当今的船用导航雷达具有数字化、多功能、高性能、多接口、网络化。同时要求具有高可靠性、高集成度、低成本,信号处理单元的小型化,产品更新周期短。要同时满足上述需求,高集成度的器件应用是必须的。同时开发周期要短,需求软件的可移植性要强,并且是模块化设计,现场可编程门阵列器件(FPGA)已经成为设计首选。 现场可编程门阵列是基于通过可编程互联连接的可配置逻辑块(CLB)矩阵的可编程半导体器件。与为特殊设计而定制的专用集成电路(ASIC)相对,FPGA可以针对所需的应用或功能要求进行编程。虽然具有一次性可编程(OTP)FPGA,但是主要是基于SRAM的,其可随着设计的演化进行重编程。CLB是FPGA内的基本逻辑单元。实际数量和特性会依器件的不同而不同,但是每个CLB都包含一个由4或6个输入、一些选型电路(多路复用器等)和触发器组成的可配置开关矩阵。开关矩阵是高度灵活的,可以进行配置以便处理组合逻辑、移位寄存器或RAM。当今的FPGA已经远远超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能(如RAM、时钟管理和:DSP)的硬(ASIC型)块。由于具有可编程特性,所以FPGA是众多市场的理想之选。它高集成度,以及用于设计的强大软件平台、IP核、在线升级可满足需求。 本文介绍了基于FPGA实现船用导航雷达数字信号处理的设计,这是一个具体的、已经完成并进行小批量生产的产品,对指导实践具有一定意义。
上传时间: 2013-04-24
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短波通信由于其固有的优点,在无线通信特别是军事通信中有着很重要的应用,国内外对短波电台以及高速调制解调器的研究也是相当多,然而有些硬件结构相似的电台信号特征差异却很大,这极大地限制了不同电台间的互通互连。而软件无线电用软件代替部分硬件,可以通过不同软件模块来实现不同的功能,因此利用软件无线电,可以在相同的硬件平台上,实现多种短波数字化业务,而本文重点研究的就是基于软件无线电的短波串行体制。 首先对短波串行体制标准进行了详细地研究,并对发射端实现方法进行了具体的说明。其次阐述了中频数字接收机相关基本理论,在研究信号采样理论、多速率数字信号处理理论、滤波器设计理论、FPGA硬件数字算法等基础上,并结合实际应用要求,提出了适合于FPGA实现的数字化中频处理系统方案,对系统进行了仿真,验证了系统方案的可行性,然后通过Verilog编程完成了数字下变频的FPGA实现,效果较好。最后对接收端的基带处理方法进行了一些探索。
上传时间: 2013-07-19
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数字超声诊断设备在临床诊断中应用十分广泛,研制全数字化的医疗仪器已成为趋势。尽管很多超声成像仪器设计制造中使用了数字化技术,但是我们可以说现代VLSI 和EDA 技术在其中并没有得到充分有效的应用。随着现代电子信息技术的发展,PLD 在很多与B 型超声成像或多普勒超声成像有关的领域都得到了较好的应用,例如数字通信和相控雷达领域。 在研究现代超声成像原理的基础上,我们首先介绍了常见的数字超声成像仪器的基本结构和模块功能,同时也介绍了现代FPGA 和EDA 技术。随后我们详细分析讨论了B 超中,全数字化波束合成器的关键技术和实现手段。我们设计实现了片内高速异步FIFO 以降低采样率,仿真结果表明资源使用合理且访问时间很小。正交检波方法既能给出灰度超声成像所需要的回波的幅值信息,也能给出多普勒超声成像所需要的回波的相移信息。我们设计实现了基于直接数字频率合成原理的数控振荡器,能够给出一对幅值和相位较平衡的正交信号,且在FPGA 片内实现方案简单廉价。数控振荡器输出波形的频率可动态控制且精度较高,对于随着超声在人体组织深度上的穿透衰减,导致回波中心频率下移的声学物理现象,可视作将回波接收机的中心频率同步动态变化进行补偿。 还设计实现了B 型数字超声诊断仪前端发射波束聚焦和扫描控制子系统。在单片FPGA 芯片内部设计实现了聚焦延时、脉宽和重复频率可动态控制的发射驱动脉冲产生器、线扫控制、探头激励控制、功能码存储等功能模块,功能仿真和时序分析结果表明该子系统为设计实现高速度、高精度、高集成度的全数字化超声诊断设备打下了良好的基础,将加快其研发和制造进程,为生物医学电子、医疗设备和超声诊断等方面带来新思路。
上传时间: 2013-05-30
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由于各种非线性电力电子装置的和功率开关器件的广泛应用产生了谐波。随着对电能质量要求的不断提高,各种治理谐波的电力电子装置就产生了。谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源电力滤波器技术。传统的方法采用LC 无源滤波器,与无源滤波器相比有源电力滤波器具有很大的优越性,因此越来越多的应用到治理谐波污染中。随着以DSP 和FPGA 的高速发展,以全数字化控制技术实现的有源电力滤波器必将更多的应用到谐波装置中去。本文深入分析了谐波治理的研究背景意义和有源滤波器的研究现状和发展趋势。介绍了有源滤波器的基本的工作原理;分类;谐波的检测方法和控制策略,在各个方法的比较上选用基于瞬时无功功率理论的谐波检测法对谐波电流进行了检测。并提出了一种基于 DSP 及FPGA 控制的有源电力滤波器的设计方案,重点研究了三相并联型有源滤波器的控制系统及硬件设计。本文还对系统的功率器件进行了分析并选用IGBT 作为其开关器件。设计了IGBT 驱动及保护电路,利用理论分析和仿真结果设定了系统直流侧电容和输出电感的参数。对整个系统进行了Simulink 仿真实验,选用DSP 和和FPGA 作为核心处理芯片,DSP 用来采集数据并检测谐波,FPGA 用来实现PWM 脉冲的输出。设计并调试出非线性负载,传感器采集,电流电压调理电路,主电路,过零检测电路,IGBT 的驱动及吸收缓冲电路。并在此基础上搭建出了试验平台。给出了DSP 及FPGA 的软件设计思想和流程。
