干扰技术以及各种新器件也作了详细的介绍。本书突出了选取内容的实用性、典型性。书中的应用实例，大多来自科研工作及教学实践，且经过检验，内容丰富、翔实。 本书可作为工科院校的本科生、研究生、专科生学习MCS-51单片机课程的教材，也可供从事自动控制、智能仪器仪表、测试、机电一体化以及各类从事MCS-51单片机应用的工程技术人员参考。 第一章 单片微型计等机概述 1.1 单片机的历史及发展概况 1.2 单片机的发展趋势 1.3 单片机的应用 1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用范围 1.4 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.5 MCS-51系列单片机 第二章 MCS-51单片机的硬件结构 2.1 MCS-51单片机的硬件结构 2.2 MCS-51的引脚 2.2.1 电源及时钟引脚 2.2.2 控制引脚 2.2.3 I/O口引脚 2.3 MCS-51单片机的中央处理器（CPU） 2.3.1 运算部件 2.3.2 控制部件 2.4 MCS-51存储器的结构 2.4.1 程序存储器 2.4.2 内部数据存储器 2.4.3 特殊功能寄存器（SFR） 2.4.4 位地址空间 2.4.5 外部数据存储器 2.5 I/O端口 2.5.1 I/O口的内部结构 2.5.2 I／O口的读操作 2.5.3 I／O口的写操作及负载能力 2.6 复位电路 2.6.1 复位时各寄存器的状态 2.6.2 复位电路 2.7 时钟电路 2.7.1 内部时钟方式 2.7.2 外部时钟方式 2.7.3 时钟信号的输出 第三章 MCS-51的指令系统 3.1 MCS-51指令系统的寻址方式 3.1.1 寄存器寻址 3.1.2 直接寻址 3.1.3 寄存器间接寻址 3.1.4 立即寻址 3.1.5 基址寄存器加变址寄存器间址寻址 3.2 MCS-51指令系统及一般说明 3.2.1 数据传送类指令 3.2.2 算术操作类指令 3.2.3 逻辑运算指令 3.2.4 控制转移类指令 3.2.5 位操作类指令 第四章 MCS-51的定时器/计数器 4.1 定时器／计数器的结构 4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 4.1.2 定时器／计数器控制寄存器TCON 4.2 定时器／计数器的四种工作方式 4.2.1 方式0 4.2.2 方式1 4.2.3 方式2 4.2.4 方式3 4.3 定时器／计数器对输入信号的要求 4.4 定时器／计数器编程和应用 4.4.1 方式o应用（1ms定时） 4.4.2 方式1应用 4.4.3 方式2计数方式 4.4.4 方式3的应用 4.4.5 定时器溢出同步问题 4.4.6 运行中读定时器／计数器 4.4.7 门控制位GATE的功能和使用方法（以T1为例） 第五章 MCS-51的串行口 5.1 串行口的结构 5.1.1 串行口控制寄存器SCON 5.1.2 特殊功能寄存器PCON 5.2 串行口的工作方式 5.2.1 方式0 5.2.2 方式1 5.2.3 方式2 5.2.4 方式3 5.3 多机通讯 5.4 波特率的制定方法 5.4.1 波特率的定义 5.4.2 定时器T1产生波特率的计算 5.5 串行口的编程和应用 5.5.1 串行口方式1应用编程（双机通讯） 5.5.2 串行口方式2应用编程 5.5.3 串行口方式3应用编程（双机通讯） 第六章 MCS-51的中断系统 6.1 中断请求源 6.2 中断控制 6.2.1 中断屏蔽 6.2.2 中断优先级优 6.3 中断的响应过程 6.4 外部中断的响应时间 6.5 外部中断的方式选择 6.5.1 电平触发方式 6.5.2 边沿触发方式 6.6 多外部中断源系统设计 6.6.1 定时器作为外部中断源的使用方法 6.6.2 中断和查询结合的方法 6.6.3 用优先权编码器扩展外部中断源 第七章 MCS-51单片机扩展存储器的设计 7.1 概述 7.1.1 只读存储器 7.1.2 