作为一种全新的探测技术，激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比，激光雷达是一种通过发射特定波长的激光，处理并分析回波信号，实现目标探测的技术，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，以及极大的探测距离等优点，目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析，从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量，因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路，对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案，传统的MCU实现方案较为普遍，但受线程的带宽限制，且难以提高系统的精度与复杂性；采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构，一定程度上提高了系统的带宽与复杂度，但成本较高，功耗较大，且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中，对系统控制复杂度，信号处理实时性，整体性能与功耗等要求，论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件，完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析；同时选用线程处理优势较强的MCU，实现相关信号的控制与高速串口的收发，完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案，选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2，实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计，完成了相关外设的驱动控制，并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析，最终通过与所设计PC软件终端的通信，实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作，可完成10kHz激光器的触发，并行实现回波信号的实时处理与分析，以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统，多次进行硬件电路的测试与实验，表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常，性能稳定，且功耗低，保密性强，符合设计的需求，实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间： 2022-05-28
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随着经济发展，步进电机在工业生产与社会生活中的应用越来越广泛，对精度的要求也在不断提高。日益扩展的实际应用需求，不仅对步进电机结构提出了更高的要求，而且对步进电机的驱动控制也提出了更高的要求。虽然步进电机存在很多的优点，但是实际应用起来也有许多的不方便，很大程度上是受到步进电机驱动器的限制。步进电机的应用必须选用与之匹配的步进电机驱动器，以满足电机对不同电流大小的要求。而且现在的很多控制器不够智能化，实际应用中，除了要选用专门的驱动器之外，还要配备一个控制器，来发送一些脉冲，或者调节一些步进电机的运行参数。大多数驱动器都无法满足高精度高效控制的需求，这些驱动器没能更好的开发出步进电机的细分等方面的潜能。由上述可知，目前常用驱动器缺乏普适性，电流大小无法满足不同类型电机的要求，细分分辨率不高，斩波频率不可调，保护功能不足，智能化程度不高。 针对步进电机存在的上述问题，本课题设计了性能较为优越的步进电机驱动系统。该驱动器采用了恒流驱动与细分驱动的原理，结合单片机与电力电子应用技术，来提高驱动器的性能。该步进电机驱动系统，硬件上包括STM32与LV8726专用芯片组成的控制电路、功率放大电路、光耦隔离电路以及USB转串口的通信电路。软件上使用VB6.0编写了驱动器的控制应用程序，通过上位机实时控制步进电机的运行状态，以提高智能化的程度。 对整个系统的测试表明，电机的实际输出波形与理论输出波形接近。优化的加速曲线的设计，使得电机在高速启动的时候，不会出现失步或者堵转的情况。通过上位机的界面，可以实时控制步进电机在各种参数下运行，并实时地切换运行状态，运行参数主要包括步进电机的速度，加速度，步距角细分，绕组电流，正反转，启动和停止，电流衰减率，上下桥臂切换的死区时间等参数。驱动器除具备以上功能之外，还具备多种保护功能，如欠压保护，过流保护，过温报警等功能。该驱动器能够驱动多种不同类型的步进电机，具有更高的输出电流，电流无极可调，具有更高的细分分辨率。能够满足多场合下，高精度高效的应用需求。
