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关键词： 数字接收机   光纤传输   测试系统   紧凑型外设互连标准(CPCI)  

摘要： 随着卫星通信、移动通信、电视广播、雷达、电子战系统朝着数字化发展的趋势，数字接收机得到了广泛的应用，因此对数字接收机的性能提出了更高的要求。本课题的目的是设计一个测试系统能够对数字接收机中模数转换（ADC）电路的性能参数进行测试，本文的内容是设计和实现该测试系统的硬件平台，硬件平台的作用是通过光纤接口接收ADC采样数据，进行大容量缓存并通过紧凑型外设互连标准（CPCI）总线上传到计算机进行ADC性能测试。 首先，本文介绍了硬件平台中采用的关键技术例如CPCI总线传输技术和光纤传输技术的发展状况，同时介绍了系统实现的基本功能和主要的测试指标。 其次，介绍了系统硬件平台的设计方案。为了实现对高速光纤数据的接收，设计了四路光纤通道，其中两路使用单模光模块，另外两路使用多模光模块，每路数据率都高达2.5Gpbs。利用两片DDR2存储芯片缓存大容量的高速光纤数据，最大存储容量达到2Gb。采用CPCI总线技术实现硬件平台与计算机间的数据通信，同时本设计采用集成了多路高速收发器的高性能FPGA，高速收发器能够把光模块输入的高速串行数据解串为低速并行数据，方便DDR2的存储。 然后，本文介绍了系统的FPGA逻辑设计方案。FGPA逻辑方案设计详细介绍了各个功能模块的FPGA逻辑设计包括：CPCI总线的FPGA逻辑设计、DDR2的FPGA逻辑设计、高速收发器的FPGA逻辑设计、数据校准单元、数据解包单元等。 最后，本文给出了每个模块的调试结果以及系统整体联合调试的测试结果，测试结果显示系统基本达到项目需求。

关键词： PowerPC   DDR2   COM Express   PXI Express   系统载板  

摘要： 随着具有强大的通信能力和稳定性的PowerPC控制器越来越得到大众的认可，它在测试系统和通信领域也得到了广泛的应用。然而国内与国外的技术水平仍存在一定的差距，研发一款高性能的通用嵌入式单板系统控制器显得意义重大。本论文研究的内容主要有以下几点： 1、COM Express标准的PowerPC控制器DDR2部分的硬件设计。采用高性能通信处理器MPC85xx作为系统的"CPU"，实现对DDR2的存储和读写操作。为了提高系统的存储容量和存储速度，选择8片8bit/64M的DDR2实现数据存储。使用Cadence软件对该部分原理图及PCB进行设计。PCB设计中，布线成为整个过程中的难点。 2、PowerPC控制器DDR2部分的仿真验证。DDR2部分电路属于高速电路板的设计，对于高速存储的DDR2设备，需要对其进行仿真验证，以确保设计的可行性。使用的Cadence公司的PCB SI仿真软件对DDR2走线进行仿真，整体流程包括叠成的设置、拓扑结构设计、约束条件的确定、时序分析以及最后仿真验证。 3、基于PXI Express总线标准的系统载板的设计。结合项目需求，确定载板为专门面向PXI Express6U系统的应用，其可以根据自己需求定制，灵活性很大。载板的设计主要包括高速接口和板级连接器的设计，高速接口包括DUART，USB，SATA，光纤接口，以太网接口，连接器包括主控板与载板之间的COMExpress连接器和载板与高速背板之间的PXI Express连接器。 通过理论分析，实际设计以及仿真验证，完成了系统控制器的DDR2部分以及系统载板的硬件设计。通过对电路进行补偿和匹配，尽最大可能的解决了DDR2时许匹配和信号完整性问题。本设计实现了MPC85xx对DDR2SDRAM高速数据的存取和读写控制以及系统载板与外部设备之间的数据通信，达到了预期目标。