可读写存储器 7.1.3 不挥发性读写存储器 7.1.4 特殊存储器 7.2 存储器扩展的基本方法 7.2.1 MCS-51单片机对存储器的控制 7.2.2 外扩存储器时应注意的问题 7.3 程序存储器EPROM的扩展 7.3.1 程序存储器的操作时序 7.3.2 常用的EPROM芯片 7.3.3 外部地址锁存器和地址译码器 7.3.4 典型EPROM扩展电路 7.4 静态数据存储的器扩展 7.4.1 外扩数据存储器的操作时序 7.4.2 常用的SRAM芯片 7.4.3 64K字节以内SRAM的扩展 7.4.4 超过64K字节SRAM扩展 7.5 不挥发性读写存储器扩展 7.5.1 EPROM扩展 7.5.2 SRAM掉电保护电路 7.6 特殊存储器扩展 7.6.1 双口RAMIDT7132的扩展 7.6.2 快擦写存储器的扩展 7.6.3 先进先出双端口RAM的扩展 第八章 MCS-51扩展I/O接口的设计 8.1 扩展概述 8.2 MCS-51单片机与可编程并行I／O芯片8255A的接口 8.2.1 8255A芯片介绍 8.2.2 8031单片机同8255A的接口 8.2.3 接口应用举例 8.3 MCS-51与可编程RAM/IO芯片8155H的接口 8.3.1 8155H芯片介绍 8.3.2 8031单片机与8155H的接口及应用 8.4 用MCS-51的串行口扩展并行口 8.4.1 扩展并行输入口 8.4.2 扩展并行输出口 8.5 用74LSTTL电路扩展并行I/O口 8.5.1 用74LS377扩展一个8位并行输出口 8.5.2 用74LS373扩展一个8位并行输入口 8.5.3 MCS-51单片机与总线驱动器的接口 8.6 MCS-51与8253的接口 8.6.1 逻辑结构与操作编址 8.6.2 8253工作方式和控制字定义 8.6.3 8253的工作方式与操作时序 8.6.4 8253的接口和编程实例 第九章 MCS-51与键盘、打印机的接口 9.1 LED显示器接口原理 9.1.1 LED显示器结构 9.1.2 显示器工作原理 9.2 键盘接口原理 9.2.1 键盘工作原理 9.2.2 单片机对非编码键盘的控制方式 9.3 键盘/显示器接口实例 9.3.1 利用8155H芯片实现键盘／显示器接口 9.3.2 利用8031的串行口实现键盘／显示器接口 9.3.3 利用专用键盘／显示器接口芯片8279实现键盘／显示器接口 9.4 MCS-51与液晶显示器（LCD）的接口 9.4.1 LCD的基本结构及工作原理 9.4.2 点阵式液晶显示控制器HD61830介绍 9.5 MCS-51与微型打印机的接口 9.5.1 MCS-51与TPμp－40A/16A微型打印机的接口 9.5.2 MCS-51与GP16微型打印机的接口 9.5.3 MCS-51与PP40绘图打印机的接口 9.6 MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计 9.6.1 BCD码拨盘 9.6.2 BCD码拨盘与单片机的接口 9.6.3 拨盘输出程序 9.7 MCS-51单片机与CRT的接口 9.7.1 SCIBCRT接口板的主要特点及技术参数 9.7.2 SCIB接口板的工作原理 9.7.3 SCIB与MCS-51单片机的接口 9.7.4 SCIB的CRT显示软件设计方法 第十章 MCS-51与D/A、A/D的接口 10.1 有关DAC及ADC的性能指标和选择要点 10.1.1 性能指标 10.1.2 选择ABC和DAC的要点 10.2 MCS-51与DAC的接口 10.2.1 MCS-51与DAC0832的接口 10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口 10.2.3 MCS-51同串行输入的DAC芯片AD7543的接口 10.3 MCS-51与ADC的接口 10.3.1 MCS-51与5G14433（双积分型）的接口 10.3.2 MCS-51与ICL7135（双积分型）的接口 10.3.3 