蓝牙(Bluetooth)技术是近年来国外先进国家研究发展最快的短程无线通信技术之一,能够广泛地应用于工业短距离无线控制装置、近距离移动无线控制设备、机器人控制、办公自动化及多媒体娱乐设备等局部范围内无线数据传输的领域中。在我国,由于对蓝牙技术的研究还处于研究开发的初级阶段, 还没有形成蓝牙数据短距离无线通信的一套开放性应用标准。 在无线音频传输领域内,传统的基于模拟调制方式的无线音频传输由于抗干扰能力较差,传输的音频质量会受到较大的影响,而国内市场上的蓝牙音频产品仅支持单声道语音传输。所以,对基于蓝牙技术的高品质多通道音频传输技术的研究将具有一定的技术创新性,在无线音频传输领域也具有较为广阔的市场前景。 本文以嵌入式蓝牙技术与音频信号传输系统为研究开发课题,参考国外蓝牙技术协议标准,利用功能模块单元与嵌入式技术,目标是研制一种基于嵌入式开发应用的高品质双声道蓝牙无线音频传输系统。本系统通过对双声道线性模拟音源的数字化MP3编解码处理,结合基于嵌入式应用的简化后的HCI层蓝牙应用协议,实现了蓝牙信道带宽内的高品质双声道音频信号点对点的传输。 在硬件设计上,系统采用了模块化设计思想。发送端和接收端由音频处理模块、控制传输模块和无线模块三部分构成。其中,音频处理模块以MAS3587音频处理芯片为核心,负责音频信号的AD采样、MP3压缩和解压缩以及DA还原等工作;控制传输模块以MSP430F169为核心,负责MP3数据帧的高速传输以及蓝牙接口协议控制;无线模块采用蓝牙单芯片解决方案(集成蓝牙射频、基带和链路管理等),负责MP3数据帧的射频发送和接收。模块与模块之间采用工业标准接口方式连接。音频处理模块和控制传输模块之间采用DMA方式的通用并口(PIO);控制传输模块与蓝牙模块之间采用DMA方式的通用异步串口(UART)。 在软件设计上,系统主要由蓝牙协议解释、传输控制和芯片驱动三部分构成。在蓝牙协议解释上,系统采用了基于HCI层的ACL数据包透明传输方式;在传输控制上,采用了基于通用并口(PIO)和异步串口(UART)的DMA方式高效率批量数据传输技术;芯片驱动主要指对MAS3587的基本配置。 对目标系统的测试实验采用了目前流行的音频测试虚拟仪器软件Adobe Audition 1.5。实验项目包括扫频测试、音乐测试、听觉测试、距离测试以及抗干扰测试等。实验结果表明,输入音源在经过MP3编码、发射、接收及MP3解码后,音频质量基本上没受影响,实际双声道音质接近于CD音质,而无线传输的可靠性远高于模拟无线音频传输,几乎没有断音与错音,充分体现了嵌入式蓝牙无线技术的优势。
上传时间: 2013-05-27
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MTK手机方案,MT6225双卡双待手机原理图。
上传时间: 2013-06-20
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激光打标是指利用高能量密度的激光束在物件表面作永久性标刻。激光打标以其“打标速度快、性能稳定、打标质量好”等优势,获得了日益广泛的应用。传统的激光打标系统一般是基于ISA总线或PCI总线的,运动控制卡必须插在计算机的PCI插槽内,且不支持热捅拔,影响了控制卡的稳定性;以单片机为主控制器的激光打标控制卡虽然成本低、运行可靠,但由于其运算速度慢、存储容量有限,限制了它的应用范围。 运动控制卡是激光打标系统的核心组成部分。本文设计了一种新型的基于USB总线,以FPGA为主控单元的振镜扫描式激光打标控制卡,它利用了USB总线高速、稳定、易用和FPGA资源丰富、处理能力强、易扩展等优点,将PC机强大的信息处理能力与运动控制卡的运动控制能力相结合,具有信息处理能力强、开放程度高、使用方便的特点。 本文首先介绍了激光打标的原理,激光打标技术的发展现状以及激光打标系统的组成结构。在对USB总线技术作了简要介绍后,详细讨论了激光打标控制卡的硬件电路设计,包括USB接口电路,FPGA主控单元电路,D/A单元电路,存储器电路,I/O接口电路等。接着对USB接口单元的固件程序和FPGA中USB接口功能模块、D/A写控制功能模块和SRAM读写控制功能模块的程序做了详细设计,通过软硬件调试,控制卡实现了USB通信,输出两路模拟信号,SRAM数据读写,数字量输入输出等功能。
上传时间: 2013-04-24
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无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量传感器节点组成,这些节点部署在监测区域内通过无线通信方式,形成的一个多跳自组织的网络。整个网络的作用是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中监测对象的信息,并发送给观察者,可广泛应用于环境监测、医疗护理、军事、商业等多个领域。 媒体访问控制(Medium Access Control,MAC)协议处于无线传感器网络协议的物理层和路由层之间,用于在传感器节点间公平有效地共享通信媒介,对传感器网络的性能有较大影响。与传统无线网络不同,提高能量效率和可扩展性是无线传感器网络MAC协议设计的主要目标。 