基于串行总线的井下多通道高速高精度数据采集系统的设计

设计了一种八通道高速高精度并行数据采集系统.该系统具有14位分辨率,4×105次/s最高转换速度.采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现了数据采集速率和采集数据量的程控选择功能,并控制FIFO缓存波形数据.数字处理器(DSP)通过串行命令总线控制采集速率、采集深度并启动采集;通过串行高速数据总线读取采集数据并进行实时处理.整个电路控制灵活,指标先进,结构紧凑,适合高性能井下设备使用.井下测试结果表明,波形特征明显,信噪比高.     

基于串行总线的井下多通道高速高精度数据采集系统的设计

设计了一种八通道高速高精度并行数据采集系统.该系统具有14位分辨率,4×105次/s最高转换速度.采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现了数据采集速率和采集数据量的程控选择功能,并控制FIFO缓存波形数据.数字处理器(DSP)通过串行命令总线控制采集速率、采集深度并启动采集;通过串行高速数据总线读取采集数据并进行实时处理.整个电路控制灵活,指标先进,结构紧凑,适合高性能井下设备使用.井下测试结果表明,波形特征明显,信噪比高.     

SoPC光纤通道控制器IP核的仿真验证

通过片上可编程系统(SoPC)设计方法构建光纤通道(FC)控制器,详细分析了硬件设计的功能模块图.FC控制器硬件集成了NIOS II处理器、DDR SDRAM控制器、flash控制器、定时器、串口和带Avalon接口的光纤通道接口逻辑,通过Avalon交换总线进行互连.采用自底向上的方法,分别从功能模块级、知识产权(IP)核级和系统级给出了FC控制器的仿真验证框架,并用Altera公司的Stratix GX系列现场可编程逻辑门电路(FPGA)进行了上板调试.验证结果表明,提出的仿真验证方案正确可行,能较好地完成验证任务.     

在系统可编程技术在电法发送机设计中的应用

介绍了在系统可编程器件LC4256-100T的器件结构,并以此设计了地球物理勘探中多功能电法发送机的信号发生和逻辑控制部分,给出了发送机设计的系统结构图.主控模块包括分频器、时序状态机、多路选择器、波形合成、同步输出等电路,各功能模块均以超高速硬件描述语言VHDL作为设计输入,并在集成开发套件ispLever 3.0中进行了器件适配及计算机仿真验证.利用可编程器件丰富的片上资源,将计数器、分频器、多路选择器、控制器、波形合成、过流保护等电路集成于单片上,减少了外围器件,降低了功耗,提高了仪器性能.实践结果表明:发送机具有在系统可重构功能的能力,可产生16种信号波形,频点丰富,可用于开展多种电法勘探方法;密频比设计可有效地提高对地层的分辨力.     

基于FPGA的动态轨道衡数据采集系统

提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)动态轨道衡数据采集系统.该系统以AD7703作为模数转换器件,并采用FPGA作为采样控制器,对8路传感器信号采样,采样值以异步串行方式通过RS232接口输出到上位机.整个系统逻辑的设计在QuartusⅡ9.0开发环境下完成.硬件测试结果表明,通过采用AD7703的自标定方式,有效解决了数据采集过程中出现的零点漂移、增益误差等问题.利用FPGA的并行处理能力,可以对8路信号并行采样,提高数据采集的速率,满足了轨道衡高精度、高速度的设计要求.     

基于FPGA的图像数据缓存控制器设计

介绍了SDRAM存储器的工作原理及其特点,给出了以大规模可编程逻辑器件FPGA为核心、SDRAM为缓存的高速图像数据缓存控制器的设计.该控制器实现了对SDRAM接口以及读写FIFO的时序控制,并通过在SDRAM存储器内部切换帧的方法大大提高了图像数据的传输效率.     

