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关键词： 自组织网络   软件无线电   硬件设计  

摘要： 无线自组织网络（Ad Hoc）是随着无线通信技术的飞速发展而出现的一种全新网络，它综合了无线通讯领域、分布式数据处理领域和嵌入式领域，是一种崭新的信息交换、处理和传输技术。 中高速无线自组织网络，是指具有实时性要求的自组织网络。目前，中高速无线自组织网络有信息融合技术、高速大量数据流处理方法等诸多丞待处理的问题。论文通过对中高速无线自组织网络技术的学习，将软件无线电技术作为中高速无线自组织网络的实现技术，提出了一种中高速无线自组织网络硬件实现方案，并对中高速无线自组织网络系统中的中继平台的硬件系统设计做了详细的论述。论文主要包括以下内容： 1.设计了采用软件无线电技术的中高速无线自组织网络硬件方案，并确定了网络中的各种节点设备进行初步方案。 2.将软件无线电技术作为中继平台实现技术，设计了系统中继平台的整体架构，并对平台整体架构进行功能模块划分和模块方案制定。 3.对中继平台各个模块进行了设计，主要包括电源模块、基带信号处理模块、路由功能实现模块、数据转换模块和射频模块。 4.完成中继平台的系统测试，证明中继平台设计正确合理 中继平台经测试表明其硬件设计的正确性与合理性，中继平台运行状况良好，符合系统的设计要求。

关键词： FPGA   数据采集   Σ-ΔA/D转换   多通道   SD卡  

摘要： 在当下这个科学技术飞速进步的今天,数字化技术迅速崛起,尤其是电子工业的高速发展,计算机技术的普及程度得到了大幅度提升。随着我国工业自动化生产、大气质量检测、防空武器研制、飞机制造业的崛起,在这些领域都需要通过获取大量的数据信息,通过这些数据信息才能使技术的飞跃发展,其中信息处理的重要性也越来越凸显出来,相应的人们对于数据采集器的要求也越来越高。现在市面上一般的数据采集器往往都是有单片机作为主控制器,最大采集通道数较少,且不能实现同步并行数据采集及待测信号端程控增益,功能相对单一且设备不易升级等诸多弊病。本项目设计的基于96通道同步数据采集系统,是基于FPGA的、多通道、高精度、具备前端增益可调的并行数据采集板卡。本数据采集系统由FPGA主控制模块、信号调理模块,程控放大模块、数据采集模块以及数据存储模块共同构成。该数据采集系统使用24位A/D转换器ADS1278作为A/D转换芯片,且可以对96通道中任意通道进行增益调控,在数据采集卡上还配备有大容量SD卡对数据进行存储,同时支持电池或电源适配器两种供电模式,使得本数据采集器可以在户外我市电供应的地点工作。本数据采集器采用FPGA作为数据采集系统的主控制芯片,它具有电路逻辑关系明确、芯片延时小速度快且可以并行处理数据,避免了单片机中因为程序阻塞所带来的系统延时,这都大大增强了数据采集器的稳定性与可靠性。并且FPGA对于以后数据采集系统进行系统修改升级也相当便捷。本文首先明确了本数据采集器的设计要求,之后针对该要求进行方案设计,对器件进行选型,并根据所选器件设计并制作了硬件电路,在之后的章节中分别介绍了在本系统中所出现的通信协议与相对应的软件设计方案,并在最后进行了系统调试。另外还在本文末尾对本数据采集系统进行了总结并提出了一些改进方案。

关键词： 自适应   球形运动装置   硬件设计   软件设计   智能  

摘要： 球形运动装置是一种将所有元件封装在一个封闭的球壳中的机器人,外观呈球形。球形运动装置具有全方位运动、转弯半径理论为零、占地空间小、运动摩擦力小、内部装置不受外界干扰、可在恶劣的环境下行走等优点,具有重要的研究意义。 本课题的主要目的不仅要实现运动装置的各项运动,还要将自适应过程应用于运动装置,使运动装置可根据目标物体的方位做运动状态的自我调整,从而大大增强球形运动装置的智能性和与外界的交互性。课题主要完成了以下工作： 首先,介绍了球形运动装置研究背景和基本内部结构,又详细分析了自适应球形运动装置的自适应过程,对整个自适应过程抽象化、模型化、定量化,为后面的设计奠定理论基础和实现标准。 其次,剖析整个设计过程中需要解决的3个关键技术：(1)球形运动装置与目标物体之间的距离测量;(2)球形运动装置当前速度与球形运动装置和目标物体连线的左右夹角的计算;(3)球形运动装置的前进方向和速度的控制,并给出了解决方案。 第三,我们展开对运动装置的硬件电路设计,通过硬件电路模块划分,分别对辅助性硬件电路、功能性硬件电路进行设计,其中辅助性硬件电路设计包括主芯片外围电路设计、电池充电管理电路设计和电源管理电路设计;功能性硬件电路设计包括直流电机驱动电路设计、红外发射和接收电路设计、蓝牙接收电路设计、陀螺仪电路设计、加速度计电路设计等。 最后,我们着手进行整个系统的软件设计。重点对关键软件模块进行设计,包括蓝牙通信模块设计、红外收发模块设计、数据采集模块设计、姿态角计算模块设计、电机控制模块设计等。 通过以上分析和设计,我们最终成功实现了自适应球形运动装置,呈现出可以做出各项运动,并可根据目标物体的方位做运动状态自我调整的智能自适应球形运动装置。