本文主要阐述基于FPGA对IEEE802.15.4 MAC层功能的实现。首先介绍了无线传感器网络的体系结构、MAC协议的设计要求以及已有的MAC层协议,讨论了无线传感器网络MAC层的主要要求和功能。然后详细介绍和分析了IEEE802.15.4的MAC协议,并在此基础上,通过NS2平台对MAC层协议进行了仿真,研究不同网络负荷下信道访问机制的各个参数对吞吐量,丢包率,传输延时的影响,分析了隐蔽站问题、确认帧机制。 本文对MAC层中的主要功能,诸如数据收发、帧处理、信道接入方式以及帧检验等提出了基于FPGA的硬件解决方法。设计选用硬件描述语言VerilogHDL,在QuartusⅡ中完成模块的综合和布局布线,在QuartusⅡ和Modelsim中进行时序仿真验证,最终下载到自主设计Altera公司的Cyclone开发板中。 对设计的验证采取的是由里及外的方式,先对系统主模块的功能进行验证,然后下载到与CC2430开发板相连接的FPGA中对设计进行验证测试。验证流程是功能仿真、时序仿真和板级调试,最终通过测试,验证了该设计的功能。测试结果表明,该模块能满足无线传感器网络低速率应用环境的需要,具有优良的扩展性能,达到了预期的设计目标。
上传时间: 2013-06-14
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随着现代DSP、FPGA等数字芯片的信号处理能力不断提高,基于软件无线电技术的现代通信与信息处理系统也得到了更为广泛的应用。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件系统作为其应用平台,把尽可能多的无线及个人通信和信号处理的功能用软件来实现,从而将无线通信新系统、新产品的开发逐步转移到软件上来。另一方面,现代信号处理系统对数据的处理速度、处理精度和动态范围的要求也越来越高,需要每秒完成几千万到几百亿次运算。因此研制具备高速实时信号处理能力的通用硬件平台越来越受到业界的重视。 @@ 目前的高速实时信号处理系统一般均采用DSP+FPGA的架构,其中DSP主要负责完成系统通信和基带信号处理算法,而FPGA主要完成信号预处理等前端算法,并提供系统常用的各种外部接口逻辑。本文的主要工作就在于完成通用型高速实时信号处理系统的FPGA软件设计。 @@ 本文提出了一种基于多DSP与FPGA的通用高速实时信号处理系统的架构。综合考虑各方面因素,作者选择使用两片ADSP-TS201浮点DSP以混合耦合模型构成系统信号处理核心;以Xilinx公司最新的高性能FPGA Virtex-5系列的XC5VLX50T提供系统所需的各种接口,包括与ADSP-TS201的高速Linkport接口以及SPI、UART、SPORT等常用外设接口。此外,作者还选择了ADSP-BF533定点DSP加入系统当中以扩展系统音视频信号处理能力,体现系统的通用性。 @@ 基于FPGA的嵌入式系统设计正逐渐成为现代FPGA应用的一个热点。结合课题需要,作者以Xilinx公司的MicroBlze软核处理器为核心在Virtex-5片内设计了一个嵌入式系统,完成了对CF卡、DDR2 SDRAM存储器的读写控制,并利用片内集成的三态以太网MAC硬核模块,实现了系统与上位PC机之间的以太网通信链路。此外,为扩展系统功能,适应未来可能的软件升级,进一步提高系统的通用性,还将嵌入式实时操作系统μC/OS-II移植到MicroBlaze处理器上。 @@ 最后,作者介绍了基于Xilinx RocketIO GTP收发器的高速串行传输设计的关键技术和基本的设计方法,充分体现了目前高速实时信号处理系统的发展要求和趋势。 @@关键词:高速实时信号处理;FPGA;Virtex-5;嵌入式系统;MicroBlaze
上传时间: 2013-05-17
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移动无线信道特性对移动通信系统性能具有重要影响,移动信道建模和仿真对移动通信系统的研发具有重要意义。因此,对移动信道建模与仿真进行研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文从无线电波的传播特点出发,分析了无线电波的传播模型和描述信道特性的主要参数,重点分析了移动小尺度衰落模型;结合无线电波传输环境的特点,研究了平坦衰落信道和频率选择性信道的特点,设计了基于FPGA的移动无线信道仿真器,同时给予了软硬件验证。 本文从衰落的数学模型角度研究了信道传输特性,以及各项参数对信道特性的影响。主要做了以下几个方面的工作: 1.简要介绍了无线电通信的发展史及信道建模与仿真的意义;论述了信道对无线信号主要的三类影响:自由空间的路径损失、阴影衰落、多径衰落;分析了无线通信传播环境,移动无线通信信道仿真的基本模型,同时介绍了用正弦波叠加法和成型滤波器法建立信道确定型仿真模型的具体实现方法。 2.对移动无线信道特性进行了Matlab仿真,对仿真结果进行了对比分析,对影响信道特性的主要参数设置进行了分析仿真。 3.设计了一种基于FPGA的移动无线信道仿真器,并对实现该仿真器的关键技术和实现方法进行了分析。该信道仿真器能够实时模拟窄带信号条件下无线信道的主要特点,如多径时延、多普勒频移、瑞利衰落等,其主要的技术指标达到了设计要求。该模拟器结构简单,参数可调,易于扩展,通用性强,可以部分或全部集成到处于研制阶段的接收机中,以便于性能测试,也可应用于教学实践。
