基于ARM和FPGA的高速数据采集系统

本文提出了基于ARM+FPGA的实时高数数据采集系统,利用AD5220对外界的模拟信号转化为数字信号,采用FPGA完成对高速数据的采集工作,通过ARM对FPGA的采集的数据进行处理,并且利用嵌入式Linux,通过对操作系统的操作来实现对FPGA进行实时的控制。本文首先介绍了系统的总体架构,然后介绍了系统中所需要的元器件,最后重点介绍了对FPGA模块驱动程序的初始化工作。     

正弦波驱动直流变频空调控制系统及其FPGA实现

对永磁同步电机控制系统原理和FPGA开发方式进行了研究,开发出基于FPGA,压缩机采用永磁同步电机的正弦波驱动直流变频空调控制系统。详细说明了该控制系统的软硬件实现方法,通过对试验结果的分析,验证了永磁同步电机驱动芯片FPGA的可靠性。     

使用高带宽混合信号示波器进行FPGA调试

由于FPGA内部包含大量传统探测方法无法触及到的逻辑节点,所以其调试堪称一大挑战。FPGA在引脚数方面的限制,也使得设计人员在进行调试时倍受限制。JTAG和内部逻辑分析仪等创新为他们解决这些问题带来了很大帮助,使他们能够将重要信号传送到FPGA之外进行分析。通常情况下,设计人员往往使用逻辑分析仪来调试FPGA。不过近年来,由于混合信号示波器(MSO)能够同时测量模拟信号和数字信号,所以渐渐变得常用。近些年,一些新应用的出现对FPGA收发信机速度提出了极高的要求,也使得FPGA调试越来越需要精确和高带宽的模拟测量以及数字分析。本文将讨论如何使用高带宽混合信号示波器对最一流的FPGA进行数字和模拟调试。     

SRAM型FPGA抗单粒子翻转技术研究

随着CMOS电路的高速发展以及SRAM型FPGA在航天领域的不断应用,空间辐照的影响,特别是单粒子效应对FPGA的影响尤为显著.为了提高FPGA在空间环境的可靠性,介绍了几种抗单粒子翻转方法,并对其进行了比较分析,实现了SRAM型FPGA抗单粒子翻转的系统设计,采用定时刷新的方法抑制翻转位累加,同时通过故障注入的方式对系统进行了实验测试,结果表明系统设计方法有效可行,既不中断FPGA正常工作,又可以及时纠正翻转位,为SRAM型FPGA在航天领域中应用提供可靠性保障.     

基于SRAM型FPGA测试技术的研究

随着FPGA集成度和复杂性的增加,测试显得尤为重要.为了保证数字系统工作的稳定性,首先就要保证FPGA芯片的可靠性.从SRAM型FPGA的内部构造入手,对测试生成和测试故障模型关键技术进行了探讨和研究,解决了测试的故障覆盖率和测试速度之间的矛盾;并搭建了软硬件协同测试平台对测试理论进行了验证,该系统为FPGA芯片的稳定...     

Tcl/Tk语言FPGA逻辑IP库实现方法研究

针对FPGA工程应用中逻辑文件版本繁多且不易管理的问题,设计并实现了一种FPGA逻辑文件IP库,将标准的通用和专用FPGA逻辑文件进行分类管理。采用Tcl/Tk脚本语言实现人机交互界面的编写,在逻辑文件使用时进行参数配置和逻辑文件的生成,避免了人为改动逻辑代码而产生的错误,降低了代码重用过程中出错的概率,对FPGA逻辑文件管理和代码标准化有重要意义。编写的人机交互界面使用简单,灵活性强,在FPGA工程开发中具有较大的实际应用价值。     

