无人机大气数据的采集和处理在无人机中占有很重要的位置和作用，它是保障飞机安全飞行以及保证地面控制和操纵人员正确引导飞机、顺利完成飞行任务的关键所在。在目前广泛应用的无人机大气数据测量系统中，多数采用单片机作为大气数据处理计算机，但是单片机在高速数据采集和处理方面却存在着抗干扰性差、速度慢等缺点，使测量系统的稳定性和实时性受到了很大的影响。 本文采用FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片作为大气数据处理器，以大气数据中的气压高度为例，介绍了一种基于FPGA技术的无人机气压高度测量系统。由于该测量系统中的FPGA数据处理器具有可靠性高、速度快、逻辑功能强等特点，有效地解决了单片机在高速无人机大气数据测量系统中处理速度较慢、实时性较差的问题。 论文首先介绍了FPGA的基本结构、工作原理、开发设计流程和FPGA编程所采用的VHDL硬件描述语言，还介绍了数字式大气数据测量系统的基本组成和工作原理，并且详细阐述了气压高度测量的原理和方法；然后提出了基于FPGA的无人机气压高度测量系统的整体设计，并对该测量系统各组成部分的硬件电路进行详细的分析和设计；随后论文又介绍了气压高度测量系统中FPGA的相关软件设计，并就FPGA内部所设计的各功能模块的作用、模块内部结构和工作流程进行详细的论述；最后使用Modelsim和QuartusII仿真软件对程序进行功能和时序的仿真，以验证FPGA内部各功能模块和FPGA总体设计的正确性，并在所有仿真通过后将程序产生的配置文件下载到FPGA芯片中，在制作和安装测量系统的电路板后对整个测量系统进行实际的测试，将测试结果与理论值比较并分析测量系统的误差来源。 根据系统测试的结果，本文验证了以FPGA芯片为核心的无人机气压高度测量系统的可行性，并对该测量系统提出了今后的进一步改进和完善的思路。
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本论文在详细研究MIL-STD-1553B数据总线协议以及参考国外芯片设计的基础上，结合目前新兴的EDA技术和大规模可编程技术，提出了一种全新的基于FPGA的1553B总线接口芯片的设计方法。 从专用芯片实现的具体功能出发，结合自顶向下的设计思想，给出了总线接口的总体设计方案，考虑到电路的具体实现对结构进行模块细化。在介绍模拟收发器模块的电路设计后，重点介绍了基于FPGA的BC、RT、MT三种类型终端设计，最终通过工作方式选择信号以及其他控制信号将此三种终端结合起来以达到通用接口的功能。同时给出其设计逻辑框图、算法流程图、引脚说明以及部分模块的仿真结果。为了资源的合理利用，对其中相当部分模块进行复用。在设计过程中采用自顶向下、码型转换中的全数字锁相环、通用异步收发器UART等关键技术。本设计使用VHDL描述，在此基础之上采用专门的综合软件对设计进行了综合优化，在FPGA芯片EP1K100上得以实现。通过验证证明该设计能够完成BC/RT/MT三种模式的工作，能处理多种消息格式的传输，并具有较强的检错能力。 最后设计了总线接口芯片测试系统，选择TMS320LF2407作为主处理器，测试主要包括主处理器的自发自收验证，加入RS232串口调试过程提高测试数据的直观性。验证的结果表明本文提出的设计方案是合理的。
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激光打标是一种利用高能量的激光束在打标物体表面刻下永久性标识的技术。与传统的压刻等方法相比，激光打标具有速度快、无污染、质量高、性能稳定、不接触物体表面等优点。激光打标是目前工业产品标记的先进技术，是一种高效的标记方法。传统的基于ISA总线、PCI总线或者USB总线的激光打标控制器增加了激光打标机的成本和体积。本文提出一种基于ARM+FPGA架构的嵌入式系统方案，主要的研究工作如下：首先，介绍了激光打标系统的组成，激光打标技术的发展现状和激光打标机的原理。根据激光打标控制系统的功能要求和性能要求，提出了ARM+FPGA的总体设计，并简要讨论了ARM和FPGA的特点和优势。ARM处理器的主要功能是完成打标内容的输入和变换处理，打标机参数的设置和控制打标。FPGA的作用是接收、存储和转换打标数据，然后产生控制信号去控制激光打标设备。然后，详细讨论了激光打标机控制器的硬件电路设计，包括ARM控制单元电路、FPGA控制单元电路和数模转换模块等。为了使控制器能够长时间可靠稳定地工作，还采取了隔离技术等许多抗干扰措施。完成了 FPGA中各个模块的程序设计，利用Quartus Ⅱ软件进行了仿真验证，调试了控制器的功能。本文所设计的嵌入式激光打标控制器发挥了ARM和FPGA各自的优势。经过在实际打标系统中的测试，证明本次设计的激光打标机控制器实现了预期的功能，取得了满意的打标效果。关键词：ARM，FPGA，激光打标，FIFO，CO2激光器，扫描振镜系统