关键词： 列车监视管理   北斗   AT91SAM9X35   USB2.0音频播放  

摘要： 本文介绍了基于“北斗”的列车监视管理系统硬件设计部分，该系统是集定位导航、数据通信、管理监控等功能于一体的多功能平台。由车载显控终端、车载代理模块、导航定位模块、地面监控和管理调试平台四部分组成。本文重点论述了车载显控终端模块硬件部分设计方法。 目前，市场上的列车监视管理系统主要依靠国外进口，价格昂贵，升级维护不方便。而国内同类产品较少，性能也一般。本文主要工作就是开发具有自主知识产权的基于“北斗”的列车监视管理系统硬件部分，该系统不仅能够满足导航、通信、管理、监控等基本功能，并且还要能够适应列车运行环境。 经过对功能需求的分析论证，本项目选用ATMEL公司生产的AT91SAM9X35这款ARM芯片作为核心处理器。项目利用“北斗”系统实现定位和通信，通过液晶屏将电子地图显示出来。系统具有触摸屏，按键，指示灯，并且具有语音播报功能;同时提供丰富的对外接口，包括USB接口、Ethernet接口、I2C接口等。 本文首先对系统功能需求和技术指标进行细致分析，结合实际情况，确定了系统的整体结构布局和硬件电路芯片型号，然后对于关键技术部分进行重点的分析论证，主要有大容量存储芯片电路、高速USB接口电路、以太网接口电路和音频电路等，确定了关键技术解决方案，对于其它硬件功能模块，逐一分析并详细介绍了解决方案。最后，给出了整个系统的调试过程和结果分析。 根据调试结果分析，整个系统的功能满足要求，测试指标达到使用标准，长时间运行测试显示系统运行稳定，状态良好。

关键词： 立体视觉测试装置   视觉因素   标杆法  

摘要： 目前,现有的立体视觉测试法(仪)均以双眼视差为基础,测试的是纯双眼立体视觉,例如：多尔曼深径觉计、综合验光仪投影图等。但其它的立体视觉因素也起了非常重要的作用,例如：单眼立体视觉因素、综合心理因素和实践经验。本文中的立体视觉测试法的特点是应用标杆法,比较生活中的各视觉因素的实用性。而目前现有的装置均无法完成该测试,因此针对该立体视觉测试法设计了一套成本低、功能齐全的装置。 通过分析该立体视觉测试法的测试过程,从硬件、软件两方面进行总体设计。该装置的硬件包含：AT89C52单片机、ULN2003驱动芯片、继电器、电机、标杆和视屏板。软件应用C语言编写而成。 装置的核心部分是控制电路部分。将装置的程序导入Keil软件,在Proteus软件中绘制了控制电路的硬件部分,进行联合仿真,仿真结果正确。结合控制对象的实现：标杆(含支架、电机)的安装完成和视屏板上的大小挡板布置,实现了该装置。达到了该装置的预期的目标,实现对该装置进行自动化控制。该装置为探讨生活中的立体视觉和制作新的立体视觉测验装置提供了基础和依据。

关键词： ARM   激光治疗仪   高速信号布线  

摘要： 激光与普通的光相比具有独特的特点,即单色性好、相干性好、定向性好和高能量等等,所以自激光诞生以来广泛应用于社会的各个领域,尤其是近几十年在医学上的各个医疗科室有了广泛的应用。随着现代集成嵌入式系统技术的飞速发展,它已经深入应用到我们日常的生活当中了,现在的电子界都在向小型化、智能化的方向发展,医用激光器也不例外,它也正在向着人性化、智能化的方向发展。本论文主要针对激光治疗仪产品进行系统升级,进而对激光治疗仪的智能化控制系统进行了深入的研究。 本论文设计了一款激光治疗仪控制系统。为了降低开发成本,缩短开发周期,本系统采用了8层核心板与2层底板结构。其中核心板是为了保证系统正常运行的最小系统,采用SAMSUNG公司的基于ARMv7-Cortex架构内核的S5PV210为主控制器;底板上则主要设计了系统所需要的电源模块、网络模块、音频模块、显示模块、信号控制模块以及信号反馈模块等。 论文从信号完整性、电源完整性和电磁兼容性出发,对PCB板的层叠结构、电源层的分割和高速信号布线进行了详细讨论。为了减小噪声、增强抗干扰能力,电路采用了光耦合和悬浮地等设计。系统包括106个GPIO,可以向激光器发送各种控制指令,同时还可以采集激光器的各种运行状态参数,满足了激光治疗仪正常运行的需求。由于ARM Cortex-A8具有强大的功能和丰富的资源,在设计中留有多余的接口,方便以后的系统升级。

