作为电子类专业学生,实验是提高学生对所学知识的印象以及发现问题和解决问题的能力,增加学生动手能力的必须环节。本设计的目的就是开发一套满足学生实验需求的信号源,基于此目的本信号源并不需要突出的性能,但经济上要求低成本,同时要求操作简单,能够输出多种波形,并且利于学生在此平台上认识信号源原理,同时方便在此平台上进行拓展开发。 设计中运用虚拟仪器技术将计算机屏幕作为仪器面板,采用EPP接口,同时在FPGA上开发控制电路,为后续开发留下了空间,同时节省了成本。本设计采用地址线16位,数据线12位的静态RAM作为信号源的波形存储器,后端采用两种滤波类型对需要滤波的信号进行滤波。启动信号时软件需要先将波形数据预存在存储器中便于调用,最后得到的结果基本满足教学实验的需求。 本文结构上首先介绍了直接采用DDS芯片制作信号源的利弊,及作者采用这种设计的初衷,然后介绍了信号源的整体结构,总体模块。以下章节首先介绍FPGA内部设计,包括总体结构和几大部分模块,包括:时钟产生电路,相位累加器,数据输入控制电路,滤波器控制电路,信号源启动控制电路。 然后介绍了其他模块的设计,包括存储器选择,幅度控制电路的设计以及滤波器电路的设计,本设计的幅度控制采用两级DA级联,以及后端电阻分压网络调节的方式进行设计,提高了幅度调节的范围。对于滤波器的设计,依据不同的信号频率,分成了4个部分,对于500K以下的信号采用的是二阶巴特沃斯有源低通滤波,对于500K以上至5M以下信号采用的五阶RC低通滤波器。 在软件设计部分,分成两个部分,对于底层驱动程序采用以Labwindows/CVI为平台进行开发,利用其编译和执行速度快,并且和LabVIEW能够很好连接的特性。对于上层控制软件,采用以LabVIEW为平台进行开发,充分利用其图化设计,易于扩展。 论文最后对所做工作进行了总结,提出了进一步改进的方向。
上传时间: 2013-04-24
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焊有元件的印制电路板在线测试是印制电路板生产过程中的一个重要环节,关系着整个电子产品的质量。本文在深入研究国内外印制电路板自动测试技术的基础上,结合当前先进的电子技术,设计出一套高性能,低价位,小体积,便于携带和操作的印制电路板在线测试仪。 本文设计的在线测试仪系统包括控制器电路、信号发生电路、信号采集电路、元件测试电路、USB通信电路和开关矩阵电路等,其中控制器电路是以FPGA可编程控制芯片为核心,负责控制下位机其它所有电路的正常工作,并实现与上位机间的通信。 针对模拟元件的测试,本文首先探讨了对印制电路板上模拟元件测试时的隔离原理,继而详细阐述了电阻、电容(电感)、二极管、三极管、运算放大器等的测试方法,并分别设计了硬件测试电路。因为测试时需向被测元件施加测试激励信号,本文设计并完成了一信号发生电路,可输出幅值可调的直流恒压源信号和直流恒流源信号、幅值和频率都可调的交流信号。 针对数字器件的测试,本文将数字器件分为两种,一种为具有边界扫描功能单元的器件,另一类为非边界扫描器件,并分别对两种类型的数字器件的测试原理和方法进行了详细的描述,在文中给出了相关的硬件测试电路图。 本设计中,所有测试激励信号经测试电路后输出的测试结果都是直流电压信号,所以本文设计了一通用信号采集电路来完成对测试结果的取样。本文还设计了开关矩阵电路,用于将被测印制电路板上的元件接入到测试电路中。对通信电路的设计,本文采用USB通信方式与上位机进行有效的数据交换,并通过USB接口芯片完成了硬件电路的设计。 在软件方面,本文采用NiosⅡ C语言完成所有软件设计,以协助硬件部分来完成对印制电路板的测试工作。 本文已完成各部分电路试验及系统联调,试验证明设计达到了项目预定要求。
上传时间: 2013-08-02
