数字存储示波器在仪器仪表领域中占有重要的地位,应用范围相当广泛,所以对示波器的研制有重要的理论和实际意义。本文针对数字存储示波器的设计进行了深入的研究,旨在研制出100MHz带宽的数字存储示波器。 从各个方面考虑,选用了DSP、FPGA和单片机的方案来设计整个系统。整个系统采用单通道的方式。信号进来首先经过前端的调理电路把信号电压调整到AD的输入电压范围之内,这里调理电路主要是由信号衰减电路和信号放大电路所组成。调理后的信号再送到AD变换电路里面完成信号的数字化。然后把AD转换后的数据送到FPGA中,并把数据保存到FPGA中的FIFO中,FPGA中的电路主要包括有FIFO、触发系统、峰值检测、时基电路等。 DSP处理器主要是用来从FIFO中提取数据并进行相应的处理。因为DSP运算速度快,所以本文利用DSP来完成滤波和波形重建的时候的插值算法等功能。然后DSP利用其多缓冲串口把数据送到单片机,单片机把从DSP中发送过来的数据显示到LCD上,同时利用单片机来管理键盘等功能。在软件方面主要完成了程序的一些初始化驱动,比如说是FLASH驱动、LCD驱动、DSP串口初始化、FPGA初始化等相关工作。 由于本文采用FPGA,使得数字存储示波器的设计比较灵活,容易升级。可以根据自己的需要进行相关的改进,例如对外围电路做进一步地扩展。
上传时间: 2013-04-24
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本文对基于FPGA的对象存储控制器原型的硬件设计进行了研究。主要内容如下: ⑴研究了对象存储控制器的硬件设计,使其高效完成对象级接口的智能化管理和复杂存储协议的解析,对对象存储系统整体性能提升有重要意义。基于SoPC(片上可编程系统)技术,在FPGA(现场可编程门阵列)上实现的对象存储控制器,具有功能配置灵活,调试方便,成本较低等优点。 ⑵采用Cyclone II器件实现的对象存储控制器的网络接口,包含处理器模块、内存模块、Flash模块等核心组成部分,提供千兆以太网的网络接口和PCI(周边元件扩展接口)总线的主机接口,还具备电源模块、时钟模块等以保证系统正常运行。在设计实现PCB(印制电路板)时,从叠层设计、布局、布线、阻抗匹配等多方面解决高达100MHz的全局时钟带来的信号完整性问题,并基于IBIS模型进行了信号完整性分析及仿真。针对各功能模块提出了相应的调试策略,并完成了部分模块的调试工作。 ⑶提出了基于Virtex-4的对象存储控制器系统设计方案,Virtex-4内嵌PowerPC高性能处理器,可更好地完成对象存储设备相关的控制和管理工作。实现了丰富的接口设计,包括千兆以太网、光纤通道、SATA(串行高级技术附件)等网络存储接口以及较PCI性能更优异的PCI-X(并连的PCI总线)主机接口;提供多种FPGA配置方式。使用Cadence公司的Capture CIS工具完成了该系统硬件的原理图绘制,通过了设计规则检查,生成了网表用作下一步设计工作的交付文件。
上传时间: 2013-04-24
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随着电子技术的不断发展,嵌入式系统越来越多地在控制类、消费类、通讯类等电子产品广泛应用,嵌入式技术也越来越和人们的生活紧密结合。同时,计算机硬件的发展以及数据量的增加,对存储设备的要求也越来越高。 本文深入研究了嵌入式系统中数据存储和数据交换,提出了一套完整的嵌入式系统中数据存储和数据交换的设计方案,并详细介绍了其实现过程。Flash存储器由于体积小、功耗低、性能稳定等特点在便携式电子产品中得到了广泛的应用。Flash存储器主要有两种形式:Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性,可以直接在芯片上执行代码,而且读取速度较快。Nand Flash存储密度大、容量大、生产工艺简单、性价比高,但是控制方式复杂而且可能会存在一定的坏块。SD卡是近年来流行的大容量便携式存储卡。本系统中,我们以Flash和SD卡作为数据存储介质。在存储介质的选择方面,在系统内部采用了体积小、容量大、成本低的Flash,并采用Nor和Nand Flash相结合的方案:在Nor Flash上存储与系统相关的软件和程序,在Nand Flash上存储用户数据。系统外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存储容量扩展。实现了基于Atmel公司ARM系列MCU的Flash存储器和SD卡的硬件电路的设计及底层驱动程序的设计。 本研究分别根据Nor和Nand Flash数据存储和操作特点,分析了JFFS2和YAFFS的特点以及各自的存储方式、断电保护、损耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和机制,并在Nor和Nand Flash上实现并优化了这些管理机制。在SD上则采用目前主流操作系统(Windows,Linux等)所支持的FAT16文件格式,完成了从磁盘格式化到文件的读写等标准API函数,实现了嵌入式系统的高速数据交换。
上传时间: 2013-04-24