上传时间： 2022-05-29
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心电信号是最早应用于医学的人体生物电信号之一，如今已经可以通过心电信号的分析研究来对心血管相关病变做出预测和诊断。常规心电图机对病人实行检测，由于时间和环境的限制,往往得不到有确切意义的结果。人们一直致力于在非医院环境中进行长程动态心电系统(Holter)的研制工作。 传统的动态心电监护仪(Holter)常受处理器性能或存储空间大小的限制，不能完成大规模的数据处理，以及多生理参数的采集存储。嵌入式技术具有结构简单、性能稳定、能耗低、使用灵活等特点，已应用到各个领域。为此，我们提出了基于嵌入式技术的便携式心电血氧监护系统的设计方案。系统除了具有记录24小时的心电数据功能之外，还同步的记录了患者的血氧饱和度。为临床诊断提供了更多的依据。此外和常规的Holter机相比，还具有体积小、存储容量大、数据处理能力强的特点。 本文对基于高性能嵌入式微处理器的便携式动态心电血氧饱和度监护仪的构成进行了讨论。包括：心电放大电路模块的设计；采用TI公司的低功耗单片机MSP430作为主处理器的血氧饱和度模块设计；选用高性能、低功耗的ARM微处理器EP7312设计中央处理模块；大容量FLASH作为存储模块设计；高速USB数据传输模块设计。 本文对以上各项做了详细的阐述，通过实验测试，可在便携式心电血氧监护仪上较好的显示心电波形、血氧饱和度值，并在上位机上通过相应软件对信号进行分析。为产品的开发和应用奠定了基础。
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上传时间： 2022-05-29
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引言伺服电机属于一类控制电机，分为直流伺服电机和交流伺服电机两种。由于交流伺服电机具有体积小、重量轻、大转矩输出、低惯量和良好的控制性能等优点，故被广泛地应用于自动控制系统和自动检测系统中作为执行元件，将控制电信号转换为转轴的机械转动，由于伺服电机定位精度相当高，现代位置控制系统已越来越多地采用以交流伺服电机为主要部件的位置控制系统，本文的设计也正是用于喷印机的位置控制系统之中。1总体设计方案本控制系统选用松下MSMA082AIC型交流伺服电机，通过以单片机控制器实现对伺服电机的控制。同服电机的控制方式主要有位置控制、速度控制两种，为了提高其带动喷头运行的平稳性，选用了速度控制方式实现对伺服电机的控制，以利用伺服电机系统自带的s型曲线控制模型，达到理想的控制效果。系统组成框图如图1所示，其中单片机控制器向伺服驱动器输出控制信号，再通过伺服驱动器驱动伺服电机按要求动作，同时，控制器接收固定在祠服电机转轴上的光电编码盘随着电机转动而产生的反馈脉冲信号，以实现对伺服电机带动的喷头运行位置的检测控制，形成团环控制系统。为了实现对喷印位置的精确控制，所以选用了分辨率为2000p/r的光电编码盘作位置传感单元，将伺服电机转轴的转角位置变换成电脉冲信号，以供单片机控制器对喷印位置进行跟踪控制。
上传时间： 2022-06-01
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人的耳朵能感受到的振荡频率在20-20000Hz范围的声波，超过人耳能感受到的声波频率以上的声波叫超声波。超声波有许多应用，有超声波清洗、超声波钻孔、超声波振动等。超声波振动是近几十年兴起的新事物，随着人们对超声波研究的不断深入，应用也日益广泛。 功率超声技术凭其独特的优点在国民经济各部门日益广泛应用。目前超声设备由采用大功率电子管或高频可控硅发展到全控型电子器件。随着新理论、新技术、新器件的不断出现和成熟，超声技术必将充分发挥其优势，在各领域产生更大作用。本文涉及的功率超声系统主要由高频超声波电源和压电振子两部分组成。高频超声波电源为压电振子提供电能，压电振子将电能转为动能。 超声波发生器的种类很多，大致可分为两种类型，机械型和电声型。