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模电实验

  • 基于ARM核的热释电红外测温仪的研制

    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。

    标签: ARM 热释电红外 测温 仪的研制

    上传时间: 2013-07-06

    上传用户:kkchan200

  • 热电偶冷端温度补偿器的研制

    在温差电偶实验中,要保持冷端温度恒定,通常是将其冷端置于冰水混和物中。这种方法需要制冰,实验准备复杂,且效果也不很理想。对实验进行改进,制作一台冷端温度补偿器,用其取代冰水混和物。实践证明,补偿器工作

    标签: 热电偶 温度 补偿器

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:hongmo

  • 常模算法的FPGA实现

    常模信号是一类非常重要的信号,而专门应用于常模信号的常模算法[1]具有复杂度较低、实现起来比较简单、对阵列模型的偏差不敏感等显著的优点。因此,常模算法引起了众多学者的广泛关注。近年来,常模算法在多用户检测领域[2]的研究越来越受到诸多学者的关注。不仅如此,常模算法在其他领域也是备受瞩目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等领域的应用也是目前研究的热点。除此之外,常模算法已经不仅仅局限在应用于常模信号,也可应用于多模信号[3]等。 本文对常模算法在多用户检测领域的应用以及FPGA[4]实现作了较多的研究工作,共分六章进行阐述。第一章为绪论,介绍了论文相关背景和本文的结构;第二章首先对常模算法作了理论分析,并改进了传统的2-2型常模算法,我们称之为M2-2CMA,它在误码率性能上有一些改善;之后在MATLAB平台上搭建了仿真平台,分析了常模算法在多用户检测中的应用;第三章研究了相关文献,简单介绍了FPGA概念及其设计流程和设计方法,并对VerilogHDL以及Quartus软件做了简要介绍;第四章则详细介绍了常模算法的FPGA实现,用一种基于统计数据的方法确定了数据位长及精度,提出了其实现的系统框图,并详细阐述了各主要模块的设计与实现,同时给出了最后的报告文件以及最高数据处理速度;第五章则在MATLAB平台和QuartuslI的基础上搭建了一个仿真平台,借助于平台分析了2-2型常模算法移植到FPGA平台后的性能,对不同的精度对系统性能的影响做了讨论,也统计了不同信噪比、多址干扰下的误码率性能。最后一章是对全文的总结和对未来的展望。

    标签: FPGA 算法

    上传时间: 2013-06-23

    上传用户:hzy5825468

  • multisim 模拟电子技术实验

    模拟电子技术相关实验的multisim 2001仿真

    标签: multisim 模拟电子技术 实验

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:zhangjinzj

  • 基于FPGA的高频数字DCDC变换器研究

    在传统的电力电子电路中,DC/DC变换器通常采用模拟电路实现电压或电流的控制。数字控制与模拟控制相比,有着显著的优点,数字控制可以实现复杂的控制策略,同时大大提高系统的可靠性和灵活性,并易于实现系统的智能化。但目前数字控制基本上限于电力传动领域,DC/DC变换器由于其开关频率较高,一般其外围功能由DSP或微处理器完成,而控制的核心,如PWM发生等大多采用专用控制芯片实现。FPGA由于其快速性、灵活性及保密性等优点,近年来在数字控制领域受到越来越多的关注。基于FPGA的DC/DC变换器是电力电子领域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck变换器的建模、设计及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA开发板实现了Buck变换器的全数字控制。 论文首先从Buck变换器的理论分析入手,根据它的物理特性,研究了该变换器的状态空间平均模型和小信号分析。为了获得高性能的开关电源,提出并分析了混杂模型设计方案,然后进行了控制器设计。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck电路的仿真模型,并进行仿真研究。浮点仿真的运算精度与溢出问题,影响了仿真的精度。为了克服这些不足,作者采用了定点仿真方法,得到了满意的仿真结果。论文还着重论述了开关电源的数字控制器部分,数字控制器一般由三个主要功能模块组成:模数转换器、数字脉宽调制器(Digital PulseWidth Modulation:DPWM)和数字补偿器。文中重点研究了DPWM和数字补偿器,阐述了目前高频数字控制变换器中存在的主要问题,特别是高频状态下DPWM分辨率较低,影响控制精度,甚至引起极限环(Limit Cycling)现象,对DPWM分辨率的提高与系统硬件工作频率之间的矛盾、DPWM分辨率与A/D分辨率之间的关系等问题作了全面深入的分析。论文提出了一种新的提高DPWM分辨率的方法,该方法在不提高系统硬件频率的前提下,采用软件使DPWM的分辨率大大提高。作者还设计了两种数字补偿器,并进行了分析比较,选择了合适的补偿算法,达到了改善系统性能的目的。 设计完成后,作者使用ISE 9.1i软件进行了FPGA实现的前、后仿真,验证了所提出理论及控制算法的正确性。作者完成了Buck电路的硬件制作及基于FPGA的软件设计,采用32MHz的硬件晶振实现了11-bit的DPWM分辨率,开关频率达到1MHz,得到了满意的系统性能,论文最后给出了仿真和实验结果。