基于FPGA的光伏并网复合控制

光伏并网系统本质是跟随光伏功率和电网电压的可变交流电源,要求稳定性好、动态性能高。FPGA并行处理、灵活定制的特点能满足光伏并网控制器对高速度,可靠性高的要求。对基于FPGA光伏并网系统结构和控制策略进行了分析,对FPGA控制核心的实现要点进行了详细阐述,并研制了一台2 k W的光伏并网逆变器样机。并网测试表明,基于FPGA的并网电流反馈电网电压前馈复合控制方法,可以实现并网电流与电网电压同频同相,且并网电能质量满足光伏系统并网的国家标准要求。     

高速多通道大容量数据采集与传输系统研究

为实现高速多通道数据采集的大容量存储,对FPGA与DDRSDRAM接口技术进行了研究。从A／D转换后数据传输路径的角度出发,分析了FIFO和DDRSDRAM的时序和工作原理,在各通道同步采集的前提下实现了FPGA对DDRSDRAM的控制,给出了ARM与FPGA通信的设计方法,实现了ARM和FPGA共享双口RAM存储器的结构,最后进行了测试与验证。测试结果表明,该系统在通道数为8、采样率为20MHz／通道、存储深度为4Mwords／通道的条件下稳定工作。     

基于FPGA的反走样直线生成算法研究

光栅显示器绘制理想直线时需要进行反走样处理,传统直线反走样算法中往往包含大量的乘除法,直接移植到FPGA平台中,会产生很大的资源开销和时间开销.利用FPGA的流水并行特点,提出的基于FPGA的反走样直线生成算法,可对直线起点的像素灰度进行精确分配,并修正因FPGA计算精度有限引起的累积误差,在有效降低FPGA的资源和时间开销的同时,获得了良好的视觉效果.     

基于FPGA的简易数字信号传输性能分析仪

设计了一种基于FPGA的数字信号传输性能分析系统,实现对数字信号传输性能的分析.系统采用FPGA为数字信号发生模块和分析模块控制芯片,按键输入传送控制信号给FPGA,FPGA产生频率步进可调的m序列,并进行曼彻斯特编码,信号经过模拟传输信道后,再由信号分析模块FPGA通过快速同步检测算法对信号进行同步提取,在示波器上测得眼图眼幅度等信息,实现了数字信号传输性能测试的功能.该系统密闭封装,人机界面友好,非常便于操作演示.     

一种应用数字实时控制的直流无刷电机系统的设计

介绍了一种基于DSP(数字信号处理器) FPGA(现场可编程门阵列)的直流无刷电机控制系统.阐述了通过FPGA对PWM波进行组合逻辑变换的设计方法.详细介绍了采用单神经元自适应PSD控制器对电流环进行调节的方法,使电机能稳定工作在变负载条件下.试验结果表明,系统的硬件和软件设计合理,具有良好的的调速性能.     

一种应用于无刷直流电机数字控制的系统设计

介绍了一种基于DSP+FPGA的无刷直流电机控制系统。阐述了通过FPGA对PWM波进行组合和逻辑变换的设计方法。详细介绍了采用单神经元自适应PSD控制器对电流环进行调节的方法。试验结果表明,系统的硬件和软件设计合理,具有良好的调速性能。     

旋转变压器/数字转换器在直流电机控制系统中的应用研究

介绍了一种用于直流电机控制的速度、位置检测方法。该方法采用了新型的旋转变压器/数字转换器AD2S1210,将旋转变压器输出的模拟信号转化为数字信号,运用FPGA来读取位置信号和速度信号并将它们存储在相应的地址中。分析了AD2S1210的工作原理,给出了与FPGA的通讯接口方法及程序的流程图。实验结果表明,应用该方法可以精确地检测电机的位置和速度信号,从而实现电机的多闭环精确控制。     

基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路设计

在采用步进电机驱动的机构中,为了提高定位精度,提出了一种基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路的设计方案.采用正弦/余弦细分方案,通过嵌入cos/sin表格于FPGA中,合理控制步进电机两相绕组的电流,实现斩波恒流均匀细分驱动,减小了步距角、提高了步进分辨率,最高细分达到256.给出了FPGA软件设计,并在Modelsim中完成了仿真.仿真结果表明,分频、定时,正弦/余弦函数以及全桥控制信号,都可以由FPGA准确无误地产生,达到了设计的要求,取得了满意的效果.在实际的应用中,电机运行平稳.     