机械型超声波发生器直接用机械方法使物体振动而产生超声波。常见的机械型超声波都是流体动力式的，即利用每秒几万次的频率断续从喷口喷出，撞击放在喷口前的空腔或簧片，引起共振在媒质中产生超声波。电声型超声波发生器是应用的最广泛的。它是利用电磁能量转换成机械波能量。 本设计采用频率自动跟踪的方式来使超声波换能器处于谐振，满足超声波电源与超声波换能器工作在最佳状态，使得整机达到最佳工作效率。功率检测电路调节脉冲电压的脉宽来改变超声波发生器的输出功率，以实现功率恒定。压控振荡器选用货源充足、价格低廉的TL494，可满足本设计要求。D类功率放大器就是开关功率放大器，选用高耐压的VMOS管，组成半桥电路，VMOS管的驱动采用变压器隔离倒相。由于超声波换能器的特性，超声波清洗机中的匹配电路包含两个：一个是功率匹配，一个是调谐匹配。前者是为了使超声波电源的输出内阻与负载阻抗相一致，采用变压器匹配方法。后者是使换能器呈现纯阻性，采用串联电感的方法。 本文对系统的总体设计方案、硬件和软件设计、单元电路及主要单元电路实验进行了详细地介绍。文章最后应用PSPICE软件对整个系统进行了仿真分析，对理论设计进行修正。结果表明系统设计可行，性能指标基本可以满足设计要求。
上传时间： 2022-06-01
上传用户：得之我幸78
对温室环境参数进行实时监测有助于生产者实时了解作物生长环境，使其能够根据监测到的参数进行各项设施的有效运作，从而为作物提供良好的生长条件，提高作物的产量与品质。目前温室环境监控主要通过计算机对环境参数进行收集、显示与控制，系统一次性投资较高，很少在温室大棚中应用;另外也有以微处理器为核心的便携手持式环境参数采集设备，这种设备的显示屏一般为手持终端上的液晶屏，显示范围及亮度均受到制约，不易在温室大棚内进行长期观测。 本文设计了一种适用于温室大棚进行数据监测的大屏幕LED显示屏。显示屏集成了环境参数采集模块、数据传输模块、LED显示模块、数据存储模块以及语音报警模块。整个显示屏系统实现了对温室环境参数的监测、存储与报警的功能。 环境参数采集模块主要由四种传感器组成，分别为:温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器以及光照度传感器。四种传感器通过RS-485总线与数据传输模块相连，并根据STM32单片机发出的指令完成数据采集任务。 数据传输模块由一个4路0-5V模拟量电压信号采集传输模块构成，模块对采集到的4路传感器模拟电压信号进行模数转换、存储并通过RS-485串口将数据传输至STM32。 LED显示模块是由一个10块LED单元板组成的，每块单元板由分辨率为32×160点的屏幕构成。所采用的LED显示屏为P10型半户外显示屏，具有高亮、防潮特性。STM32根据特定的通信协议通过字库卡控制整个显示屏的显示内容与显示时间。 数据存储模块功能主要通过SD卡实现。本设计所选用的STM32开发板自带SD卡接口，通过软件编写可直接对SD卡进行读写操作，进而实现温室环境参数的存储功能。 语音报警模块由LMD107语音模块组成。该语音模块具有价格低廉、稳定可靠等特点。在环境参数超过用户自定义报警值时，系统采用7组触点控制方式对语音模块进行播放警报控制。 显示屏设计完成后，在实验温室内进行了长期的运行试验，结果表明:所设计的显示屏系统能够实现全部目标功能，且整个系统运行稳定，使用方便，实时性强，可靠性高。
上传时间： 2022-06-11
上传用户：zhanglei193
摘要：文中分析了功率因数校正的必要性，对有源功率因数校正主电路拓扑做了对比分析，确定本文选用无桥拓扑。分析了无桥PFC电路的原理和优缺点，可以看到无桥电路具有开关器件少，功耗低，成本小，电路体积小的优点。在控制方案选择单周期控制，并采用Malab Simulink仿真平台建立仿真模型，通过仿真表明，单周期控制的无桥PFC达到功率因数提高的目的。关键词：功率因教校正；无桥；单周期；Matlab随着电力电子技术的发展，电网中整流器、开关电源等非线性负载不断增加。这些存在冲击性的用电设备，将引起网侧输人电流发生严重畸变，产生大量造波污染，导致电网功率因数过低，所以提高功率因数势在必行"早期功率因数校正采用在整流器后加滤波电感电容实现，功率因数一般只有0.6左右；在20世纪90年代，有源功率因数校正（APFC）产生，是在整流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器，应用电流反馈技术，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形，可以使输入电流波形接近正弦，功率因数可提高到0.99以上。由于该方案采用了有源器件，故称为有源功率因数校正APFC1有源功率因数校正主电路拓扑1.1 传统Boost拓扑传统Boost PFC电路由整流桥和PFC组成，如图1所示。传统Boost PFC电路工作时通过控制开关管的动作，采用反馈来控制电流波形，这样可以使交流网侧输入电流跟踪输入交流电压而接近正弦波，来提高功率因数。但其流通路径有3个半导体工作，当变换器功率和开关频率提高时，系统的系统通态损耗明显增加，整体效率低29
