航空蓄电池是重要的机载设备,在飞机安全飞行中起着重要的作用。蓄电池充电设备的性能直接影响着蓄电池的电气性能和使用寿命,因此近年来航空蓄电池充电设备的研制已经成为研究的热点之一。论文研究一种采用上下位机联合控制的航空蓄电池充放电系统,对铅酸蓄电池和镉镍蓄电池进行智能充电、放电和容量分析。 论文在综合分析航空蓄电池充电器技术要求的基础上,运用现代电力电子技术,设计了集充电、放电功能于一体的功率电路,并研制了基于DSP芯片TMS320F2812的充放电控制系统。论文详细阐述了系统的设计方案、参数计算和控制方法。 论文以Visual Basic 6.0为开发环境,编制了航空蓄电池充放电系统的上位机软件,实现了显示、报警、打印、数据存储与管理等功能。根据系统上下位机通信的需求,制定了通信协议并设计了基于RS-232串口的通信程序,实现了信息的交换与控制。 论文基于电路原理、自动控制原理等理论,建立了充电器控制系统的模型,并设计了以Buck电路为控制对象的系统仿真软件。通过仿真分析,调整PID控制器的参数,优化控制器的性能,并缩短了调试的周期。
上传时间: 2013-08-02
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本文系统地论述了应用单片机开发步进电动机二维运动控制器的方法。该二维运动控制器的样品已经研制出来,经过实际运行测试,达到了设计要求,既能实现两轴独立运动控制,又能灵活方便地进行联动控制。由于控制软件对步进电动机采用了适当的自动调速方案,使得电机在运动过程中没有失步现象,运行平稳,定位精度高,重复定位性好。 本文所完成的主要工作有:(1)步进电动机驱动电路的研究。(2)系统控制方案设计。(3)硬件系统设计。单片机的选择、串行通信等电路设计。(4)软件系统设计。该控制器重点在于步进电动机的驱动电路硬件与控制软件的设计,以及上下位机串口通信的实现。本设计的控制环节由AT89S52单片机和环形分配器PMM8713构成,单片机采用RS-485标准的串口通信与上位机进行通信,利用PMM8713产生步进电动机运行和正反转的控制信号。驱动环节采用UC3842实现恒流驱动,给出特定的脉冲驱动信号,驱动功率管进行开通和关断,使步进电动机按照规定的轨迹和速度运行。软件部分由上位机软件和下位机软件共同组成。上位机软件用Visual Basic编制,界面友好,下位机软件用单片机汇编语言编制。上位机输入的指令经编译生成相应的目标代码并通过计算机串口发送到下位机中。下位机的功能:一是接收来自上位机的数据和命令;二是根据上位机发送的命令执行相应的动作;三是向上位机发送有关提示信息。 该控制系统在设计方面具有如下特点: 1.采用内部时钟方式产生步进电动机的驱动脉冲,而没有采用高速脉冲发生器等外部方式,用软件来实现,从而降低硬件成本。 2.硬件设计方面,尽可能地选择了标准化、模块化的电路,从而提高了设计的成功率和结构的灵活性。 3.尽可能选用了功能强、集成度高、通用性好、市场货源充足的电路或芯片。 控制器硬件结构简单,成本低廉,控制可靠,功能强大,使用方便,因而具有十分广阔的应用前景。
上传时间: 2013-05-16
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电缆偏心严重影响电缆的质量,因此在电缆生产时必须要进行偏心检测。该文针对目前我国电缆偏心检测技术落后的现状,提出采用电涡流检测方法来研制可以对电缆进行在线实时偏心检测的自动化系统,并对此项检测技术进行了详细研究。 该文先从偏心传感器、数据采集器和上位机系统三大部分对电涡流式电缆偏心检测系统进行了整体设计。完成了偏心传感器探头的设计并解决了偏心传感器振荡电路的电源供应问题和信号从旋转部件到静止部件的传输问题。以TLC2543A/D转换器和AT89C52单片机为核心器件设计了数据采集器,完成模拟信号到数字信号的转换,并通过RS-232串行通讯把采样数据传输给PC机。利用VisualBasic语言开发了软件系统,对接收的数据进行了处理并对结果进行了输出显示。 为了提高检测系统的精度,系统中采用了模拟滤波器和数字滤波器。根据检测系统中信号的特点,分别确定了模拟滤波器和数字滤波器的性能指标,设计了抗混叠的3阶巴特沃思模拟滤波器和5阶椭圆型ⅡR低通数字滤波器,并采用适当的方法进行了实现。在静态的电缆偏心检测实验系统中对滤波器的性能进行了验证。 偏心传感器是检测系统中的关键部件,它的性能至关重要。该文通过构造的静态实验系统对偏心传感器的性能进行了研究,分析了被测电缆线芯直径、检测线圈的匝数和检测探头的尺寸对偏心传感器性能的影响。