太阳追踪系统控制器的设计与应用

为提高太阳能板接收能量的效率,设计了一种日光垂直追踪系统的电机控制方法。该方法与传统的使用单片机控制的步进电机控制系统不同,其利用FPGA实现对步进电机的控制。根据步进电机的运转特点,设计了步进电机控制算法,运用直接数字式频率合成器(DDS)技术,实现了对步进电机在各种运行模式下加减速、正反转及精确定位的控制仿真,其性能稳定可靠。同时,利用FPGA提供的可配置资源,在应用中,可以用同一块FPGA芯片对多台电机进行控制,从而大幅度降低光伏发电的成本。采用FPGA来实现的太阳能追踪系统能有效提高太阳板的光电转化效率,并具有较广泛的应用前景。     

基于STM32和FPGA的多轴运动控制器的设计

该控制器采用STM32和FPGA进行设计,STM32进行粗插补处理,将产生的粗插补坐标增量发给FPGA进行精插补.FPGA控制输出脉冲和脉冲间延时,通过高速光耦隔离后输出,控制电机的运转.系统采用脉冲叠加的方法实现加减速;使用数字积分法插补原理实现直线插补和圆弧插补,从而实现任意曲线轮廓.该系统已应用到实际的雕刻机中,...     

基于A3988电机驱动芯片的电机控制电路设计

直流电机因具有结构原理简单、体积小、调速方便和低功耗等特点,因而在医疗器械、汽车制造行业和航空航天等领域中被广泛使用。介绍了基于A3988电机驱动芯片的电机控制电路的设计,给出了通过FPGA来设计和实现刹车功能和位置控制功能。A3988电机驱动芯片具有负载能力强、体积小的优点,但是芯片本身不能直接驱动电机实现刹车功能,本文给出了使用FPGA控制电路来控制A3988电机驱动芯片,实现刹车功能的方法。     

基于FPGA的步进电动机驱动系统设计研究

系统基于51单片机控制,以FPGA芯片来实现驱动,步进电机的脉冲分配作为核心电路加以必要的数字模拟辅助电路,形成一个4相8拍定位系统。该系统完成了步进电机的正确脉冲分配并实现了方向调节、速度调节及定位控制等功能。由于单片机控制模块的使用使得FPGA驱动模块对定位控制更加方便,速度控制精度很高。     

基于FPGA控制的步进电机驱动设计

随着微控制器技术的快速发展,特别是高性能可编程逻辑器件的出现,促进了步进电机控制技术的发展,使得步进电机驱动系统集成化设计的实现成为可能。本文根据设计要求进行了四相步进电机驱动系统的芯片选择和硬件电路设计,以FPGA为核心器件,集成了驱动和控制部分,大大简化了逻辑控制电路。设计过程采用模块化设计方法,用VHDL硬件描述语言对电路进行描述,采用Altera的QuartusII集成化工具进行了综合和布局布线,仿真,充分利用FPGA芯片的资源,优化程序,提高模块的工作频率,提高芯片的控制精度。文中对整个系统的架构及硬件电路和软件的实现都做了详细的介绍,最后通过仿真和实验分析验证了此控制方案的可行性。     

基于MCU与FPGA的恒转矩步进电机细分驱动控制系统

介绍了基于MCU与FPGA控制的步进电机细分驱动技术。步进电机的两相绕组电流按正弦和余弦规律变化,正弦/余弦表格嵌入FPGA中,实现了恒转矩细分驱动,提高了步进分辨率,细分数可达256,步进电机运行平稳,定位精确;利用MCU设定步进电机的转速、转向、细分数、通讯地址和波特率等,这些参数在LCD上显示,并由RS485串口通讯构成监控系统,特别适用于实时控制系统。