关键词： 动平衡   DSP   测试   数字相关  

摘要： 随着旋转机械在工业生产中的大量应用，由转子不平衡等因素产生的机器故障和事故也日益增多，对旋转机械进行动态的平衡已成为现代工业旋转机械制造过程中的一道不可缺少的工序。现有的旋转机械振动检测装置多为单通道或双通道仪器，但随着动平衡理论的不断完善，以及国家对旋转机械生产标准的不断提高，多点、多方向的测量变得十分重要。多通道测量系统要求对多个测点进行同步的、实时的测量和记录，采用传统的测量原理很难满足上述要求，而且会造成电路体积庞大、控制逻辑复杂、可靠性降低。本文针对多通道动平衡测试量系统，以高性能的DSP器件为基础，应用数字相关原理和离散傅立叶变换（DFT）得出了一个提取振动信号基频信息的算法。全文围绕这一算法，构建了基于数据采集原理的动平衡测试系统。开发了八个通道的同步数据采集电路，为了有效的去除噪声，提高电路的抗干扰能力，在信号进入AD转换器之前进行了硬件带通跟踪滤波处理，从而去除了大量谐波成分。该电路触发逻辑可实现整周期等间隔的数据采集，为后续的算法实现奠定了基础。实验结果表明，所提出的算法简洁、易于实现，有实用价值。硬件可靠，能够完成规定的技术指标。

关键词： 道岔模块   硬件设计   全电子计算机联锁系统   可靠性   安全性  

摘要： 铁路车站信号设备是保证列车或车列在站内安全运行、提高运输效率和改善职工工作条件的重要设备，车站联锁系统是车站信号设备的核心设备。目前大量使用的计算机联锁系统的人机会话层和联锁逻辑运算层功能由计算机实现，而执行表示层仍采用大量继电器电路实现对室外信号设备的控制。该系统维修维护工作量大、占据空间大、成本高且不具备外线短路防护功能，而且影响和制约着铁路信号控制系统向信息化、网络化和智能化的方向发展。基于以上现场面临的问题，开发全电子计算机联锁系统有着现实意义和迫切需要。 本文以四线制道岔控制电路为研究对象，结合国内外联锁技术的发展现状，在分析并研究其联锁设备的设计思想和设计方法的基础上，设计开发四线制道岔控制模块，实现道岔控制电路的全部功能。论文主要研究内容如下： 首先，研究了全电子计算机联锁系统的构成及同步机制、故障—安全措施，介绍了铁路信号控制系统对道岔模块的运营要求、技术要求以及相关技术规范。 其次，在对道岔模块需求分析的基础上，以直流四线制道岔为受控对象，具体分析了四线制模块硬件组成结构、各功能电路的原理及采取的关键技术，并设计了模块主控软件和通信软件流程图、分析了通信故障—安全的实现措施，完成了模块PCB(PrintedCircuit Board,印制电路板)设计和硬件调试，调试结果表明模块能够完成道岔控制功能，并满足联锁系统的运营要求和技术要求。 最后，应用可靠性与安全性理论，分析计算了模块的可靠性与安全性，并通过Matlab对其可靠性、安全性以及故障—安全性进行了仿真。仿真结果表明，模块可靠性和安全性指标达到了铁标TB/T1477-2005《计算机联锁技术条件》中的具体要求。通过将现有计算机联锁系统执行表示层继电器控制电路替代为智能化的全电子控制模块，实现了对信号现场设备的控制、监督、监测一体化。