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·本书从软件设计的角度，全面、系统地介绍了ARM处理器的基本体系结构和软件设计与优化方法。内容包括：ARM处理器基础；ARM/Thumb指令集；C语言与汇编语言程序的设计与优化；基本运算、操作的优化；基于ARM的DSP；异常与中断处理；固件与嵌入式OS；cache与存储器管理；ARMv6体系结构的特点等。全书内容完整，针对各种不同的ARM内核系统结构都有详尽论述，并有大量的例子和源代码。附录给出了完
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·本书从实用的角度出发，全面系统地介绍了ARM硬件体系结构、16/32位指令系统、开发调试、Linux嵌入式设计等开发ARM处理器的基本操作方法和技巧。全书共分11章，主要内容包括： ARM CPU概述、ARM系统结构、ARM指令系统、Thumb指令系统、ARM汇编语言程序设计、ARM高级语言程序设计、ARM嵌入式设计初步、ARM系统开发、ARM系统调试、ARM外围设备设计和ARM嵌入式Linux应
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·内容简介 本书从51系列单片机的一般知识出发，将ARM处理器和51系列单片机进行对比，引导读者去理解和学习ARM处理器的知识。内容分为3部分：第1部分是前4章，从大家所熟悉的51系列单片机的基础知识开始，介绍ARM处理器的基本知识，包括ARM和51系列的对比、中断处理系统、寄存器和存储器结构等；第2部分是5～9章，详细比较ARM指令和51系列指令之间
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·作者：廖日坤 编著出版社：中国电力出版社出版日期：2005-10-01内容简介 本书从实用的角度出发，全面系统地介绍了ARM硬件体系结构、16/32位指令系统、开发调试、Linux嵌入式设计等开发ARM处理器的基本操作方法和技巧。书中不但附有大量的图示和程序，而且还专门安排了习题和设计实例，具有很强的实用性和指导性。本书内容丰富，讲解由浅入深、通俗易懂，具有很强的实用性和指导性，适合于ARM编程的
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主要在于在系统启动时能利用二叉树搜索算法自动扫描单总线上的多个DS18B20,并提取它们各自的64位的ROM-ID号!通过这些ID号,就能对单总线上的多个DS18B20分别进行驱动了。每一行都有详细的标注，决对能节约你的程序阅读时间。单片机是51系列哈。如果有不明白的，请加QQ:278742825
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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 ……
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3.1 总线与接口概述 3.1.1 总线和接口及其标准的概念 总线：是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。 总线标准 指芯片之间、扩展卡之间以及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应该遵守的一些协议与规范。 接口标准 外设接口的规范，涉及接口信号线定义、信号传输速率、传输方向和拓扑结构，以及电气特性和机械特性等多个方面。 3.1.2 总线的分类 1) 按总线功能或信号类型划分为： 数据总线：双向三态逻辑，线宽表示了总线数据传输的能力。地址总线：单向三态逻辑，线宽决定了系统的寻址能力。控制总线：就某根来说是单向或双向。控制总线最能体现总线特点，决定总线功能的强弱和适应性。2) 按总线的层次结构分为： CPU总线：微机系统中速度最快的总线，主要在CPU内部，连接CPU内部部件，在CPU周围的小范围内也分布该总线，提供系统原始的控制和命令。局部总线：在系统总线和CPU总线之间的一级总线，提供CPU和主板器件之间以及CPU到高速外设之间的快速信息通道。系统总线：也称为I/O总线，是传统的通过总线扩展卡连接外部设备的总线。由于速度慢，其功能已经被局部总线替代。通信总线：也称为外部总线，是微机与微机，微机与外设之间进行通信的总线。3.1.3 总线的主要性能参数1．总线频率：MHz表示的工作频率，是总线速率的一个重要参数。2．总线宽度：指数据总线的位数。3．总线的数据传输率 总线的数据传输率=(总线宽度/8位)×总线频率 例：PCI总线的总线频率为33.3MHz，总线宽度为64位的情况下，总线数据传输率为266MB/s 。
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