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随着现代计算机技术和互联网技术的飞速发展,嵌入式系统成为了当前信息行业最热门的焦点之一。ARM以其高性能低功耗的特点成为目前主流的32位嵌入式处理器而在数码产品中广泛使用,随着数码相机的普及,数码相框产品得到推广,数码相框通过一个液晶的屏幕显示数码照片而非纸质照片,数码相框比普通相框更灵活多变,也给现在日益使用的数码相片一个新的展示空间。在嵌入式操作系统方面,uC/OS—Ⅱ凭借其小内核、多任务、丰富的系统服务、容易使用以及源码公开等特点被嵌入式系统开发者广泛用在各种嵌入式设备开发中。uC/FS嵌入式文件系统由于稳定性,可移植性以及与uC/OS—Ⅱ内核的相兼容被广泛用在基于uC/OS—Ⅱ的嵌入式系统开发中。NAND Flash存储器由于其大容量数据存储、高速存取速度、易于擦除和重写、功耗小等特点被广泛应用于便携式电子设备的数据存储、嵌入式系统的程序存储载体中。 本论文的硬件工作平台是艾科公司研发的数码相框芯片方案ARK1600,该平台集成了嵌入式系统设计所需的相关硬件模块。本论文的主要设计目标是在该平台上实现NAND Flash存储设备驱动的系统级方案,即在ARK1600平台上通过构建uC/OS—Ⅱ操作系统以及uC/FS文件系统来实现NAND Flash设备驱动挂接。本论文是在Windows环境下通过ARM ADS实现代码的编译,通过Multi—ICE进行前期调试以及USB—Debug进行后期的系统整合调试。 本论文的主要研究工作具体涉及以下三个的方面:首先研究了ARM相关构架以及uC/OS—Ⅱ操作系统的特点,并在此基础上移植uC/OS—Ⅱ操作系统到ARK1600平台,分析ARK1600硬件体系结构的基础上详细分析了BootLoader的相关概念,并重点阐述了NAND BootLoader程序设计与实现过程;其次在文件系统方面,本论文成功移植uC/FS嵌入式文件系统到ARK1600平台,在移植的过程中采用了动态文件缓冲区算法提高了该文件系统的数据传输效率;最后重点讨论了NAND Flash驱动在ARK1600的实现,主要分析了NAND Flash的数据存储结构,并从物理层,逻辑层和文件系统接口层三个方面具体分析了NAND Flash驱动程序的实现,并在NAND Flash逻辑层驱动实现时通过采用坏块处理表算法实现了NAND的磨损均衡问题。
上传时间: 2013-07-31
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在图像处理、航空航天、遥感测量、现代电子测试等很多领域,要求测试仪器设备能及时保存原始测试数据,用于事后数据分析和处理。同时前端探测器性能的提高,对于各种系统存储容量、体积、造价、稳定性等都提出了更高的要求。因此研制性能可靠、体积小、低成本的数据存储系统是十分必要的。 本文提出基于ARM嵌入式处理器+FPGA结构的高速信号采集与存储系统解决方案。进行了信号采集与存储系统设计。其特点是高性能、低成本、体积小。 文中利用了ARM处理器和FPGA可编程逻辑器件的特点,进行了基于本方案的硬件设计,:FPGA软件设计。叙述了PCB设计以及调试过程中需注意的问题。 系统的硬件设计以ARM和FPGA为平台,ARM处理器采用了Samsung公司的S3C2410,FPGA采用Altera公司的EP2C8。硬件设计围绕着核心芯片,进行了电源设计和ARM和FPGA外围电路设计。 ARM处理器实现了系统的控制;FPGA作为协处理器实现了FIFO,一些接口、时序控制等,协助ARM采集数据。在FPGA中实现硬件电路简化了外围电路,使得设计灵活,开发调试方便,也提高了系统的可靠性。 系统软件操作系统采用的是Linux,基于嵌入式Linux操作系统的特点,分析了系统的实时性。接着进行了Linux平台上基于Qt的用户界面应用程序设计。 最后分析了系统测试结果,并指出存在的问题和改进方法。
上传时间: 2013-07-10
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数字存储示波器(DSO)上世纪八十年代开始出现,由于当时它的带宽和分辨率较低,实时性较差,没有具备模拟示波器的某些特点,因此并没有受到人们的重视。随着数字电路、大规模集成电路及微处理器技术的发展,尤其是高速模/数(A/D)转换器及半导体存储器(RAM)的发展,数字存储示波器的采样速率和实时性能得到了很大的提高,在工程测量中,越来越多的工程师用DSO来替代模拟示波器。 本文介绍了一款双通道采样速率达1GHz,分辨率为8Bits,实时带宽为200MHz数字存储示波器的研制。通过对具体功能和技术指标的分析,提出了FPGA+ARM架构的技术方案。然后,本文分模块详细叙述了整机系统中部分模块,包括前端高速A/D转换器和FPGA的硬件模块设计,数据处理模块软件的设计,以及DSO的GPIB扩展接口逻辑模块的设计。 本文在分析了传统DSO架构的基础上,提出了本系统的设计思想和实现方案。在高速A/D选择上,国家半导体公司2005年推出的双通道采样速率达500MHz高速A/D转换器芯片ADC08D500,利用其双边沿采样模式(DES)实现对单通道1GHz的采样速率,并且用Xilinx公司Spraten-3E系列FPGA作为数据缓冲单元和存储单元,提高了系统的集成度和稳定性。其中,FPGA缓冲单元完成对不同时基情况下多通道数据的抽取,处理单元完成对数据正弦内插的计算,而DSO中其余数据处理功能包括数字滤波和FFT设计在后端的ARM内完成。DSO中常用的GPIB接口放在FPGA内集成,不仅充分利用了FPGA内丰富的逻辑资源,而且降低了整机成本,也减少了电路规模。 最后,利用ChipscopePro工具对采样系统进行调试,并分析了数据中的坏数据产生的原因,提出了解决方案, 并给出了FPGA接收高速A/D的正确数据。
上传时间: 2013-07-07
上传用户:asdkin