关键词： 四足机器人   仿生   控制系统   阻抗控制   硬件设计   软件设计  

摘要： 四足仿生机器人作为智能移动平台在科学探索、山地运输、抢险救灾以及军事行动等领域展现了惊人的应用潜力，不断提高机器人野外运动能力成为当前机器人研究领域的焦点问题之一。对复杂环境的高适应性和对外部干扰的高动态性以及在高负载下的运动平衡控制成为制约四足机器人走向实地应用的瓶颈，同时也对四足机器人控制系统的实时性以及运动控制算法的鲁棒性提出了越来越高的要求。 本文以四足哺乳动物作为机器人仿生学研究的对象，建立了四足机器人的模型结构以及运动学方程，在此基础上根据对角步态的特点设计了基于位置的控制方法和基于阻抗的控制方法。根据仿生控制模型以及控制系统的任务需求，选取了递阶式分层控制构架作为四足机器人控制系统的总体框架。 在控制系统的整体框架下，对控制系统总体硬件框架进行了设计，提出了上位机控制器和下位机控制器的设计需求，并分别完成了上位机控制器的硬件选型设计和下位机控制器的硬件电路设计以及传感器调理电路设计。 在硬件设计的基础上，分别对上位机控制器和下位机控制器软件总体框架进行了设计。选取了QNX作为上位机控制软件的实时操作系统，对上位机控制器多线程程序进行了详细的设计与介绍，同时对下位机和上位机之间的CAN网络通信程序进行了分析与设计。 最后介绍了实验样机平台，对控制系统软硬件和运动控制算法进行了实验测试与验证。实验效果表明控制系统设计满足控制要求。

关键词： 单片微型计算机   单片微型计算机  

ISBN: (纸本)9787512414167

摘要： 本书内容包括8051/8052系列原理介绍、8051/8052结构部份分析、8051/8052族系程序设计指导、8051/8052族系指令组讨论及介绍、8051/8052数学理论范例演练、8051/8052开发工具介绍及其应用、8051/8052研发实务重点讨论、8051/8052系列产品设计等。

关键词： 片上系统   验证平台   现场可编程门阵列   硬件设计  

摘要： 随着半导体技术的不断进步，以及市场对小体积、多功能、低功耗和低成本电子产品的需求，传统的专用集成电路的设计在一定程度上不再满足需求，于是出现了片上系统设计，即SoC设计。目前，SoC设计的规模和复杂性越来越大，导致其设计的验证工作更加困难。 由于FPGA具有可编程性、逻辑容量大、资源丰富、修改设计简单和开发周期短等优点，能够模拟SoC芯片比较真实的工作环境，因此被广泛用于SoC验证，使工程师快速地找出设计中存在的错误和缺陷。 本文首先研究了目前常见的SoC验证技术，提出采用FPGA进行SoC验证的方案。在介绍了FPGA的内部结构和资源的基础上，针对验证平台的通用性和大规模逻辑容量的需求，选择了Xilinx公司的XC7V2000T和XC6SLX150T两款FPGA作为验证平台的核心芯片。并在后续章节中详细介绍了平台的硬件设计，包括电源设计、配置设计、存储功能设计、通信功能设计以及其他模块设计等。最后，本文就平台的实现，包括原理图设计、PCB设计的一些步骤和要点给予了说明，并对部分功能模块进行了调试分析。