上传时间: 2013-06-19
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随着微电子和计算机技术的迅速发展,传统的金属探测系统也正向着新的方向进行快速更新和发展。金属探测器最初主要应用于工矿探测和军用探雷,现在已经广泛应用于旅行安检以及食品、纺织、木材、玩具、药品等生产加工行业的质量安全检测。在科学技术不断进步及金属探测器在社会生活中的作用不断凸现的时代背景下,怎样提升和完善金属探测仪器的性能,已经成为本领域一个亟待解决的课题。 本课题的目的是设计一种双频率工作的数字式金属探测系统,可以同时以较高的精度检测到铁磁性和非铁磁性金属,从工作模式上彻底改变普通金属探测器检测种类单一和精度不高的现状。该检测系统采用多通道同步数字频率合成(DDS)技术产生正弦信号源,通过电涡流传感器检测金属异物。系统以TMS320LF2407为数据处理中心,利用自学习算法来实现系统参数的自动调整,并设计了良好的人机对话界面,提高金属探测器的可读性和可操作性。 本文从金属检测的理论分析和双频金属探测器的设计两个方面做了具体阐述。理论分析部分从电磁场的角度论述了金属物质的幅度和相位特性,并得出了检测频率与不同金属的检测灵敏度存在相关性的结论。文中把系统设计分为三大部分:检测系统的工作原理和总体构造、系统硬件设计、系统软件设计。第一部分主要阐述了整个系统的工作原理以及实现方案;硬件设计部分从检测电路和控制电路两个方面入手,详细叙述了发射、接收、解调电路以及电涡流传感器的设计过程,并着重介绍了DSP、单片机等主要芯片的接口电路设计,包括基于RS-485的SCI串口通信的硬件电路设计;软件设计部分主要阐述了在CCS、u-Visin集成环境下DSP系统和人机对话系统的程序流程,并叙述了系统自学习方法的实现过程,最后着重分析了SCI串口通信的软件实现方法。 文中最后整理了系统测试的实验结果。通过实验分析可知,采用双频工作的金属探测器对铁磁性和非铁磁性金属都有较高的检测精度。整个系统的可读性与可操作性较好,易于扩展升级、性价比高,具有良好的应用前景。
上传时间: 2013-04-24
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数字技术、电力电子技术以及控制论的进步推动弧焊电源从模拟阶段发展到数字阶段。数字化逆变弧焊电源不仅可靠性高、控制精度高而且容易大规模集成、方便升级,成为焊机的发展方向,推动了焊接产业的巨大发展。针对传统的埋弧焊电源存在的体积大、控制电路复杂、可靠性差等问题,本文提出了双逆变结构的焊机主电路实现方法和基于“MCU+DSP”的数字化埋弧焊控制系统的设计方案。 本文详细介绍了埋弧焊的特点和应用,从主电源、控制系统两个方面阐述了数字化逆变电源的发展历程,对数字化交流方波埋弧焊的国内外研究现状进行了深入探讨,设计了双逆变结构的数字化焊接系统,实现了稳定的交流方波输出。 根据埋弧焊的电弧特点和交流方波的输出特性,本文采用双逆变结构设计焊机主电路,一次逆变电路选用改进的相移谐振软开关,二次逆变电路选用半桥拓扑形式,并研究了两次逆变过程的原理和控制方式,进行了相关参数计算。根据主电路电路的设计要求,电流型PWM控制芯片UC3846用于一次逆变电路的控制并抑制变压器偏磁,选择集成驱动芯片EXB841作为二次逆变电路的驱动。 本课题基于“MCU+DSP”的双机主控系统来实现焊接电源的控制。其中主控板单片机ATmega64L主要负责送丝机和行走小车的速度反馈及闭环PI运算、电机PWM斩波控制以及过压、过流、过热等保护电路的控制。DSP芯片MC56F8323则主要负责焊接电流、焊接电压的反馈和闭环PI运算以及控制焊接时序,以确保良好的电源外特性输出。外部控制箱通过按键、旋转编码器进行焊接参数和焊接状态的给定,预置和显示各种焊接参数,快速检测焊机状态并加以保护。 