上传时间： 2022-06-17
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风速是气象测量的一个重要要素，利用超声波进行风速测量现如今得到广泛的应用，技术已经很成熟。当超声波在空气中传播时，受到风速的影响，顺风和逆风情况下存在一个时间差，基于这个原理制成的时差法超声波风速测量仪表，具有精度高、可靠性强、集成度高等优势，并可以与雨量、湿度等测量仪表构成完整的移动气象站，与传统的机械式仪表、电磁式仪表相比，具有较强的优势，其关键参数是系统的测量精度。ARM作为32位的微处理器，具有丰富的片上资源，高达60M的处理能力，而且功耗很小，适合作为智能仪表的核心处理器。本文给出了基于LPC2132的风速测量系统，可以实现风速的测量、显示、精度调节以及与上位机之间的通信等功能。系统硬件电路包括ARM7处理器以及外围的模拟、数字电路，并采用模块化进行设计。这种思想大大简化了系统硬件电路设计的复杂性，增强了系统的稳定性与可靠性。软件部分根据超声波信号的特点，选用新型的构造包络的方法，在准确判断超声波到达时间的问题上有所改进。文章共分六个部分。第一章绪论介绍了超声波风速测量仪表的发展现状、本篇论文选题的目的和意义、所做的工作以及创新点。第二章介绍了超声波风速测量的基本原理。第三章是介绍基于ARM的超声波风速测量的系统的硬件设计。第四章是系统的软件设计。第五章是系统的误差分析。第六章是全文的总结以及就下一步的工作提出一些设想。关键词：ARM微控制器，超声波，时差法，风速测量
上传时间： 2022-06-18
上传用户：fliang
21世纪是信息快速发展的时代，随着计算机网络的应用越来越广泛，网络安全也逐渐成为人们普遍关注的课题。可以预言，今后的社会将进入全面的网络时代和信息共享时代，因此，网络安全极其重要，只有安全的网络才能保证网络生活能够有序进行、网络系统不遭破坏、信息不被窃取、网络服务不被非法中断等。为了保证计算机网络的可靠性、可用性、完整性、保密性和真实性等安全性，不仅要保证计算机网络设备安全和计算机网络系统安全，还要保护数据的安全。对数据实施安全的加密算法是保护数据安全的有效手段。AES（advanced encryption standard）是美国国家标准和技术研究所宣布采用的高级加密标准，可以预测，AES在今后很长的一段时间内将会在信息安全中扮演重要的角色，因此对AES算法实现的研究成为国内外的热点，它将会在信息安全领域得到广泛的应用。AES在实现方面具有速度快、可并行处理、对处理器的结构无特殊要求，算法设计相对简单，分组长度可以改变，而且具有很好的可扩充性。AES算法的这些特点使得选用FPGA来实现AES算法具有很好的优越性，本文就是针对AES算法的FPGA实现进行研究。本文介绍了用FPGA实现AES算法所用的开发工具、开发语言和所选用的芯片，还具体介绍了AES算法的硬件实现方式，在此基础上，着重阐述了AES算法FPGA实现的总体设计框图，并对各个部分的设计分别给与介绍，给出了实现加密解密的时序仿真和设计结果。
上传时间： 2022-06-18
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本开发板相对以往开发板的特点是综合性比较高、把短路冒去掉了 省去接线的麻烦更加方便了初学者、是一款性价比极高的产品，提供USB2.0和串口两种通信方式，USB实现供电、编程、仿真、通信多种功能，另外还提供了Atmel单片机的ISP接口。此板兼容STC、SST、Atmel、Philips等51家族的所有单片机。如果使用ISP编程建议使用开发板自带的单片机，因为每个厂烧录程序的方式不一样。HC6800开发板有着丰富的外部资源。 通过对该开发实验仪的学习，学员不仅可以轻松快速地掌握单片机软件系统的开发（C语言、汇编语言），而且还能快速掌握硬件电路的设计及嵌入系统开发流程。 本套件配有丰富的实例源码、原理图等，特别适合单片机初学者，大中专院校师生，单片机开发工程师选用，也是毕业设计和电子竞赛不可多得的参考板
标签： 单片机
上传时间： 2022-06-19
上传用户：qingfengchizhu
