设计应用
121基于ARM的数字调压控制系统设计与实现
北京工业大学软件学院 (0)摘要:随着电子信息技术和半导体技术的深入发展,嵌入式系统的应用日趋广泛,在控制领域之中更多的使用了高性能微处理器,以满足各方面越来越多的控制应用需求。基于ARM嵌入式平台的数字调压控制系统,克服了传统上以旋钮或滑变式变阻器对交流电压进行模拟控制的弊端。本系统以嵌入式技术为基础,在嵌入式平台上利用ARM微处理器实时控制数模信号的转换,以控制正弦波调压模块对交流电压的大小调节。本文中通过对本系统的实际测试,验证了数字调压控制系统的功能特性,并且定量测试得出了本系统可以实现对交流电压进行线性调节的结论。数字调压控制系统可作为对电压的智能调节装置应用于家庭、医疗及工业自动化等领域,并且具有调节精度高、调节线性度好,易于操作等特性。调压控制系统作为对电压的智能调节管理装置常用于家庭、医疗和工业自动化控制等领域。以往对交流电压的控制调节通常使用滑动式或旋钮式变阻器串接入电压回路中实现,旋钮的长时间旋转会导致调节不灵敏甚至失效,调节的精度降低,误差较大。随着电子科技和嵌入式技术的迅猛发展,嵌入式系统越来越多的应用于控制领域之中,在嵌入式平台上实现数字智能控制的调压系统有着重要的意义。文中选用ARM
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122AlteraSoCFPGA:体系结构的重要性
21IC电子网 (0)SoC FPGA器件在一个器件中同时集成了处理器和FPGA体系结构。将两种技术合并起来具有很多优点,包括更高的集成度、更低的功耗、更小的电路板面积,以及处理器和FPGA之间带宽更大的通信等等。这一同类*佳的器件发挥了处理器与FPGA系统融合的优势,同时还保留了独立处理器和FPGA方法的优点。目前,市场上主要有三种SoC FPGA,它们的处理器都是完全专用的“硬核”处理器子系统,而不是FPGA架构中的软核知识产权(IP)。所有这三种器件都采用了全功能ARM处理器,具有完整的存储器层次结构,以及专用外设,启动、运行和工作都与“普通”的ARM处理器一样。Microsemi SmartFusion2 SoC FPGA基于ARM Cortex-M3嵌入式处理器,主要面向微控制器应用。Altera SoC和Xilinx Zynq-7000器件使用了双核ARM Cortex-A9应用处理器。除了处理器,SoC FPGA还有丰富的外设、片内存储器、FPGA类型的逻辑阵列,以及大量的I/O。这几种可编程SoC产品表面上看来来都一样。它们都在一个器件中集成了ARM处理器、各种外设和FPGA。而实际上,仔细
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123在蜂窝式无线电基础架构中实现软件可编程数字预失
21ic (0)蜂窝网络运营商正努力通过使用*新空中接口、采用*新传输频率、提高带宽以及增加天线数量和蜂窝基站数量的方式提高网络容量,为此他们需要大量削减设备成本。此外,运营商们还要提高设备效率和网络集成度,以便减少运营成本。为了提供可满足这些不同需求的设备,无线基础设施设备制造商正在寻找具备更高集成度、性能和灵活性且功耗与成本更低的解决方案。另外,设备制造商在实现以上目标的同时还要缩短产品上市时间。减少设备总体成本的关键是集成,但减少运营成本则需要采用**数字算法来改善功率放大器效率。其中*常用的一种算法就是数字预失真(DPD)。在设备配置变得越发复杂的同时提高设备效率,这本身就是一种挑战。无线电传输带宽凭借先进的长期演进(LTE-A)技术正在接近100MHz,而且随着厂商试图在一个非连续频谱中采用多个空中接口,这一数字甚至会更高。同时有源天线阵列(AAA) 和支持MIMO的远端射频单元(RRU)也不断对算法的计算带宽提出更高要求。本文我们将研究如何利用Zynq-7000 All Programmable SoC(AP SoC)来提高当前及未来DPD系统的性能,同时为设备厂商提供具有完全可编程功能
pic单片机功耗问题的解决
