基于HART协议的二线制涡轮流量变送器的开发

以HART协议为通信标准,提出了系统的总体方案设计,通过对HART协议的理解与掌握,详细的给出了基于涡轮流量变送器的软硬件设计;硬件设计部分包括涡轮脉冲采集模块,微处理器模块,HART通信模块和4~20 mA环路电流模块4个模块,其中HART通信模块采用HART调制解调器芯片AD5700实现,4~20 mA环路电流模块采用环路供电专用芯片AD5421实现,二者共同构成了HART协议的物理层接口,文章硬件电路所采用的都是低功耗芯片,用纯硬件的方法解决了HART总线设备的低功耗难点;软件设计部分包括主监控程序、变送计算程序和HART协议通信程序3个程序模块,重点讲述了HART协议的数据链路层和应用层的实现过程;最后文章对涡轮流量变送器的二线制传输功能和HART通信功能进行了测试;测试结果表明,变送器的设计要求基本实现了。     

基于CPLD的多路瞬态冲击信号存储测试系统设计

为了对水平碰撞、跌落等环境试验中的多路瞬态冲击信号进行测试,基于CPLD设计了多路瞬态冲击信号嵌入式存储测试系统。系统采用高速串行AD转换芯片作为数据采集的执行器件,实现了多路冲击信号的同步高速采集;利用铁电存储器对采集到的信号进行在线存储;设计了USB接口模块,实现了PC机与测试系统之间的通信,并在LABVIEW环境下设计了数据回读软件;经试验验证了测试系统的正确性和可靠性。     

LabSView平台下电动起吊推车控制系统设计

针对当前电动起吊推车控制方法,采用模糊人工控制准确定位和智能控制性不好的问题,在LabSView平台下进行电动起吊推车控制系统优化设计,提出基于多线程串口非线性严格反馈的电动起吊推车控制系统设计方法。控制系统分为硬件设计和软件设计两大部分,系统总体构架分为数据采集模块、控制陀螺仪模块、执行器模块、上位机通信模块和人机交互模块等,根据模糊PID控制律进行电动起吊推车控制算法设计,以ADSP-BF537作为主控芯片进行控制器硬件设计,在LabSView平台下进行控制算法程序加载,实现软件开发设计。系统测试结果表明,采用该系统进行电动起吊推车控制,灵敏度较高,控制收敛误差较低,鲁棒性较好。     

国产MEMS陀螺仪MSG7000D实时数据记录系统设计

针对国产MEMS陀螺仪MSG7000D拥有数字输出接口的特点,设计了一种基于FPGA的MSG7000D陀螺仪实时数据记录系统;该系统以FPGA为主控芯片,系统控制模块通过SPI串行通信接口与陀螺仪进行信息交换,从而实现对陀螺仪输出数据的记录、存储;利用三轴位置速率摇摆温控转台对系统设计进行试验论证;试验结果表明,文章设计的MEMS陀螺仪MSG7000D实时数据记录系统有效、实用,为该陀螺仪的后续工程应用奠定了基础,具有一定的工程应用价值。     

脉冲步进调制高压电源远程通讯与反馈控制系统研究

为了满足 HL-2A 装置二级加热系统的高压电源系统的要求,开发了脉冲步进调制(PSM)高压脉冲电 源控制系统。PSM 电源控制系统采用数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列器件(FPGA)组合控制方式,总计 输出 112 路脉冲。DSP 芯片实现计算、反馈、远程通信等功能,FPGA 主要负责与 DSP 的数据传输及 112 路脉冲 输出的时序控制功能。利用控制器局域网络(CAN)总线实现上位机与 DSP 之间的远程通信功能,上位机采用 LABVIEW 软件实现相关参数的设定与远程通讯。测试结果表明,该控制系统能够实现远程通讯功能,具备快速 的反馈控制功能,满足实验要求。     

物联网嵌入式智能设备实时控制系统设计

随着智能设备功能业务的逐渐扩展,用户对智能设备控制系统的实时性要求越来越高,当前控制系统采用CAN技术实现智能设备与用户间的通信,无法满足用户对系统实时性的需求。提出一种新的物联网嵌入式智能设备实时控制系统,通过构建系统的总体框架,将嵌入式LPC2378 ARM处理器作为核心处理器,通过RS-485总线将智能设备连接在一起,和处理器构成一个总线传输网络,在嵌入式LPC2378 ARM处理器中,将带DMA的10/100M以太网模块和以太网PHY芯片DP83848I连接,以提高数据包的传输效率,增强系统的实时性。系统GPRS模块选择SIM300CZ模块,将远程报警模块和RS-485总线结合在一起,共同实现远程报警和控制功能。软件设计时,给出了软件的整体架构和总体流程图,介绍了部分存储代码。实验结果表明,所设计系统对智能设备有很高的控制性能。     