上传时间: 2013-04-24
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尽管频率合成技术已经经历了大半个世纪的发展史,但直到今天,人们对\\r\\n它的研究仍然在继续。现在,我们可以开发出输出频率高达IG的DDS系统,\\r\\n武汉理工大学硕士学位论文\\r\\n已能满足绝大多数频率源的要求,集成DDS产品的信噪比也可达到75dB以上,\\r\\n已达到锁相频率合成的一般水平。电子技术的发展己进入数字时代,模拟信号\\r\\n数字化的方法也是目前一个热门研究课题,高速AD、DA器件在通信、广播电\\r\\n视等领域的应用越来越广泛。本次设计完成了软件仿真和硬件实现,对设计原
上传时间: 2013-08-21
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将单片机数字控制技术有机地融入直流稳压电源的设计中,设计出一款高性价比的多功能数字化通用直流稳压电源。详细介绍PWM输出、A/D采样、单片机等。该设计除了实现对电压的数字控制外,还具有高精度、多功能、液晶显示的特点。
上传时间: 2013-10-16
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设计了一种基于LM3S9B92嵌入式微控制器的锂离子电池充电器,并给出了硬件、软件设计。该充电器可以直接以市电作为输入,运用方便。其基本设计理念是根据采集的电池电压和充电电流信息,利用LM3S9B92产生适合的PWM信号控制BUCK电源变换器工作,实现充电高效控制。该充电器具有数字化和智能化的特点,便于推广和应用。
上传时间: 2014-01-11
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针对当前安检力学试验机所能完成的试验种类单一、自动化程度低等问题,提出一种以ATmega128单片机为核心控制器的安检力学试验机的设计。详细阐述了该安检力学试验机各个组成部分的设计原理和方案,并且给出了各部分的软件设计思想和操作流程。经过大量测试试验表明:设计的安检力学试验机可以完成多达十余种的力学安检试验,完全符合相关国家标准,并且具有数据采集精度高、传输速度快、操作安全简便等特点,实现了安检设备的多功能化、数字化和自动化。 Abstract: Currently, many mechanical security testing machines have only one function. The degree of automation of them is low. To solve those problems, a new kind of mechanical security testing machine, using ATmega128 micro-controller as its core controller, has been advanced. It describes the components of the machine. The principles and the scheme in the designing processes are presented in detail, and the software architecture and the operation processes of each part are given. After having done many testing, we have reached the following conclusions: the mechanical security testing machine presented can do over ten mechanical security tests complying with related national standards. It has high data acquisition accuracy and high transmission speed. The operation of the machine is simple and safe. In general, this machine is a multi-functional, highly automatic, digitalized security testing device.