21IC电子网 (0)*近一周一直在做pic单片机功耗问题。由于项目使用电池供电,所以功耗问题显得非常重要。根据数据手册以及网络上的资料,影响单片机功耗主要由以下几个因素:1:所有I/O引脚保持为高阻输入高点平或低电平2:关闭比较器和CVref(可编程偏上参考电压)、WTD、T1OSC、BOR(欠压复位)等3:PORTB片内弱上拉4:所有不用的模块全部关闭,在用到时再打开5:MCLR引脚必须处于逻辑高电平PIC单片机在执行SLEEP指令后进入睡眠省电模式。进入SLEEP模式后,主振荡停止,如果看门狗在烧写时打开了,看门狗定时器将被清并保持运行。I/O口,周边模块和内部RAM将保持原来状态,所以如果要求睡眠后有很低功耗,应该在进入SLEEP前把IO口置为高阻抗的输入状态,不用的模块也要关闭。另有些周边模块与主时钟有关,如在异步模式下的USART,将不工作。唤醒SLEEP的条件有很多,如IO口电平变化,AD转换结束,外部复位、看门狗溢出等,具体请参考数据手册。当执行SLEEP指令时,PC+1的指令被预取指,当器件被一个中断条件唤醒时(这个中断的应是已使能的),如果GIE(全局中断使能位)为0,器件将继续执行S
EDA技术进行数字电路设计
21IC电子网 (0)随着科学研究与技术开发市场化,采用传统电子设计手段在较短时间内完成复杂电子系统设计,已经越来越难完成了。EDA(Electronics Design Automation)技术是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生一种**、快速、有效电子设计自动化工具。本文介绍了EDA技术主要特点和功能,并对将EDA技术引入到数字电路设计工作方案进行了探讨。1 EDA技术EDA(电子线路设计座自动化)是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(VHDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD/FPGA)为实验载体、以ASIC/SOC芯片为目标器件、进行必要元件建模和系统仿真电子产品自动化设计过程。EDA是电子设计领域一场**,它源于计算机辅助设计,计算机辅助制造、计算机辅助测试和计算机辅助工程。利用EDA工具,电子设计师从概念,算法、协议开始设计电子系统,从电路设计,性能分析直到IC版图或PCB版图生成全过程均可在计算机上自动完成。EDA代表了当今电子设计技术*新发展方向,其基本特征是设计人员以计算机为工具,按照自顶向下设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,由硬件描述语言完成系统行为级设计,利用先进开
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124光纤非线性效应对光OFDM信号的影响研究
21IC电子网 (0)0 引言光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Di-vision Multiplexing,O-OFDM)技术是近年来出现的一种新型光传输技术,它是将正交频分复用(Orthogonal Fre-quency Division Multiplexing,OFDM)技术用于光纤信道的一种技术。在光纤信道中传输OFDM信号,可以提高频谱的利用率,而且能够很好的抵抗色散和各种噪声干扰,有更高传输速率和带宽。然而由于OFDM信号是由多个经过调制的子载波信号叠加而成的,这样就有可能产生较大的峰均比(PAPR),会直接带来传输介质--光纤的非线性效应,主要包括自相位调制(SPM)、互相位调制(XPM)和四波混频(FWM)等。通过研究光纤非线性效应对OFDM信号在光纤中传输的影响,可以获得信号的变化规律,以利于寻找合适的信号补偿方法。1 光OFDM的基本原理基本的O-OFDM 系统结构如图1 所示。将原始二进制序列,通过串/并转换映射到N 个并行子载波信道上,此时每一个调制子载波的数据周期扩展为原始序列的N 倍,时延扩展和符号周期的数值比也降低了N 倍。然后分别对每