多光口SDH网元中DCC通道速率适配电路的设计与实现

采用现场可编程门阵列(FPGA)，设计了一种用于SDH传输系统中数据通信通道(DCC)数据帧汇聚与速率适配的电路，可以将具有不同时钟的12个独立DCC通道中的HDLC数据帧进行提取、缓存并复接成一个时分复用的高速数据链路，交给Motorola MPC860中的多通道通信控制器进行处理，整个设计采用一片XILINX的xc2s200pq208完成，使用约17万等效门，在HDLC最大帧长为1kB的情况下，允许的多通道通信控制器与DCC通道时钟之间的时钟偏差大于1．4％，并给出了测试波形。     

一种应用于智能电网的多路数据采集系统设计

数据采集技术是信息科学的一个重要分支,更是智能电网中一项重要的技术。设计出了一种具有8通道模拟量输入及开关量输入/输出、日历等功能的通用多路数据采集系统,采用的控制器的核心器件为TI公司的MSP430F149,指出该系统具有功耗低、体积小、易操作等优点。     

基于PCI接口和CPLD技术的数据采集卡的设计

应用CPLD复杂可编程控制器及CH365 PCI接口芯片,结合数据采集的实际需要设计出一种低成本、高速的数据采集卡.该采集卡可采集16路模拟信号,能同时实时采集8路脉冲量信号,其具有一16位的数字量输出通道和一32位的计数器,可用以实时控制.     

基于USB 2.0的帧转移面阵CCD数据采集传输系统的研究

详细介绍了一种基于USB2.0的帧转移面阵CCD图像数据采集传输系统的软硬件设计。设计了基于可编程门阵列(FPGA)器件的CCD驱动时序发生器,并采用CCD专用视频处理芯片对模拟视频信号进行采样、量化、模数转换,通过USB2.0传输接口与计算机通信,实现了数据快速准确的传输。     

基于I.MX6Q的便携式AUV控制器设计与实现

目前便携式AUV控制器大多以X86架构处理器为核心,体积大、集成度低、功耗高。本文依据AUV控制系统需求,设计了以ARM Cortex-A9系列I.MX6Q CPU为核心,集成电源、GPIO、串口扩展、网卡扩展、AD采集、CAN接口多个模块的电路为硬件平台,嵌入式Linux操作系统为软件运行环境的便携式AUV控制器。在硬件上对控制器进行了定制化设计,在软件上对各模块进行了Linux设备驱动设计与移植。经测试结果表明,该控制器有效地解决了AUV电子舱占用体积大,集成度低,功耗高的问题,而且性能可靠,为便携式AUV实现产品化打下了良好的基础。     

基于 WSAR-ADC的降压型 DC-DC 控制器设计

设计了一种基于加窗逐次逼近寄存器（ WSAR）模拟数字转换器（ ADC）的降压型DC-DC控制器,这种WSAR-ADC适用于数字电源系统,通过对输入电压进行加窗处理,能有效地降低芯片的复杂度;并利用蚁群算法,对该DC-DC控制器的比例积分微分（PID）参数进行了整定,使得整个系统能够稳定工作。电路使用BCD（Bipolar/CMOS/DMOS）0．5μm工艺,输入电压3．3 V,输出电压1 V,设计最大负载电流2 A,纹波小于9 mV,开关频率500 kHz。经过验证,该降压型DC-DC控制器能满足数字电源的采样需求。     

基于 ZigBee 的径流场水土侵蚀采样系统设计

为解决径流小区径流采样中有线数据传输带来的传输不便的问题, 基于无线局域网(ZigBee)技术, 设计 了一种低功耗的径流场水土侵蚀采样系统, 用于自动采集雨后地表径流样品, 并记录径流的采样时间等参数。 装置采用 TI 公司的 CC2530 为核心控制器, 负责无线数据收发及采样装置控制。 该系统由无线手持机和多台 径流采样装置组成, 无线手持机和径流采样装置组成星型 ZigBee 网络传输数据, 手持机作为中心节点负责整 个网络的管理及对各个采样装置的控制, 径流采样装置作为网络分节点, 根据中心节点设定的采样规则自动对 径流进行分离采样。 该系统使用 12 V 铅酸电池作为供电电源, 实现了硬件和软件的低功耗设计。 通过径流场 的现场实验, 验证了该系统具有使用方便、 稳定性好和可靠性强等优点。     