随着电子通信以及教学事业的发展,示波器的应用越来越广泛,它在教学中所起到的作用越来越重要,示波器可以测量信号的幅度,频率以及波形等等,但是高精度的示波器非常昂贵,对于非盈利事业的教学组织来说无疑不合适,所以提出了一种以单片机为控制核心的简易示波器设计方案。它由前向控制部分,数据采集和存储部分,51单片机控制部分以及按键和MS12864R显示部分组成。
标签: 数字存储示波器
上传时间: 2013-10-31
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在理论分析循环码编码和译码基本原理的基础上,提出了基于单片机系统的(24,16)循环码软件实现编码、译码的方案。仿真结果表明(24,16)循环码能有效地克服来自通讯信道的干扰,保证数据通信的可靠及系统的稳定,使误码率大幅度降低。本论文对(24,16)循环码的研究结果表明,可以有效地降低错误概率和提高系统的吞吐量,实现纠错仅需要在接收端增加有限的存储空间和计算复杂度,具有一定的实用价值。 Abstract: Based on analyzing the theory of encoding and decoding of cyclic code, this paper showed the schemes of encoding and decoding of(24,16)cyclic code by the software and based on microcontroller. Simulation results show that using (24,16) cyclic codes can effectively overcome the interference from communication channel, ensure the reliability and stability of data communication systems, and reduce the bit error rate greatly. The results of this paper show that by using the (24,16) cyclic code, the error rate can be reduced and the system throughput can be improved. Meanwhile, the system only needs to enlarge limited storage space and computation the complexity at the receiving end to realize error correction. Thus the (24,16) cyclic code has a practical value.
上传时间: 2013-11-09
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介绍一款单片机存储设备转储器,以C8051F040为核心控制模块,通过外接两个CH375 U盘模块、液晶显示模块及键盘模块等实现两个U盘之间数据的相互转储,很好地解决了U盘内容转储离不开电脑而带来的不便以及容易感染病毒等弊端。C8051F040通过CH375 按照相应的USB协议与USB设备通讯,通过调用CH375提供的子程序库来直接读取U盘中的数据,实现了普通单片机与U盘的通讯,支持常用的12 Mb/s 全速USB设备和1. 5 Mb/s低速设备。该设计方案具有低成本、低功耗、操作简单等特点,将会有广阔的应用前景。
上传时间: 2013-12-17
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提出一种基于单片机AT89C51SND1C的MP3播放系统的设计方案。单片机集成了专用的解码器,使用K9F1208闪存作为外存储器,放音电路采用CS4330,存储文件通过播放器上的USB接口设备从PC机上直接下载,液晶显示采用LCD1602。方案设计简单,性价比高,低功耗,易扩展。由于采用的是通用单片机实现的,可以很容易地移植到其他微控制器系统中,有很强的市场竞争能力和实用价值。 Abstract: A MP3 player design based on microchip AT89C51SND1C was presented, which used K9F1208 Flash chip as the memory circuit and used CS4330 as play chip. Storage files were download from PC through USB interfaces player on the device,and the LCD/602 was used as display screen. This system had characteristics of simple design,low power,easy expand,low cost and high recognition. Using of universual microchip make it easy to transplant to other microcontrol system,and have strong market competitiom and practical value.
上传时间: 2014-12-27
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