基于CH378的便携式高速数据采集系统设计与实现

针对数据采集系统在速度、容量和体积方面的需求,文中提出了一种基于FPGA的便携式高速数据采集系统方案,采用可充电锂电池作为供电电源,采用FPGA控制读写大容量Flash数据作为高速数据缓冲,控制USB接口芯片CH378完成对U盘的读写操作,实现大容量数据的可靠和便携存储;详细介绍了该测试系统的设计背景、硬件电路的设计依据、固件程序的设计思想和测试系统的具体实现;实验结果表明,该系统具有成本低、通用性强、可靠性高、便携式操作等优点,能够实现数据的高速采集,海量存储,实现了脱离计算机直接存储数据至U盘的功能。     

基于双移位器的FLEXIO模拟SPI总线的设计与实现

针对嵌入式系统设计中专用的串行外设接口SPI数量不能满足要求的问题,提出一种基于双移位器的FlexIO来模拟SPI通信总线的全新方案,首先阐述了FlexIO的硬件架构,然后在分析标准SPI通信协议的基础上,通过对其内部定时器,移位器与芯片引脚的合理配置并结合少量的软件编程设计,最终模拟出拥有全双工,同步功能的SPI通信总线。通过与标准SPI从机通信的实验,表明了用FlexIO模拟的SPI通信总线具有硬件配置灵活,软件需求少且通信可靠的优点,同时也对用它来模拟其他类型的串行通信总线提供了一定的参考价值。     

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介绍了HL-2A装置上用于二级加热系统的PSM高压脉冲电源的反馈控制系统.该电源控制系统以DSP+FPGA作为控制核心,输出112路驱动脉冲,以此来控制112个IGBT的通断,包括了驱动、通信、计算、反馈等部分,使电源系统输出稳定高压.设计了远程通信系统,其中基于VB的上位机与控制系统之间采用CAN总线技术来实现电源系统的相关参数设定及传输.DSP与FPGA实现了计算、反馈等功能.完成了相关的代码编写与系统测试.实验测试结果表明,该控制系统实现了高压电源的稳定输出,满足了实验的需求.     

基于STM32F407的以太网通信模块设计

物联网的大规模形成和高速发展,使得基于以太网通信的嵌入式系统开发成为物联网应用的一个实际课题。本论文设计了一种以STM32F407作为主处理器的以太网通信模块;利用32位闪存微控制器STM32F407与以太网模块CH395实现串口通信;采用CH395控制芯片内置的TCP/IP协议栈与上位机LabVIEW客户端建立数据通信,并实时发送测试数据进行实验研究。实测结果表明：基于STM32F407的以太网通信嵌入式系统工作稳定,数据传输可靠,能够满足系统设计需求。     

基于TMS320DM642的矿用数字化扩音电话系统设计

通过分析目前的矿用扩音电话系统的现状,为解决矿井下语音通信中高噪声强干扰问题,提出一种基于数字处理器TMS320DM642和嵌入式TCP/IP协议的矿用数字化扩音电话系统的设计方案;采用音频编解码芯片TLV320AIC23B实现语音处理以达到矿井下语音质量的要求,并利用物理层芯片Intel LXT971与TMS320DM642的无缝连接,实现基于嵌入式TCP/IP协议栈的数字语音传输;系统软件采用RF5框架开发,基于DSP/BIOS实现语音采集,语音处理,网络传输等任务;通过对各关键模块测试与分析,系统运行稳定可靠,实现矿用数字化扩音电话的高质量,远距离和稳定的语音通信。     

基于VC[WT2”HZ]++的绝缘自动包绕系统的设计

根据ITER校正场线圈的绝缘性能要求,基于VC++设计了一套绝缘自动包绕系统;通过对校正场线圈的形状尺寸进行分析,设计了包绕系统的机械结构;根据系统功能需求,选用STM8S单片机作为运动控制芯片; 为了获得良好的实时响应性能,上位机软件采用MFC进行开发,其包括两个模块:数据采集模块采集系统运行速度,并提供可视化窗口;控制模块根据系统输入与速度反馈,进行闭环运算,产生控制指令;实际运行结果表明,该系统能按照给定参数在不规则形状线圈上取得了比较均匀的包绕效果,绝缘性能达到国际ITER组织要求。     

高速高精度ADC动态参数评估系统的设计与实现

高速高精度模数转换器(ADC)广泛应用于信号处理领域,其动态性能直接决定系统性能的优劣。由于实际使用的芯片与设计的额定指标间会存在偏差,有必要评估ADC的实际动态性能。基于FPGA及Labview实现了一个低成本、高可靠性的高速高精度ADC性能评估系统。系统由底层控制待评估ADC子卡,提供精确的采样样本;采用异步FIFO进行数据缓存, DMA方式优化数据存储;Labview定义通信模块,结合Matlab测试脚本完成动态参数测试。最后使用ADI公司的AD9467进行了测试验证。实验结果表明,该系统运行稳定,与datasheet相比,参数误差不超过1.89%,达到了IEEE Std 1241-2000的测试标准,降低了测试系统构建难度和成本。     