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本文研究了基于Nios Ⅱ的FPGA-CPU调试技术。论文研究了NiosⅡ嵌入式软核处理器的特性;实现了以Nios Ⅱ嵌入式处理器为核心的FPGA-CPU调试系统的软、硬件设计;对两种不同类型的FPGA-CPU进行了实际调试,对实验数据进行了分析。 在硬件方面,为了控制和检测FPGA-CPU,设计并实现了FPGA-CPU的控制电路、FPGA-CPU的内部通用寄存器组扫描电路、存储器电路等;完成了各种外围设备接口的设计;实现了调试系统的整体设计。 在软件方面,设计了调试监控软件,完成了对FPGA-CPU运行的控制和信号状态的监测。这些信号包括地址和数据总线以及各种寄存器的数据等;实现了多种模式下的FPGA-CPU调试支持单时钟调试、单步调试和软件断点多种调试模式。此外,设计了专用的编译软件,实现了基于不同指令系统的伪汇编程序编译,提高了调试效率。 本文作者在实现了FPGA-CPU调试系统基础上,对两种指令系统不同、结构迥异的FPGA-CPU进行实际调试。调试结果表明,这种基于IP核的可复用设计技术,能够在一个FPGA芯片内实现调试系统和FPGA-CPU的无缝连接,能够有效地调试FPGA-CPU。
上传时间: 2013-08-04
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本文对基于FPGA的液晶显示控制系统的设计与实现进行了研究。设计中从LCD技术参数着手,通过对显示驱动系统结构与工作原理的研究,设计出显示控制系统的框图及各功能模块的VHDL程序,通过单片机系统配置FPGA芯片,控制LCD显示相应的汉字和图形。LCD显示控制系统由显示控制电路、显示驱动电路和相关外围辅助电路组成。显示控制电路从电路中各个功能模块所需要的控制时序信号出发,通过对其工作过程的研究,设计出控制器、RAM控制器等各功能模块。显示驱动电路从LCD工作所需要的扫描时序信号出发,设计出时序发生电路等各功能模块。所有的VHDL程序通过了MAX+PLUS—II软件实现编译及仿真后,在实际的硬件中调试通过。
上传时间: 2013-04-24
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运动控制技术是机电一体化的核心部分,提高运动控制技术水平对于提高我国的机电一体化技术具有至关重要的作用。运动控制技术的发展是制造自动化前进的旋律,是推动新的产业革命的关键技术。对于数控系统来说,最重要的是控制各个电机轴的运动,这是运动控制器接收并依照数控装置的指令来控制各个电机轴运动从而实现数控加工的,数据加工中的定位控制精度、速度调节的性能等重要指标都与运动控制器直接相关。目前对数控系统的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上,而其核心部分就是对步进、伺服电机进行控制的运动控制卡的研究。对PC-NC来说,运动控制卡的性能很大程度上决定了整个数控系统的性能,而微电子和数字信号处理技术的发展及其应用,使运动控制卡的性能得到了不断改进,集成度和可靠性大大提高。 本课题通过对运动控制技术的深入研究,并针对国内运动控制技术的研究起步较晚的现状,结合当前运动控制领域的具体需要,紧跟当前运动控制技术研究的发展趋势,吸收了数控技术和相关运动控制技术的最新成果,提出了基于PCI和FPGA的方案,研制了一款比较新颖的、功能强大的、具有很大柔性的四轴多功能运动控制卡。 本课题的具体研究主要有以下几方面: 首先,通过对运动控制卡及运动控制系统等行业现状的全面调研,和对运动控制技术的深入学习,在比较了几种常用的运动控制方案的基础上,提出了基于FPGA的运动控制设计方案,并规划了板卡的总体设计。 其次,根据总体设计,规划了板卡的结构,详细划分并实现了FPGA各部分的功能;利用光电隔离原理设计了数字输入/输出电路。 再次,利用FPGA的资源实现了PCI从设备接口,达到跟控制卡通信的目的,针对运动控制中的一些具体问题,如运动平稳性、实时控制以及多轴联动等,在FPGA上设计了四轴运动控制电路,定义了各个寄存器的具体功能,设计了功能齐全的加/减速控制电路、变频分配电路、倍频分频电路和三个功能各异的计数器电路等,自动降速点运动、A/B相编码器倍频计数电路等特殊功能。最后,进行了本运动控制卡的测试,从测试和应用结果来看,该卡达到预期的要求。
上传时间: 2013-07-27
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霍尔传感器应用于无刷电机驱动控制:讨论了利用霍尔元件在无刷电机控制系统中使用的问题,并对霍尔集成传感器进行了探讨。介绍了2种利用霍尔集成传感器组成无刷电机控制电路的方法。
上传时间: 2013-05-31
