为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求，设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨４５ｐｓ的专用计时芯片 ＴＤＣ－ＧＰ２２实现高精度、高分辨率的时间间隔测量，并 采 用 高 带 宽 放 大 电 路 及 恒 比 定 时 时 刻 鉴 别 方 法 提 高 系 统 精 度。详 细 论 述 了ＴＤＣ－ＧＰ２２时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明，该系统的测量分辨率达４５ｐｓ，对时间间隔１μｓ内的测量精度可达６０ｐｓ，对应１５０ｍ 测距精度可达１ｃｍ；对时间间隔１μｓ以上的测量精度可达１ｎｓ，对应千米级测距精度可达０．１５ｍ，满足高精度距离测量的应用需求。
标签： 激光测距系统
上传时间： 2022-05-03
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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
上传用户：xsr1983
摘要：随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。与之相配套的控制仪也相继问世。然而目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。消费者需要真正的“自动”控制，以实现使用的最简单化。就像家用电视机、电冰箱一样，按通电源、设定完毕这么简单就可以了。本次毕业设计运用AT89C51单片机设计了一种自动控制电路，该电路用于太阳能热水器，能实现在用水时，若水位不够可以自动供水，若日晒水温达不到设定值，则电加热自动补温。从而实现了热水器的自动及节能。太阳能热水器自动控制硬件电路，辅以相应的软件设计，来实现温度和水位参数的实时显示，而且具有温度设定、水位设定与控制功能，停电后再来电时也不用重新设定，具有故障报警和故障自处理功能，良好的稳定性和抗干扰性能。实验结果表明，本次系统设计合理，工作稳定可靠、温度测量精度高。同时给出了温度测量系统的硬件结构和软件设计当前能源紧缺，用电紧张，太阳能是绿色能源，得到广大用户的喜爱。使用太阳能热水器时存在的问题：不可缺水，空晒情况下上水会爆炸；春、秋天，水温升高蒸发，造成热能损失；冬天水温不够，须用电等等。采用太阳能热水器智能仪（仪称太阳能热水器水温水位测控仪），能解决上述问题。使用户省心，使用方便，智能运行，用户不必作任何操作。太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。在太阳能热利用中，为了得到中高温热能，必须使集热器从日出到日落跟踪太阳，而在太阳能光电中，相同条件下，自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%，成本下降25%，因此在太阳能利用中，进行跟踪装置的控制方式进行研究是一项很有意义的工作。
上传时间： 2022-05-30
上传用户：得之我幸78
本文以“某港口航道水深适时监测技术研究”项目为背景,针对港口水深测量系统中发射的水声信号,采用基于GPS时间同步技术、以MCU+FPGA为核心控制单元的设计方案,设计了一套适用于工程实际的水声信号数据采集与处理系统。该系统作为港口航道水深适时监测技术的重要部分,具有极为重要的意义。水声信号数据采集控制的核心是FPGA,时序电路的设计采用VHDL语言实现。主要任务是控制ADC与FIFO的工作时序相互配合,实现水声信号的高速采集与存储。该数据采集系统位于港口航道的一侧,水声信号的发射端位于港口航道另一侧,在同步技术方面,系统使用GPS技术来实现。发射换能器和数据采集与处理系统的处理器同时读取GPS的时间信息,到达预设时刻时,水声信号发射端和数据采集系统同时启动,实现对水声信号的异地同步采集。水声信号数据的算法处理是由单片机实现的。数据采集完成之后,单片机读取FIFO中的数据,并对其作信号的短时能量分析,判断出水声信号的起始点,然后将水声信号的有效数据和水声信号起始点的位置通过VHF发送到上位机。实验测试证明,本文设计的数据采集与处理系统在采样率为4MHz时工作稳定可靠,功耗低,测量精度高,具有较强的实用性,在水声信号的采集与处理方面有着广阔的应用前景。
标签： 数据采集
上传时间： 2022-06-04
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一种基于单片机的数字电压表的设计,用于解决以往的测量技术只能将被测量通过指针式仪表显示、测量值读数不方便且测量精度不够高的问题，本设计设计的电压表量程可调，精度较高。可以测量直流电压。资料包括如下：1、原理图源文件2、PCB3、源程序源文件
上传时间： 2022-06-10
上传用户：zhanglei193