一种232串口转红外通讯的电路设计
21IC电子网 (0)0 引言随着现代新技术的发展,电子产品的使用功能越来越多,各种无线通信技术不断在填充生产生活的各个领域。红外通讯以红外线作为通讯载体,通过红外光在空中的传播来传输数据,它由红外发射器和红外接收器来完成。在发射端,发送的数字信号经过适当的调制编码后,送入电光变换电路,经红外发射管转变为红外光脉冲发射到空中;在接收端,红外接收器对接收到的红外光脉冲进行光电变换,解调译码后恢复出原信号。红外通讯作为一种数据传输手段,可以在很多场合应用,如家电产品、娱乐设施的红外遥控,水、电、煤气耗能计量的自动抄表等。特别是在电子电力行业,使用红外技术进行通讯的产品越来越多,人们可以利用红外技术对产品进行短距离抄控,非常简洁方便。串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议,大多数计算机包含一个基于RS 232的串口。串口通信的概念非常简单,串口按位(bit)发送和接收字节。本文所讲的通信使用3根线完成:地线;发送;接收。由于串口通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。1 PC机RS 232接口PC机232串行口一般为DB?9(针)型连接器,其针脚功能定义如下所示:(1)载波检测(CD)
N+缓冲层对PT-IGBT通态压降影响的研究
电子设计工程 (0)摘要:N+缓冲层设计对PT-IGBT器件特性的影响至关重要。文中利用Silvaco软件对PT-IGBT的I-V特性进行仿真。提取相同电流密度下,不同N+缓冲层掺杂浓度PT-IGBT的通态压降,得到了通态压降随N+缓冲层掺杂浓度变化的曲线,该仿真结果与理论分析一致。对于PT-IGBI结构,N+缓冲层浓度及厚度存在**值,只要合理的选取可以有效地降低通态压降。关键词:Silvaco;PT-IGBT;N+缓冲层;通态压降;仿真IGBT因为拥有输入阻抗高、损耗低、开关速度快、通态压降低、通态电流大等优势而成为现今功率器件发展的主流产品。我国市场对IGBT的需求庞大,但国内还不能大规模生产自主设计的IGBT,大部分仍依靠进口,这是我国电力电子技术发展中面临的重大瓶颈之一,IGBT的研发设计工作对我国各项事业的发展有十分重大的战略意义。与NPT-IGBT(非穿通型IGBT)相比,PT-IGBT(穿通型IGBT)因具有更好的开关速度及更小的功率损耗而被广泛应用。PT-IGBT中N馁冲层的结构参数对其特性的影响至关重要,因此要对其进行优化设计。在进行N+缓冲层设计中,原则上是在保证正向转折电压的前提下
**测量电源纹波
德州仪器 (0)**地测量电源纹波本身就是一门艺术。在图 1 所示的示例中,一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。他的**个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针;他的**个错误是将探针形成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件附近;他的*后一个错误是允许示波器探针和输出电容之间存在多余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在大量可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其中包括耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容产生的共模电流。图 1 错误的纹波测量得到的较差的测量结果利用正确的测量方法可以大大地改善测得纹波结果。首先,通常使用带宽限制来规定纹波,以防止拾取并非真正存在的高频噪声。我们应该为用于测量的示波器设定正确的带宽限制。其次,通过取掉探针“帽”,并构成一个拾波器(如图 2 所示),我们可以消除由长接地引线形成的天线。将一小段线缠绕在探针接地连接点周围,并将该接地连接至电源。这样做可以缩短暴露于电源附近高电磁辐射的端头长度,从而进一步减少拾波。*后,在隔离电源中,会产生大量流经探针接地连接点的共模电流。这就在电源接地连接点和示波器接