上传时间: 2013-11-05
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摘要:反应堆仪表和控制系统(I&C)的数字化发展方向成为趋势,反应堆堆外核测量系统的数字化势在必行。传统脉冲周期监测装置通常采用模拟电路设计,但是,周期测量稳定性较差,统计涨落带来的测量误差较大。本项目研制数字脉冲周期监测装置能克服以上缺陷。本文简单介绍了单片机在数字脉冲周期监测装置中的应用,并简要分析了使用80C196KC单片机的原因和在脉冲周期监测装置中单片机完成的功能和功能实现方法。关键词:脉冲周期监测;80C196KC;C语言;最小二乘拟合法
上传时间: 2013-11-10
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单片机/ISP综合设计实验 概述由于计算机科学和电路集成技术的迅猛发展,电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化,且电子系统设计原理和大型软件设计的原理极为接近。这些都要求电子类专业的教学重点应由传统的基础功能模块设计转向对大规模复杂系统的分析和管理,加强对学生系统概念的培养。电子信息系列实验装置便是为了满足这种需要而开始研发的。它包含有电子技术实验装置,计算机组成/网际服务实验装置,微机系统与接口实验装置及单片机/ISP综合设计实验装置。该系列实验装置提供了集演示、验证和综合设计的新一代教学平台,并按照教学大纲的要求配置了实验项目和实验内容,此外,用户还可根据自己的需要安排实验内容,发挥创造性才能。单片机技术是一门很实用的技术,单片机在工业控制中独占鳌头,故又称为微控制器。迄今为止,8位单片机仍占有单片机市场的60%以上份额,促进了8位单片机朝着高性能和多功能化方向发展。随着CPLD技术的不断发展,也越来越被广大设计人员重视、应用。单片机/ISP综合设计实验装置实质上是构建了一个以CPLD/FPGA和MCU为中心,能与微机子系统进行通信的综合设计实验平台,它采用的是CPLD/FPGA和MCU双系统核心架构,再与外围设备通过总线方式连接起来。可以完成有关单片机,微机接口,逻辑设计等众多实验,可作为“计算机结构与逻辑设计”,“单片机原理与应用”,“在系统编程技术”,“VHDL设计”,“微型计算机测控技术”和“电子系统综合设计”等课程的综合实验装置。该实验装置在教学实践中的应用,为提高学生的动手能力,加深学生对单片机、CPLD/FPGA技术的理解提供了良好的实验平台,为以后电子系统设计开发打下坚实的基础。除具有单片机,CPLD/FPGA双系统核心构架外,提供了极其丰富的功能单元电路,如A/D、D/A、RTC及通讯接口等,并可根据学生应用的需要方便地扩展其它电路,使其完全能够做出具有复杂性和创造性的综合性实验,另外配置的一些工具模块也能为学生做实验提供方便。1.2 实验装置的特点EEEC-030B型单片机/ISP综合设计实验装置的主要特点如下: CPLD/FPGA和MCU双系统架构该系统既能单独作为CPLD/FPGA实验系统或单片机实验系统使用,更能同时使用MCU和CPLD/FPGA系统以充分满足不同类型,不同规模系统设计的需要。适应了当今系统设计的潮流,使该系统功能更加完善。
上传时间: 2013-10-13
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