高超声速飞行器气动耦合分析及协调控制研究

为解决高超声速飞行器姿态运动之间存在的强耦合问题,针对飞行器的气动耦合进行分析,并在此基础上设计了削弱气动耦合的姿态协调控制器。在分析高超声速飞行器状态三通道气动力矩之间的关系基础上,运用动态方程的耦合分析方法得到三通道之间气动耦合关系,求解出耦合度矩阵,引入耦合熵的概念,根据耦合熵判断耦合是否可忽略,并对飞行器姿态协调滑模控制器进行了设计。仿真结果表明,所设计的控制器可有效削弱飞行器三通道之间的气动耦合,在保证姿态稳定的前提下提高系统的动态响应能力。     

弹载飞参高速测试系统关键技术分析与设计验证

针对某型制导炮弹发射与飞行过程中部分参数存在脉宽极窄的现象,弹载测试系统对采样率要求更高,而选用高采样率的模数转化器(ADC)存在设计成本高且难以满足实际所需的通道数量、采样率及采样精度等综合问题。基于低成本、小型化、可靠性高的原则,课题组提出了一种基于多ADC菊花链式设计的方法,解决了单ADC采样率局限的难题,高速数据流经过FPGA乒乓操作处理以减小缓存空间及速度的压力,实现了总体采样率成倍提高,设计了一种采样率高、采集精度高、通道多、体积小、成本低的弹载测试系统。该系统能够广泛适用于弹体空间狭小的环境,在不影响弹体自身装药量与打击效果的前提下,可靠地完成弹载试验测试任务。通过试验充分验证了该系统的功能有效性及测试准确性,具有一定的工程应用价值。     

竞赛机器人小车设计的几个关键问题及解决

介绍了竞赛机器人小车的设计和具体实现。机器人小车以SST公司的SST89E564RD单片机为控制器，辅以传感器模块和驱动器模块。传感器模块采用的是反射式可见光传感器，利用达林顿管对反射光强进行放大。控制模块采用传感器信号来确定小车状态和辨认路线，依据直行算法控制机器人小车进行直线行走，通过预置导航地图来改变小车的前进方向，从而达到自主寻迹的目的。     

嵌入式电力数据采集系统的设计与实现

针对嵌入式在电力系统中的应用需求,设计了一种基于ARM微处理器的电力数据采集系统;系统以S3C44B0X作为控制核心,使用SP3539芯片扩展多个串口,实现了对多条RS-485总线上电力数据的采集、显示、存储等功能,并基于TCP/IP协议将数据传送至远程主控中心.变电所的实际运行效果表明,该系统具有较高的稳定性和可扩展性,能满足变电所电力数据采集的要求,具有良好的实用价值.     

基于输出反馈的网络系统控制器的设计

对网络控制系统进行分析,在考虑网络诱导时延和数据包丢失的基础上,基于一定的数据包丢失率和不大于一个采样周期的时延建立数学模型,研究了动态输出反馈网络控制系统指数稳定性和控制器设计问题,将系统建模为结构事件率约束的异步动态系统.利用线性矩阵不等式方法推导出网络接通率约束的系统指数稳定的充要条件,给出了确保系统稳定的控制器设计方法,仿真实例说明研究结果是有效可行的.     

边界扫描测试实验系统的设计与开发

根据数据域测试及仪器课程教学的特点和需要,设计了一个典型的边界扫描测试系统作为课程实验。实验系统主要由计算机、USB-1149控制器和四通道被测电路板等3个部分组成。首先介绍了系统的层次架构,然后针对自主研制的USB-1149控制器的软、硬件设计实现过程,进行了详细的描述。学生通过该实验的学习可以加深对可测性设计和边界扫描等概念的理解,领会数字系统测试和故障诊断的复杂性和重要性。     

一类离散不确定系统自适应滑模输出反馈控制

研究了离散不确定系统的滑模输出反馈控制问题.考虑离散系统的不确定为非匹配不确定,且具有未知的范数界,通过设计死区自适应律,实现了对此不确定界的在线辨识.在此设计的基础上,基于快速输出采样(multirate output sampling)原理,对系统设计了具有不确定自适应的滑模输出反馈控制器,在所设计的控制器作用下系统渐近稳定.快速输出采样是通过设置输出采样频率大于输入采样频率,经过相应的运算得到系统的当前状态信息与系统前一时刻输入信息和当前输出信息具有一定的函数关系.最后通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性.