    标签: FPGA DCDC 高频 数字

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:kristycreasy

  • 计算机组成实验平台的设计与实现

    《计算机组成原理》是计算机系的一门核心课程。但是它涉及的知识面非常广,内容包括中央处理器、指令系统、存储系统、总线和输入输出系统等方面,学生在学习该课程时,普遍觉得内容抽象难于理解。但借助于该计算机组成原理实验系统,学生通过实验环节,可以进一步融会贯通学习内容,掌握计算机各模块的工作原理,相互关系的来龙去脉。 为了增强实验系统的功能,提高系统的灵活性,降低实验成本,我们采用FPGA芯片技术来彻底更新现有的计算器组成原理实验平台。该技术可根据用户要求为芯片加载由VHDL语言所编写出的不同的硬件逻辑,FPGA芯片具有重复编程能力,使得系统内硬件的功能可以像软件一样被编程,这种称为“软”硬件的全新系统设计概念,使实验系统具有极强的灵活性和适应性。它不仅使该系统性能的改进和扩充变得十分简易和方便,而且使学生自己设计不同的实验变为可能。计算机组成原理实验的最终目的是让学生能够设计CPU,但首先,学生必须知道CPU的各个功能部件是如何工作,以及相互之间是如何配合构成CPU的。因此,我们必须先设计出一个教学用的以FPGA芯片为核心的硬件平台,然后在此基础上开发出VHDL部件库及主要逻辑功能,并设计出一套实验。 本文重点研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系统,由于VHDL的高标准化和硬件描述能力,现代CPU的主要功能如计算,存储,I/O操作等均可由VHDL来实现。同时设计实验内容,包括时序电路的组成及控制原理实验、八位运算器的组成及复合运算实验、存储器实验、数据通路实验、浮点运算器实验、多流水线处理器实验等,这些实验形成一个相互关联的系统。每个实验先由教师讲解原理及原理图,学生根据教师提供的原理图,自己用MAX+PLUSII完成电路输入,学生实验实际上是编写VHDL,不需要写得很复杂,只要能调用接口,然后将程序烧入平台,这样既不会让学生花太多的时间在画电路图上,又能让学生更好的理解每个部件的工作原理和工作过程。 论文首先研究分析了FPGA硬件实验平台,即实验系统的硬件组成。系统采用FPGA-XC4010EPC84,62256CPLD以及其他外围芯片(例如74LS244,74LS275)组成。根据不同的实验要求,规划不同实验控制逻辑。用户可选择不同的实验逻辑,通过把实验逻辑下载到FPGA芯片中构成自己的实验平台。 其次,论文详细的阐述了VHDL模块化设计,如何运用VHDL技术来依次实现CPU的各个功能部件。VHDL语言作为一种国际标准化的硬件描述语言,自1987年获得IEEE批准以来,经过了1993年和2001年两次修改,至今已被众多的国际知名电子设计自动化(EDA)工具研发商所采用,并随同EDA设计工具一起广泛地进入了数字系统设计与研发领域,目前已成为电子业界普遍接受的一种硬件设计技术。再次,论文针对实验平台中遇到的较为棘手的多流水线等问题,也进行了深入的阐述和剖析。学生需要什么样的实验条件,实验内容及步骤才能了解当今CPU所采用的核心技术,才能掌握CPU的设计,运行原理。另外,本论文的背景是需要学生熟悉基本的VHDL知识或技能,因为实验是在编写VHDL代码的前提下完成的。 本文在基于实验室的环境下,基本上较为完整的实现了一个基于FPGA的实验平台方案。在此基础上,进行了部分功能的测试和部分性能方面的分析。本论文的研究,为FPGA在实际系统中的应用提供研究思路和参考方案。论文的研究结果将对FPGA与VHDL标准的进一步发展具有重要的理论和现实意义。

    标签: 计算机组成 实验

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:小强mmmm

  • 基于FPGA的航电总线适配器设计

    本文内容来源于实际工程项目,属于FPGA技术在航空电子系统中的应用范畴。该项目的主要任务是通过设计—总线适配器将嵌入式航路控制器接入航电总线,使之成为航空电子系统的一部分。本文主要介绍航电总线适配器的设计,包括总线适配器接口协议分析、系统总体规划、主控制器的FPGA实现、硬件设计和软件设计等内容。 首先,本立在对项目背景、项目需求和总线适配器接口协议进行分析的基础上,规划了系统的总体结构。并且根据此系统结构制定了相应的转换协议,以规范数据传输。其次,根据系统设计要求选择主控制器和外围器件,并以此搭建硬件平台,完成系统硬件设计。本部分内容包括主控制器的FPGA实现分析以及系统硬件各功能模块如MIL-STD-1553B协议控制器模块、RS-422电平转换模块、FPGA配置模块和电源模块等的设计。最后介绍了系统的软件开发,此部分主要完成了软件的总体设计、功能模块的划分以及各功能模块的软件实现,包括BU-61580接口模块、异步串口模块和协议控制模块等的具体设计。

    标签: FPGA 总线 适配器

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:小强mmmm

  • 基于FPGA的PID控制器研究与实现

    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。

    标签: FPGA PID 控制器

    上传时间: 2013-05-24

    上传用户:gyq

  • 串行10位数模转换器TLC5615及其在单片机中的应用

    本文分析了 T EXAS 仪器公司新推出的串行10 位数/ 模转换器(DAC) TL C5615 的功能、特点、工作原理及其与A T89C52 单片机的硬件接口和软件编程, 提供了一个新颖实用的数/

    标签: 5615 TLC 串行 中的应用

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:redmoons

  • 共模干扰和差模干扰及其抑制技术

    共模干扰和差模干扰及其抑制技术,是扩干扰技术的基础。

    标签: 共模干扰 差模 干扰 抑制技术

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:003030