主控板芯片之间通过SPI通讯,外部控制箱和主控板之间则通过RS—485协议交换数据。通过软件设计,实现焊接参数的PI调节,精确控制了焊接过程,并进行了抗干扰设计,解决了影响数字化埋弧焊电源稳定运行的电磁兼容问题。 系统分析了交流方波参数的变化对焊接效果的影响,通过对焊接电流、焊接电压的波形分析,证明了本课题设计的埋弧焊电源能够精确控制引弧、焊接、 收弧等焊接时序,并可以有效抑制功率开关器件的过流和变压器的偏磁问题,取得了良好的焊接效果。 最后,对数字化交流方波埋弧焊的控制系统和焊接试验进行了总结,分析了系统存在的问题和不足,并指出了新的研究方向。 关键词:埋弧焊;交流方波;数字化;逆变;软开关技术
上传时间: 2013-04-24
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主要程序代码有 单片机与LED数码管接口 LED大屏幕显示器和接口 字符LCD 液晶显示和接口 单片机与键盘接口 A/D转换器接口 D/A 转换器接口 串行通信基础 MCS-51的串行接口 MCS-51单片机双机通信 RS-232C串行通信总线标准及其接口 存储器的扩展 串行口的I/O口扩展 数字钟的设计与制作 单片机温度检测记录系统
上传时间: 2013-08-01
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为了解决现有环形线圈车检器在工程应用中出现的误检问题,尤其是对同一辆大车的多次误触发问题,本文深入研究导致误检现象的具体原因,并在这基础上提出了一套软硬件的解决方法,以减少误触发现象,提高检测的准确率。 为了方便测量与调试,本文设计了一个PC端软件。它与实验室原有的频率采集工具一块配合工作,能实时而直观地察看车检器的工作状况,从而有利于实验数据的采集与问题分析。通过实验分析,本文总结了误检现象的若干情形,以及导致误检问题的主要原因。 针对上述分析的发现—车检器采用的单一阈值法不能适应复杂的应用环境,本文对检测算法作了改进:对车辆到达的检测,仍采用单一阈值法;对车辆离开的检测,则采用平坦性判定法。后者利用了在车辆离开时,线圈频率从非平坦变为平坦这一特征。它有简单、易移植和防误检的特点。 为了从应用层面解决问题,本文设计了一种基于改进算法的车检器。与同类车检器相比,它除了集成上述车检算法外,还提供一个RS-232的测试端口,按一定的数据协议与PC端的诊断软件通讯,能够帮助现场测试工作的开展。 本文还利用了新车检器做了两组的实验:实验室环境与高速公路车辆检测现场环境下的实验。第一组验证了改进算法的防误检性能,并计算它的检测延迟。其中检测延迟的计算,有助于协调车辆检测系统中线圈、车检器与摄像头三者间的工作。第二组验证了新车检器的检测性能,包括识别和延迟两方面内容。两组实验结果都证实了改进算法的实用价值。
上传时间: 2013-06-16
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本文主要研究采用以太网接口芯片RTL8019AS和TCP/IP协议实现嵌入式WEB服务器,此服务器可以使各种带串口的工控设备和数据采集设备很容易地连接到Internet,这样就能够利用Internet实现对各种嵌入式设备的低成本远程访问和资源共享。 本研究实现的嵌入式WEB服务器以STC89C51系列单片机为核心,用其串口作为与嵌入式设备的接口,用RTL8019AS芯片和RJ-45作为以太网接口,并通过软件实现RS-232与TCP/IP协议的转换,通过以太网实现嵌入式设备与远程计算机之间的双向数据通信,给出了硬件设计和软件实现方案。硬件主要研究微控制器和以太网控制芯片之间的接口设计和以太网控制芯片RTL8019AS的驱动。软件部分研究实现了TCP/IP的各层协议,包含了ARP、IP、ICMP、UDP、TCP、HTTP等,在实际中得以应用,如对于蓄电池电压的远程检测等。 研究结果表明,利用嵌入式WEB服务器将嵌入式设备连入Internet网络是切实可行的。经实验测试整个系统占用资源少,成本较低、移植性较好,能够完成常用的相关网络通讯功能,网络数据传输可靠性较好。
上传时间: 2013-04-24