MCS-51与ICL7109（双积分型）的接口 10.3.4 MCS-51与ADC0809（逐次逼近型）的接口 10.3.5 8031AD574（逐次逼近型）的接口 10.4 V/F转换器接口技术 10.4.1 V／F转换器实现A／D转换的方法 10.4.2 常用V／F转换器LMX31简介 10.4.3 V／F转换器与MCS-51单片机接口 10.4.4 LM331应用举例 第十一章 标准串行接口及应用 11.1 概述 11.2 串行通讯的接口标准 11.2.1 RS-232C接口 11.2.2 RS-422A接口 11.2.3 RS-485接口 11.2.4 各种串行接口性能比较 11.3 双机串行通讯技术 11.3.1 单片机双机通讯技术 11.3.2 PC机与8031单片机双机通讯技术 11.4 多机串行通讯技术 11.4.1 单片机多机通讯技术 11.4.2 IBM-PC机与单片机多机通讯技术 11.5 串行通讯中的波特率设置技术 11.5.1 IBM－PC/XT系统中波特率的产生 11.5.2 MCS-51单片机串行通讯波特率的确定 11.5.3 波特率相对误差范围的确定方法 11.5.4 SMOD位对波特率的影响 第十二章 MCS-51的功率接口 12.1 常用功率器件 12.1.1 晶闸管 12.1.2 固态继电器 12.1.3 功率晶体管 12.1.4 功率场效应晶体管 12.2 开关型功率接口 12.2.1 光电耦合器驱动接口 12.2.2 继电器型驱动接口 12.2.3 晶闸管及脉冲变压器驱动接口 第十三章 MCS-51单片机与日历的接口设计 13.1 概述 13.2 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MSM5832的接口设计 13.2.1 MSM5832性能及引脚说明 13.2.2 MSM5832时序分析 13.2.3 8031单片机与MSM5832的接口设计 13.3 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MC146818的接口设计 13.3.1 MC146818性能及引脚说明 13.3.2 MC146818芯片地址分配及各单元的编程 13.3.3 MC146818的中断 13.3.4 8031单片机与MC146818的接口电路设计 13.3.5 8031单片机与MC146818的接口软件设计 第十四章 MCS-51程序设计及实用子程序 14.1 查表程序设计 14.2 散转程序设计 14.2.1 使用转移指令表的散转程序 14.2.2 使用地地址偏移量表的散转程序 14.2.3 使用转向地址表的散转程序 14.2.4 利用RET指令实现的散转程序 14.3 循环程序设计 14.3.1 单循环 14.3.2 多重循环 14.4 定点数运算程序设计 14.4.1 定点数的表示方法 14.4.2 定点数加减运算 14.4.3 定点数乘法运算 14.4.4 定点数除法 14.5 浮点数运算程序设计 14.5.1 浮点数的表示 14.5.2 浮点数的加减法运算 14.5.3 浮点数乘除法运算 14.5.4 定点数与浮点数的转换 14.6 码制转换 ……
上传时间： 2013-11-06
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针对传统电子血压计的不足，介绍了一种基于超低功耗单片机的全自动血压测量系统的设计方案，测量血压的方法是基于充气过程的示波法。该测量系统采用MSP430系列超低功耗混合信号处理器作为核心处理器，采用幅度系数算法计算出血压值和心率值，可以完成自动测量血压、信息显示、数据存储、查看和删除历史数据等功能。由于采用了MSP430混合信号处理器，简化了电路的设计，提高了系统的可靠性和稳定性。实际应用表明，该系统具有操作简便、测试准确的特点，达到了设计要求
上传时间： 2013-11-01
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