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该电源使用时串联在电子设备上,并联在设备外置开关上,使用设备开关关闭后设备的漏电流作为输入电源,输出一个隔离的低压直流,在一些控制电路供电上面非常适合.。
上传时间: 2013-05-22
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本文提出一种基于PC104嵌入式工业控制计算机与现场可编程门阵列(FPGA)的PCB测试机的硬件控制系统设计方案。方案中设计高效高压控制电路,实现测试电压与测试电流的精确数字控制。选用双高压电子开关形式代替高压模拟电子开关,大幅度提高测试电压。采用多电源方式在低控制电压下实现对高压电子开关的控制。设计高速信号处理电路对测试信号进行处理,从硬件上提高系统测试速度。 本设计中选用Altera公司的现场可编程器(FPGA)EP1K50,利用EDA设计工具Synplify、Modelsim、QuartusⅡ以及Verilog硬件描述语言完成了控制系统的硬件设计及调试,解决了由常规电路难以实现的问题。
上传时间: 2013-06-04
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随着计算机、通信、电子技术的进步,嵌入式系统和以太网技术的融合将成为嵌入式技术未来的重要发展方向。基于ARM的嵌入式系统由于具有低功耗、高性能、低成本、可以进行多任务操作等优点,在控制领域得到了越来越广泛的应用。 本选题来自中山大学与北京航天五院合作研制的流体网络系统地面原理样机控制器设计项目。论文研究的主要目的是利用基于ARM920T内核的嵌入式微处理器AT91RM9200融合多传感器设计一种可以在地面实验室环境中可靠运行的数据采集与温度控制系统。 本文从嵌入式测控系统的硬件实现和软件设计两方面进行分析。在硬件设计上,主控制板以Atmel公司生产的AT91RM9200 CPU为核心,主要包括串口模块、存储模块、以太网接口模块、基于SPI串行接口设计的数据采集模块(A/D)、基于I2C接口设计的PID控制信号输出模块(D/A)和采用PIO接口设计的开关控制输出模块等电路,其中后三个模块承担了流体网络回路的传感器数据采集,关键点的温度控制和多路电磁阀的开关控制等任务,后文将重点介绍。在软件设计方面,主要分两个方面进行讨论,分别为主控制器上基于嵌入式Linux系统的软件和上位机采用Visual C++编写的监控软件。主控制器软件采用多线程进行设计,包括主线程、服务器子线程和数据采集子线程,三个线程同时运行,提高了系统的运行效率。上位机和主控制器通过接入以太网中,然后由服务器线程和上位机客户端利用socket套接字实现通信。同时上位机软件也提供形象美观的图形用户界面,配合主控制器实现特定的温度、流量和压力监控。 本论文设计的嵌入式测控系统充分利用了AT91RM9200内嵌的的强大功能模块,包括SPI接口模块和I2C接口模块等,可广泛应用于控制领域。对该系统的一些研究成果和设计方法具有一定的先进性和良好的实用性,具有良好的应用前景。
上传时间: 2013-06-30
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该文研究了两相逆变器-异步电动机系统的SVPWM控制技术,该系统可以广泛应用于小功率、宽调速运行的场合.通过对电机基本方程进行Kron变换,建立了系统完整的数学模型.论文在分析国内外两相逆变器异步电动机的SVPWM控制基础上,提出四个电压矢量八个工作空间的SVPWM控制技术,推导了控制参数和计算公式,提出了使电机具有圆形旋转磁场的调制比优化方案,给出了实施该方案的逆变器功率管的导通顺序和逆变器的输出电压波形.编制了系统仿真程序,给出SVPWM控制,两相逆变器-异步电动机系统样机的电压、电流、转速、转矩仿真波形曲.并与采用其他控制方式,进行仿真结果比较.论证了该文提出的SVPWM控制技术在两相逆变器-异步电动机系统中明显地减小了电流谐波、转矩脉动.论文建立了基于DSP控制器的两相逆变器-异步电动机系统试验装置系统,系统由DSP控制器、控制电路、功率驱动电路、逆变器主电路、异步电动机等组成.完成了各工作区的SVPWM信号的生成,与理论实现一致.
上传时间: 2013-07-27
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