基于单片机的熨烫机自动控制系统的设计与实现
21IC电子网 (0)介绍基于单片机的熨烫机自动控制系统,给出了系统的硬软件设计与实现,其中DMF50174显示模块和TL549串行A/D转换器使得系统具有较高的性价比。现场投运效果良好,产生了较好的经济效益和社会效益。我国有12亿人口的服装消费市场,同时又是服装出口大国,随着近年来成衣市场的需求不断增加,小型的服装生产企业发展非常迅速,对小型熨烫系统的需求量越来越多。原有的小型熨烫机多为手动控制设备,对操作人员的操作经验要求较高,由于操作人员操作水平不一,常常出现产品质量问题,损坏率很高。为了满足用户需求,我们自行设计了熨烫控制系统。熨烫机采用AT89C51作为主控制器,采用DMF50174作为显示模块,可实现10个熨烫程序的存储及修改,可根据工序、面料的不同任意改变运行参数,并可以图形的方式显示熨烫程序的参数设置情况。系统还配有温度控制系统,采用TLC549串行A/D转换器和线性温度传感器实现温度的采集和控制,系统可按熨烫程序中预先设置的温度范围控制温度阀。熨烫过程中,系统在液晶显示屏上以图形方式显示各个电磁阀的参数设定情况,并以一高亮扫描线指示当前系统运行过程。1 系统总体要求控制机采用ATMEL8
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125基于FPGA某型装备电视测角仪检测技术研究
电子设计工程 (0)摘要:通过分析电视测角仪的性能测试需求,结合视频图像图像处理技术,提出了以EP2C35为核心的视频检测系统设计方案,通过对CCD采集到的模拟环境的视频图像信号进行数字化处理,结合电视测角仪参数检测原理,对测角仪基本性能指标进行检测,整个系统以视频图像采集系统为基础,以视频图像处理为核心,为电视测角仪的检测研究提供了一种新的思路。关键词:电视测角仪;参数检测;视频图像处理;EP2C35芯片电视测角仪是某型装备的地面制导设备,它集光、机、电于一体,属于技术密集的光电仪器。在该装备系统运行过程中它的作用主要体现在3个方面:1)测量导弹偏离瞄准线的角偏差;2)供射手观察和瞄准目标;3)给出自检信号与控制箱配合,实现地面控制设备自检。电视测角仪对导弹角偏差的测量是整个武器系统的关键环节,直接决定了导弹命中的准度与精度。在生产,日常维护中,需要快速测定测角仪的技术指标是否正常准确。FPGA(Field Programmable GateArray)内部含有丰富的可编程硬件资源,容易实现分布式算法结构,能够同时兼顾速度和灵活性,提高电路集成度。利用FPGA来实现“DSP系统”己十分普遍,应用在诸如实
空气压缩机防喘振优化控制系统设计
21IC电子网 (0)分析空气压缩机防喘振控制系统现今应用较广泛的控制方案,并加以比较得出现有控制方案存在的优缺点。着重介绍模糊自适应 PID控制算法 的好处,通过合理有效的控制方案使系统性能达到*佳,即保证了其有效的节能,又能保证其**性。1.压缩机喘振产生原因喘振是压缩机固有的一种现象。发生喘振的原因有很多,不仅与其进出口流量有关,还与压缩机负荷,被压缩气体的分子量、温度、压力及管网容量有关。喘振发生的频率与压缩机管网的容量有关,管容越大,发生喘振的频率就越低;反之,频率越高。但其产生的主要原因还是因为压缩机工作流量小于*小流量。在压缩机的运行过程中,如果其吸入量减少到一定值,压缩比下降,输出管线中气体压力高于压缩机出口压力,被压缩了的气体很快倒流入压缩机,待管线压力下降后,气体流动方向又反过来。此时,其吸入流量和出口压力周期性低频率大幅度波动,周而复始,产生喘振,引起压缩机轴位移,使轴产生弯曲造成机组振动加大,并波及到相邻的管网,喘振强烈时,能使压缩机遭到严重破坏。2.防喘振控制系统根据压缩机的主要原因,为不使压缩机出现喘振,需要保证在任何转速下,通过压缩机的实际流量都不小于喘振极限所对应的*小流量。