上传时间: 2013-04-24
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无线操控机器人设计,红外无线遥控机器人设计及无线电遥控机器人设计。
上传时间: 2013-05-25
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无线局域网(WLAN)是未来移动通信系统的重要组成部分。由于摆脱了有线连接的束缚,无线局域网具有移动性好、成本低以及网络传输故障少等诸多优点,得到了越来越广泛的发展与应用。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径衰落,频谱利用率高等优点,特别适合于无线环境下的高速数据传输,是高速无线局域网的首选技术之一。从IEEE802.11a,IEEE802.11g到IEEE802.1n都是以OFDM为基础。随着OFDM技术的普及以及下一代通信技术对OFDM的青睐,研究与实现应用于无线局域网的OFDM关键技术具有一定的意义。 本文首先介绍了WLAN的基本概念及相关协议标准和OFDM系统的工作原理,并描述了基于IEEE802,11a和IEEE802.11n标准的OFDM系统的数据帧结构以及系统参数。文中对OFDM传输系统的关键算法进行了详细的研究。然后以Xilinx公司的ISE10.1为软件平台,利用VHDL描述的方式,并以FPGA(现场可编程门阵列)芯片SPARTAN-3E为硬件平台,研究实现了适用于IEEE802.11a和IEEE802.11n的64点16bits复数块浮点结构的FFT模块,(2,1,7)卷积编码和维特比译码模块,以及分组检测和符号定时模块,并进行了仿真、综合、下载验证等工作。
上传时间: 2013-06-25
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现代社会对各种无线通信业务的需求迅猛增长,这就要求无线通信在具有较高传输质量的同时,还必须具有较大的传输容量。这种需求要求在无线通信中必须采用效率较高的线性调制方式,以提高有限频带带宽的数据速率和频谱利用率,而效率较高的调制方式通常会对发端发射机的线性要求较高,这就使功率放大器线性化技术成为下一代无线通信系统的关键技术之一。 在本文中,研究了前人所提出的各种功放线性化技术,如功率回退法、正负反馈法、预失真和非线性器件法等等,针对功率放大器对信号的失真放大问题进行研究,对比和研究了目前广泛流行的自适应数字预失真算法。在一般的自适应数字预失真算法中,主要有两类:无记忆非线性预失真和有记忆非线性预失真。无记忆非线性预失真主要是通过比较功率放大器的反馈信号和已知输入信号的幅度和相位的误差来估计预失真器的各种修正参数。而有记忆非线性预失真主要是综合考虑功率放大器非线性和记忆性对信号的污染,需要同时分析信号的当前状态和历史状态。在对比完两种数字预失真算法之后,文章着重分析了有记忆预失真算法,选择了其中的多项式预失真算法进行了具体分析推演,并通过软件无线电的方法将数字信号处理与FPGA结合起来,在内嵌了System Generator软件的Matlab/Simulink上对该算法进行仿真分析,证明了这个算法的性能和有效性。 本文另外一个最重要的创新点在于,在FPGA设计上,使用了系统级设计的思路,与Xilinx公司提供的软件能够很好的配合,在完成仿真后能够直接将代码转换成FPGA的网表文件或者硬件描述语言,大大简化了开发过程,缩短了系统的开发周期。
上传时间: 2013-06-20
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随着信息技术和电子技术的进步和日益成熟,计算机数据采集技术得到了广泛应用。由于ISA数据采集卡的固有缺陷,PCI接口的数据采集卡将逐渐取代ISA数据采集卡,成为数据采集的主流。为了简化PCI数据采集卡结构,提高数据采集可靠性,本文研究并开发了一种基于FPGA的PCI结构的数据采集卡系统。 论文对PCI对目标设备数据采集卡实现的原理和方法进行了深入研究,设计了基于FPGA的PCI数据采集卡的硬件电路,通过在FPGA中嵌入了PCI目标设备的IP核与用户逻辑部分,构成了SOPC系统。使用Verilog硬件描述语言设计并实现了FPGA内部采集数据管理、数据管理寄存器和FIFO数据缓冲队列等模块电路。利用ModelSim对PCI系统进行了仿真。完成了系统硬件电路PCB板的设计,最终制作了PCI数据采集卡。 论文针对PCI结构的数据采集卡系统软件需求,研究了WDM设备驱动软件、Windows环境的简易虚拟示波器以及简易虚拟逻辑仪实现原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的软件平台,开发了WDM设备驱动程序。实现了Windows环境的简易虚拟示波器,和简易虚拟逻辑仪。系统测试结果表明该系统设计正确,系统运行稳定,功能和指标达到了设计要求。
上传时间: 2013-07-27
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