关键词： GPS   北斗   捕获   可配置   硬件  

摘要： 近年来，随着GNSS（Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统）技术的快速发展，卫星导航应用已经逐步深入到了日常生活、物流运输和测绘等各个领域。然而GNSS技术的广泛应用也给GNSS接收机的设计带来了挑战。这些挑战主要表现在高性能和低功耗两个方面：一方面，接收机的设计需要能够在较短的时间内对GNSS信号进行分析处理，得到高精度的定位结果;另一方面，由于接收机在很多时候使用电池供电，所以接收机设计应该尽可能地降低功耗。 目前关于GNSS卫星信号接收机的研究有很多的成果。早期的研究主要集中在美国的GPS（Global Positioning System，全球定位系统）系统上。随着我国的北斗第二代系统正式投入使用，研究兼容北斗的导航接收机成为重要的课题。其中接收机捕获技术是接收机设计的关键部分。北斗/GPS带来定位性能提升的同时，需要低功耗、低成本的接收机设计技术为北斗应用推广奠定基础。 本文以GPS/北斗双模导航接收机中的捕获器设计为研究目标，综合考虑捕获器的各种算法和硬件实现细节，完成了捕获器的设计，并完整地实现、优化和评估了该设计。主要研究内容包括以下几个方面： (1)分析了GPS信号处理和北斗信号处理在电路复用上的方法。 (2)分析了各种捕获算法的运算复杂度和电路可配置性。设计并实现了基于多普勒频移并行捕获算法的可配置捕获器硬件架构。 (3)对捕获器设计的三个方面进行了优化：灵敏度、硬件逻辑资源、储存器资源。

关键词： DSP   单片机   FTU   硬件设计  

摘要： 介绍基于DSP TMS320F281 2和单片机C8051F040双处理器架构的FTU设计方法,并给出了硬件系统各模块的设计方案。

关键词： 永磁同步电机   H桥结构   速度闭环   DSP  

摘要： 随着国内外的交流电机控制技术日益完善,伺服系统已经广泛应用在工业控制领域中了。现在随着电力电子技术、电机控制技术的不断发展,交流电机控制系统俨然成为了整个伺服产品市场的主流系统。交流电机控制系统的速度控制以及整个系统的控制策略的研究已经成为国内外研究的主要课题。DSP、FPGA等数字处理信号芯片以及MOSFET、IGBT等功率器件的出现和发展已经使永磁同步电机朝着高性能控制的方向发展。矢量控制技术和直接转矩控制是永磁同步电机主要的两种控制方式。近年来由TI公司的DSP芯片与智能功率模块IPM组成的永磁同步电机控制系统已经成为了一种潮流。现在永磁同步电机已经逐步成为了伺服系统的主流电机。同时随着电力电子技术的高速发展,以数字信号处理器为载体的数字信号处理技术的成熟为复杂算法的实现提供了可行性。本文提出了一种永磁同步电机新型的控制方法。本文重点以永磁同步电动机的矢量控制原理研究了速度闭环控制算法并且推导出基于速度闭环的控制模型,从而为基于三相电流独立控制产生圆形磁场伺服控制实现提供参考;用MATLAB对整个控制系统建立了仿真模型,并给出了仿真结果,验证了理论算法的正确性,从而为伺服控制硬件设计提供了良好的支持。在MATLAB仿真的基础上,以TMS320F2812开发板为系统的控制板,并且采用以智能功率模块IPM为主体的功率板构建出全数字伺服系统硬件平台。速度测量采用M/T法测速的方式。最后对控制系统编写了相应的软件程序。