发挥ARMCortex-M3和M4微控制器*大作用的要诀
21IC电子网 (0)引言许多嵌入式开发人员对ARM Cortex处理器架构颇为熟悉,但很少有人能够对这种流行架构了如指掌,从而可以充分发挥它独特的特性和性能。新型ARM Cortex-M4处理器尤为如此,它拥有引以为豪的增强架构、天生的数字信号处理(DSP)能力和可选的浮点加速器,使精于此道的程序设计人员或硬件工程师可以充分发挥它的优势。本文接下来将就Cortex-M3/M4微控制器(MCU)的一些更有趣的(但经常遭到忽视的)特性展开详细的论述。大部分采用Cortex-M3/M4 MCU的目标应用是便携式的,并且供电电源来自电池或能源收集系统,因此我们所探讨的大部分概念涉及如何减少系统整体能耗的技术。然而,在许多情况下,这些节能技术也是处理器应用设计的有力工具,可提供:●更符合成本效益的解决方案●更大的升级和采用新特性的设计冗余●有助于产品在激烈竞争市场上脱颖而出的性能和特性ARM Cortex基本介绍就像Advanced RISC Machines(ARM)公司在20世纪80年代所推出的**代16位处理器内核一样,ARM Cortex系列以哈佛式RISC架构为基础,采用适度的硅封装工艺获得更高性能,以
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126基于PCI总线的微弱信号采集模块的设计方案
21IC电子网 (0)1.引言随着微电子技术的广泛普及、计算机技术的快速发展,现场信息实时采集系统的性能越来越受到大量关注。从测试系统和科研领域产生的动态信息中提取有用数据进行现场实时采集并存储显得尤为重要。设计结合实际项目要求,提出基于PCI总线的微弱数据信号采集电路设计方案,将采集数据流通过前端处理电路和AD转换电路后,在中央控制模块FPGA控制下将数据流通过PCI总线传输给上位机保存,以便分析处理和显示,从而实现采集系统对微弱数据信号进行高速采集存储和分析。2.总体设计方案在实际研究和现场测试中,数采系统常采用PC机为测试平台,使用PCI总线作为中介实现数据流采集和传输到PC机中进行显示分析。系统常采用传感器将物理量转换为电流或电压信号,经过前端调理电路滤波放大将幅度放大到可测试范围。但在实际信号采集时存在由系统本身和外界产生的各种噪声影响,使得传感器输出的微弱有用信号被淹没,因此需要采取有效的措施和算法来抑制噪声、增大微弱信号幅度,从而提取有用信号,提高系统输出信号的信噪比,实现微弱信号的高精度采集。基于PCI总线的微弱信号采集系统电路设计可分为:信号采集,FPGA逻辑控制,PCI总线界面以及电源管
三轴台式工业机器人通用控制软件设计
21IC电子网 (0)本文主要以三轴台式工业机器人为平台,采用改进的栅格法进行加工工件的环境表示,利用不同优先级的权值进行路径规划,设计具备一定通用性的控制软件,避免了加工不同工件需重新编写程序的麻烦。0引言如今工业机器人已逐步融入工业生产之中,与工业机器人开发相关的企业也相继在中国出现。然而,对于不同客户的需求,只能通过工程师编写不同程序的方式来满足客户的需求。因此,在这些企业中,大多数都是以“非标”产业和机器人代售为主。而同一机器人应用于不同工作环境,在软件设计上的通用性问题上一直存在着很大的阻碍。1机器人系统框架工业机器人系统通过控制软件发送指令给予SmartPAC运动控制器,由控制器根据相关指令转换为轴的驱动指令并传输给相应的轴伺服器,轴伺服器根据接收过来的指令控制轴以执行相关动作。参数输入端是由鼠标与键盘通过USB接口直接接入控制器,该控制器自带操作系统WinCE.控制软件在该运动控制器的WinCE环境下运行,通过输入端在控制软件上设定相关参数或进行操作,由通用控制软件分析并确定一条合适的加工路径。根据加工路径,得出相关指令集合,通过控制软件向轴依次发送指令,以达到加工工件的目的。该工业机器人系统