关键词： XC2765芯片   燃油喷射   组合单体泵   硬件设计   软件设计  

摘要： 汽车工业的快速发展造成了能源消耗和环境污染的重大问题。目前，因柴油机动力强劲，汽车正朝柴油化方向发展，而电控单体泵系统因其喷油压力高、喷油量和喷油定时可柔性控制、喷油系统改造小等独特的优势也在大功率柴油发动机上具有很好的应用前景。因此，本文针对六缸电控单体泵柴油机系统，进行了ECU硬件系统和底层驱动软件部分的设计。 在ECU硬件设计方面，根据对单体泵结构和工作原理的分析，确定总体设计方案，之后，首先对系统所用各传感器进行了介绍，然后根据电控组合单体泵系统特点，以英飞凌XC2765十六位单片机为核心，对ECU的各功能模块，如电源模块，信号处理模块，电磁阀驱动模块，通信模块等进行详细设计，以精确控制单体泵的喷油正时和喷油脉宽。在电磁阀驱动部分，设计的高压驱动60V、低压驱动24V的双电源驱动电路。 根据系统硬件平台，进而对其底层驱动软件进行了设计。先对其硬件资源进行了分配，然后借助英飞凌公司的DAvE软件，以Tasking编译软件为平台，设计了包括根据凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的采集信号，进行判缸及发动机转速计算等的软件，基于高低压控制的喷油电磁阀驱动软件，CAN驱动部分软件等。其中在判缸模式软件中，采用多种判缸模式使系统更为具体完善。系统中以凸轮轴判缸为主，当凸轮轴位置传感器出现故障时，就用曲轴位置传感器进行判缸，使得发动机能够维持运转至修理处。在通信软件部分，根据CCP协议设计了CAN的通信软件，可以实现ECU与标定工具间的通信。 设计完成后的ECU系统，最后在油泵试验台上进行了性能验证，并在发动机试验台架上进行了本控制系统实际应用方面的测试，试验证明，该电控组合单体泵ECU控制系统工作良好，实现了设计目标，并可以在一定程度上满足应用需要。

关键词： 混合动力汽车   整车控制器   英飞凌TC1766   硬件设计  

摘要： 新能源汽车因为具有低耗、低排放等特点，已经成为世界各大汽车厂商未来发展的重点。在欧美日等发达国家混合动力汽车市场已经非常成熟，而在我国随着研发力度的加大和国家政策的倾斜，混合动力汽车的发展也趋于成熟。整车控制器作为整车控制系统的重要组成部分，它采集油门踏板位置、制动踏板位置等驾驶员操作意图信号，并结合蓄电池组SOC计算出ISG电动机和发动机所需要提供转矩等参数，从而合理分配了动力输出，保证了汽车的正常行驶。所以设计出一款性能优异的整车控制器是本文的主要内容。 本次设计结合整车控制器的功能与需求，提出了分布式与集中式相结合的总体设计方案。本文首先对整车的几种控制策略进行了分析，并最终选用逻辑门限值进行研究，最后利用ADVISOR软件对该控制策略进行了可行性验证。在整车控制器硬件设计当中，选择英飞凌公司的32位单片机TC1766作为整车控制器主控芯片，按照模块化的方法设计了外围电路，考虑到汽车一般行驶在复杂的环境里，进而对控制器进行了电磁兼容设计和抗干扰设计。在整车控制器软件设计当中，对控制系统的软件采取功能模块化的方法进行设计。首先对控制器的软件结构总体进行了设计，在此基础之上给出了控制器的软件控制流程图，并对控制器的软件驱动程序层进行了编写。

关键词： 开放式机器人   控制系统   硬件平台   运动学分析   油茶果采摘  

摘要： 随着科技的发展,机器人技术在各个行业得到了日益广泛的应用,己经成为自动化生产的组成部分。油茶果采摘机器人是集动态决策、环境感知、动态规划、运动控制与运动执行等多功能的一个综合系统。研究油茶果采摘机器人的的关键技术,不仅在降低劳动强度、适应市场需求、提高经济效益上有一定的实用性价值,而且对加快我国林业现代化进程、追踪世界林业新技术有着至关重要的现实性意义。本文针对油茶果采摘机器人的开放性控制问题,首先从油茶果采摘机器人的机械部分着手,分析了该机器人的机械结构;其次对开放式机器人的控制器功能和特点做出了分析,确定了油茶果采摘机器人的控制系统硬件方案,根据载荷的实际情况,计算出各个轴的惯量或负载情况,选择合适的驱动电机,再结合输出转数、输出电流以及驱动电压等电机参数选择合适伺服驱动器,最终搭建出了油茶果采摘机器人控制系统硬件平台。本论文简要介绍了控制系统的调试软件,同时,对油茶果采摘机器人机械臂的误差进行了测量和分析并开展了控制系统性能测试。在油茶果采摘机器人控制系统硬件和软件的密切结合下,圆满地完成了机器人采摘油茶果的实验过程。实践证明这种机器人控制系统运行平稳,定位精度高,具有良好的开放性和扩展性。

关键词： 能效监测   SOC   RN8316  

摘要： 随着智能电网的深入发展,为了满足国网公司对能效监测的要求,设计了一种基于SOC技术的三相电力能效监测终端。它采用锐能微RN8316(SOC)为主控芯片,通过管脚资源配置,实现了电流电压采样计量、直流模拟量采样、电压质量监测、通信等功能。文中介绍了电力能效监测终端的硬件设计,提供了完整的设计方案,该方案不仅能提高终端的稳定性和可靠性,还能降低物料数量和生产成本。