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通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)是一种能同时支持短距离和长距离数据传输的串行通信接口,被广泛应用于微机和外设之间的数据交换。像8251、NS8250、NS16550等都是常用的UART芯片,但是这些专用的串行接口芯片的缺点是数据传输速率比较慢,难以满足高速率数据传输的场合,而更重要的就是它们都具有不可移植性,因此要利用这些芯片来实现PC机和FPGA芯片之间的通信,势必会增加接口连线的复杂程度以及降低整个系统的稳定性和有效性。 本课题就是针对UART的特点以及FPGA设计具有可移植性的优势,提出了一种基于FPGA芯片的嵌入式UART设计方法,其中主要包括状态机的描述形式以及自顶向下的设计方法,利用硬件描述语言来编制UART的各个子功能模块以及顶层模块,之后将其集成到FPGA芯片的内部,这样不仅能解决传统UART芯片的缺点而且同时也使整个系统变得更加具有紧凑性以及可靠性。 本课题所设计的LIART支持标准的RS-232C传输协议,主要设计有发送模块、接收模块、线路控制与中断仲裁模块、Modem控制模块以及两个独立的数据缓冲区FIFO模块。该模块具有可变的波特率、数据帧长度以及奇偶校验方式,还有多种中断源、中断优先级、较强的抗干扰数据接收能力以及芯片内部自诊断的能力,模块内分开的接收和发送数据缓冲寄存器能实现全双工通信。除此之外最重要的是利用IP模块复用技术设计数据缓冲区FIFO,采用两种可选择的数据缓冲模式。这样既可以应用于高速的数据传输环境,也能适合低速的数据传输场合,因此可以达到资源利用的最大化。 在具体的设计过程中,利用Synplify Pro综合工具、ModelSim仿真工具、ISE集成的软件开发环境中对各个功能模块进行综合优化、仿真验证以及下载实现。各项数据结果表明,本课题中所设计的UART满足预期设计目标。
上传时间: 2013-08-02
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数字图像通信的最广泛的应用就是数字电视广播系统,与以往的模拟电视业务相比,数字电视在节省频谱资源、提高节目质量方面带来了一场新的革命,而与此对应的DVB(Digital Video Broadcasting)标准的建立更是加速了数字电视广播系统的大规模应用。DVB标准选定MPEG—2标准作为音频及视频的编码压缩方式,随后对MPEG—2码流进行打包形成TS流(transport stream),进行多个传输流复用,最后通过不同媒介进行传输。在DVB标准的传输系统中,无论是卫星传输,电缆传输还是地面传输,为了保障图像质量,使数字节目在传输过程中避免出现因受到各种信道噪声干扰而出现失真的现象,都采用了信道编码的方式来保护传输数据。信道编码是数字通信系统中一个必需的、重要的环节。 信道编码设计方案的优劣决定了DVB系统的成功与否,本文重点研究了DVB系统中的信道编码算法及其FPGA实现方案,主要进行了如下几项工作: 1)介绍了DVB系统信道编码的基本概念及特点,深入研究了DVB标准中信道编码部分的关键技术,并针对每个信道编码模块进行工作原理分析、算法分析。 2)根据DVB信道编码的特点,重点对信道编码中四个模块,包括扰码、RS编码、卷积交织编码和卷积编码的FPGA硬件实现算法进行了比较详细的分析,并阐述了每个模块及QPSK调制的设计方案及实现模块功能的程序流程。 3)在RS(204,188)编码过程中,利用有限域常数乘法器的特点,对编码器进行了优化,在很大程度上提高了编码效率,卷积交织器部分采用RAM移位法,实现起来更为简单且节省了FPGA器件内部资源。 4)设计以Altera公司的QuartusⅡ为开发平台,利用FPGA芯片EP1C6Q240C8完成了信道编码各模块及QPSK调制的硬件实现,通过Verilog HDL描述和时序仿真来验证算法的可行性,并给出系统设计中减少毛刺的方法,使系统更为稳定。最终的系统仿真结果表明该系统工作稳定,达到了DVB系统信道编码设计的要求。
上传时间: 2013-06-26
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