一、课题的提出在日常生产生活中，常遇到液位测量及控制问题。比如在一些工业生产自动化系统中对容器中物料位或者液位的测量，又特别是极其恶劣的环境下的测量，比如对具有腐蚀性的液体液位的测量，传统的采用差位分布电极的电极法，通过电脉冲去检测液位高度，电极长期处于这种环境中，极易被电解、腐蚀，从而很容易在短时间内就失去灵敏性。显然，在这种检测环境对测试设备的抗腐蚀性要求较高。因此传统的液位测量设备已不能满足现代工业生产的需要。超声波液位检测系统是一种新兴的液位测量系统，它利用了超声波传感技术的原理，采取一种非接触检测方法，能够实现对工业生产自动化系统中液位、物料位等进行检测。此外，超声波具有很好的束射性和方向性，一般也不会对人体造成伤害。基于超声波的检测控制系统具有实施方便、迅速，测量精度高，易于实时控制，所以有非常广阔的应用领域。VA/随着人们生活需求和工业标准的提高，液位检测技术愈来愈受到社会的重视，检测的精度以及实时性要求也愈来愈高，另外还要求检测系统对被检测对象具有自动控制功能。可以说，在现在以及今后的很长一段时间里，液位的检测及控制系统的研究也将依然是一个重要的课题。二、课题的意义为了改善工人的工作环境，降低工人的劳动强度，节省财力、物力，避免资源的浪费，降低工业生产成本，特别是对某些特殊的生产环境，比如：易爆、高温、低温、毒性、腐蚀性、高压、低压、有辐射性、易挥发等液体的液位进行检测，对于这些对身体健康有一定损害的测量环境，不易在实地直接进行测量及控制，而这种新兴的液位测量及控制技术就显得特别的重要。
上传时间： 2022-06-17
上传用户：XuVshu
工业生产和科学研究过程中，流量测量必不可少，由于超声波流量计可以将超声换能器火装在管道外面进行非接触测量，无需中断管道，设计和安装方便，并且满足大部分工业生产的精度要求，近年来得到了广泛应用.本设计采用了多脉冲时差法测量技术，增强了系统的抗干扰性，改善了测量效果。系统的硬件部分以MSP430F155为控制核心，选用了高精度时间数字转换器TDC-GPI和复杂可编程逻辑器件spl.S11032等芯片.充分发挥了ispL.S1032的在系统可编程性，设计了超声波退耦合脉冲定时器、抗干扰滤波器、数字单稳态触发器等电路，实现了多脉冲的时间差测量，进一步提高了硬件抗干扰性，并且完成了系统时钟同步和电平转换的任务。通过芯片内部的门电路传播时延实现系统传播时间的测量，可以达到较高的测量精度，与传统的通过高速数字计数器测时的方式相比，有很大的优势，可以在较低的频率下完成电路的设计，避免了高频电路设计中所带来的更繁杂的电磁兼容等方面的问题。软件设计是基于嵌入式实时操作系统Small RTOS 430的实现.Small RTOS 430是由IC/OS-I和Small RTOS 51经过改写和移植而来，最大限度的减少了操作系统本身的代码量和所需的内存空间，整个软件系统以任务为单位，任务的实现相互独立，简化了软件的开发过程，缩短了开发周期，增强了系统的可靠性本文设计的时差法超声波流量计，采用了TDC-GPI测量传播时间差，保证了较高的测量精度；使用ispLS1032完成了多脉冲情况下时间差的确定和超声波退耦合脉冲定时器、抗干扰滤波器等硬件抗干扰电路，改善了超声波流量计的测量效果.
标签： 超声波流量计
上传时间： 2022-06-21
上传用户：得之我幸78
基于台系宏康HYCON HY16F188 内部的高精度sigma-delta ADC 用示波法和臂式量测方式对血压脉搏进行量测，测试数据表明：用该方法实现的电子血压计具有测量精度高、抗干扰能力强、使用简便，成本低等特点，适合作为保健类仪器大批量生产。
上传时间： 2022-06-22
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CCD（电荷耦合器件）的基本功能是将光学图像信号转变成一维以时间为变量的电压信号，广泛的应用于元件尺寸测量以及位置检测系统中。本课题背景是利用CCD检测带材边缘的位置信息，为后续的控制系统提供数据。在带钢轧制现场，光照强度浮动因数很多：例如，光源受污染；给光源供电的电压波动等都会造成光照条件的改变，影响测量的准确性，不利于提高系统的信噪比l。为了提高系统的测量精度和抗干扰性，需要实时改变CCD的光积分时间以补偿现场环境的影响。本文以TCD1501D型CCD芯片为例，分析了芯片的工作过程和驱动芯片的各个信号的要求，阐述了CCD驱动电路自适应的实现，最后给出了系统仿真结果。1TCD1501D型CCD的工作原理和驱动时序的产生1.1TCD1501D芯片的介绍TCDI501D4是一种高灵敏度、低暗电流、5000像元且内置采样保持电路的线阵CCD图像传感器。
上传时间： 2022-06-23
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1引言电荷耦合器CCD具有尺寸小、精度高、功耗低、寿命长、测量精度高等优点，在图像传感和非接触测量领域得到了广泛应用。由于CCD芯片的转换效率、信噪比等光电特性只有在合适的时序驱动下才能达到器件工艺设计所要求的最佳值，以及稳定的输出信号，因此驱动时序的设计是应用的关键问题之一。通用CCD驱动设计有4种实现方式：EPROM驱动法；IC驱动法；单片机驱动法以及可编程逻辑器件（PLD）驱动法。基于FPGA设计的驱动电路是可再编程的，与传统的方法相比，其优点是集成度高、速度快、可靠性好。若要改变驱动电路的时序，增减某些功能，仅需要对器件重新编程即可，在不改变任何硬件的情况下，即可实现驱动电路的更新换代。2CD1501DCCD工作参数及时序分析
上传时间： 2022-06-23
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