PSM高压电源反馈控制系统研制

介绍了HL-2A装置上用于二级加热系统的PSM高压脉冲电源的反馈控制系统。该电源控制系统以DSP+FPGA作为控制核心,输出112路驱动脉冲,以此来控制112个IGBT的通断,包括了驱动、通信、计算、反馈等部分,使电源系统输出稳定高压。设计了远程通信系统,其中基于VB的上位机与控制系统之间采用CAN总线技术来实现电源系统的相关参数设定及传输。DSP与FPGA实现了计算、反馈等功能。完成了相关的代码编写与系统测试。实验测试结果表明,该控制系统实现了高压电源的稳定输出,满足了实验的需求。     

基于CPLD的FSK调制解调电路及其测试

根据数字式FSK调制和解调的工作原理,对比分析了基于CPLD和单片机的2种电路实现方案.设计了基于CPLD的FSK调制解调模块,利用QuartusⅡ开发平台对CPLD进行编程,实现了FSK调制与解调功能,用IAR FOR AVR平台对单片机ATMEGA16进行编程,实现了位同步功能,同时与外部用SPI接口进行通信.搭建了实际的硬件电路,仿真与实验测试均验证了设计的正确性.     

脉冲动态核极化增强的NMR 和MRI 系统研究

该文介绍了一种自行设计和构建的可扩展脉冲动态核极化谱仪,可以实现核磁共振波谱与磁共振成像的功能．该仪器的新颖设计主要有：1) 采用基于PCIe 的分布式总线结构,能够极大地提高数据传输效率和通信可靠性,实现精确控制脉冲序列;2) 采用外部高速的DDR 芯片存储脉冲序列元素和FID 数据,可以极大的提高脉冲序列的执行速度,减少快速成像序列的TR 时间间隔;3) 采用时钟移相技术,可以精确产生分辨率为纳秒级别的数字脉冲．最后对该仪器的动态核极化-磁共振波谱与核磁共振成像功能进行了实验验证．     

脉冲动态核极化增强的NMR和MRI系统研究（英文）

该文介绍了一种自行设计和构建的可扩展脉冲动态核极化谱仪,可以实现核磁共振波谱与磁共振成像的功能.该仪器的新颖设计主要有:1)采用基于PCIe的分布式总线结构,能够极大地提高数据传输效率和通信可靠性,实现精确控制脉冲序列;2)采用外部高速的DDR芯片存储脉冲序列元素和FID数据,可以极大的提高脉冲序列的执行速度,减少快速成像序列的TR时间间隔;3)采用时钟移相技术,可以精确产生分辨率为纳秒级别的数字脉冲.最后对该仪器的动态核极化-磁共振波谱与核磁共振成像功能进行了实验验证.     

基于RFID的仪器通信和数据采集控制技术

目前舰船电子装备故障检测原始技术数据采集与传输控制是测试技术专家与现场技术人员之间信息交互的难题,本文提出了一种基于RFID的仪器通信和数据采集控制技术。依托RFID的无线组网技术,介绍了该仪器通信和数据传输控制系统的总体设计、软硬件组成与功能,引出仪器通信与数据传输过程中主控机的监听服务和并发设计等控制机制,从而论述了主控机与仪器的数据采集和传输情况。最后分析了整个系统应用时的上传、接收、存储、解析浏览和反馈的功能和效果。实验结果表明该该系统满足了组网维修系统信息传递、共享与复用的需求。     

多控制融合的嵌入式控制系统通信设计

针对目前康复护理床功能单一化、智能程度低等问题,设计了一套融合ARM与DSP双控制器的智能实时控制系统。该系统主控制器采用ARM进行实时控制,DSP作为副控制器接收采集的人脸信息,并进行人脸识别判断。智能控制系统主要对主控制器ARM与副控制器DSP通过SPI通信时的硬件和软件进行了详细的阐述。通过实验测试可知,ARM与DSP通过SPI通信稳定可靠且速率快,整个双控制智能实时控制系统具有良好的控制效果。     

基于SOPC的LXI总线1553B及ARINC429通信模块设计

基于LXI总线的1553B及ARINC429通信模块的开发需求,提出了系统软、硬件设计方案;硬件设计使用SOPC Builder将IP核、接口、微处理器等集成到FPGA芯片上,设计了模块的以太网接口、1553B接口和ARINC429接口;构建了系统软件结构,编写了驱动程序,实现了基于μC/OSⅡ和LwIP协议的TCP/IP协议,从而实现了1553B及ARINC429总线的通信协议;最终实现了LXI总线的1553B及ARINC429通信模块。