MCgS12XS128的捕捉功能在高低频信号下的复合运用

MC9S12xs128单片机的TIM模块由一个16位自由计数器、8路输入捕捉和输出比较器、1个16位脉冲累加器组成。输入捕捉功能对高频信号的测量十分准确和方便,但是对于低频信号测量比较困难。尤其当高、低频信号频率范围相差很大时,靠单一的捕捉功能将使测量变得更加困难。本文利用总定时器溢出计数和输入捕捉功能,实现了对频率范围相差很大的两路高、低频信号的同时测量。     

钟形脉冲源的DDS实现技术

通信电缆故障测试技术常用矩形脉冲作为发射脉冲,电缆发生故障时会从故障点发射脉冲信号,并能计算得出故障点的距离。通过论述一种运用DDS技术实现钟形脉冲源的方法,利用DDS的频率可编程和波形终止功能的特性,经单片机编程实现了稳定精确的钟形脉冲。该方法在电缆特性测试和故障诊断等技术中具有较高的应用价值。     

基于C8051F310的PCA模块在Modbus通信网络中的应用

针对现场仪器仪表对Modbus通信网络组网的要求,该文分别从硬件设计、PCA0捕捉转换算法设计和RS485收发程序设计等方面介绍Modbus ASCII码传输方式在RS485电气接口中的实现方法。以磁漩涡流量计为实验载体,利用C8051F310中PCA模块的边沿触发捕捉功能,可以实现0~10 V,4~20 m A模拟量或脉冲频率信号与Modbus标准协议语言间的高精度转换。该方案利用中断方式而非查询方式进行外部脉冲信号的检测,响应时间快、主从通讯容错性高、已经成功应用在磁漩涡流量计Modbus并网系统中,转换误差控制在2%以内。该方案通用性和实用性强,能够实现对大部分现场仪表传统信号转换和Modbus并网的要求。     

基于FPGA的随机脉冲快速捕捉系统的设计与实现

介绍一种基于FPGA的随机脉冲信号快速捕捉系统的系统结构、工作原理和实现方法;该系统完全摆脱了传统数据采集系统在采集深度和采样效率方面的制约因素,能够在整个时域范围内对外部信号进行连续的高速采样;系统工作过程中不需要外部控制器的干涉,完全由FPGA内部的硬件逻辑电路实现对随机脉冲信号的快速、精确捕捉,可靠性高;抗干扰能力强,同时具有很高的采样效率.     

高速行驶车辆位置信息快速检测系统设计

设计了基于地感线圈的高速公路车辆位置信息检测器,采用具有输入捕捉和定时器功能的单片机,捕捉振荡信号频率的变化判断车辆位置。系统通过单片机定时模块获取多个脉冲的持续时间,通过增加脉冲数的方式增加计时时间,提高位置信息检测的精度。为了提高检测方法的鲁棒性,系统在计数持续脉冲总时间的过程中,也在实时测试每个脉冲的时间,去除脉冲时间过短的高频干扰信号。设计了自动复位功能,如若在设定时间内检测不到车辆到来,则通过外部电路使单片机复位,防止系统工作异常。系统经模拟试验测试表明,设计的振荡电路能够产生稳定的振荡信号,当模拟车辆通过时,系统能较快响应车辆位置变化。     

基于FPGA的雷达目标回波模拟器的设计与分析

现代脉冲体制雷达广泛采用线性调频、非线性调频和相位编码等脉冲信号调制方式;雷达目标回波作为一种脉冲调制信号,主要与调制方式、斜率、带宽和编码形式有关;通过分析雷达目标回波特点和雷达目标回波模拟器的实现方式,提出了一种基于FPGA的雷达目标回波信号模拟器方案;该方案采用DDS模拟器方法,利用EP2C8Q208C8N实现DDS功能;仿真结果表明该方案可便捷地生成频率范围为5～40MHz相位可控的常规波形、线性调频、非线性调频和相位编码脉冲调制信号。     

基于有限状态机的角度信息采集电路设计

利用编码器的光电信号转换功能,能够将天线角度信息转换为脉冲信号;编码器输出A、B、Z三相脉冲信号,用FPGA对三相信号进行接收,实现角度信息的采集;根据A、B相脉冲的特点,通过检测A、B相信号的电平变化,采用有限状态机的方法,产生辨向信号和计数脉冲信号,这种方法克服了由于脉冲干扰和天线抖动带来的影响;通过设计可逆计数器,实现对脉冲的积累计数;同时设计能够与串口进行通信的并行—串行数据转换电路,便于进行数据处理;设计锁存器,保证数据转换不发生错误;仿真结果证明电路有较强的抗干扰性。     

基于水下等离子体的脉冲通信发射机

水下声通信是海洋中最主要的通信方式,在时变空变随机多途的恶劣信道中实现可靠的超远程水声通信,是一项亟待解决的难题;论文提出了一种利用水下等离子体脉冲信号、采用脉冲定宽时序编码调制方案的超远程水声通信体制,研制了一种基于水下等离子体的微型脉冲声源,搭建了基于该声源的脉冲通信发射机,实现了入水自动检测、休眠定时切换、发射频率可调、码元调制编码等脉冲通信功能;经水池试验验证,该发射机在Φ60×600 mm体积内声源级达217 dB,较好地实现预设脉冲信号的发射。     

模数混合Ku波段侦察机设计与实现

针对某型装备试验需求,研制了模数混合Ku波段侦察机,系统包含瞬时频率测量器、极化量化器、脉冲参数计数器、信号功率检测器和数据采集、分析和显示组件;采用模块化结构的频率、脉宽、重频及功率检测电路构建硬件平台,采用双检波器设计实现微波脉冲参数测量,采用DSP架构完成信号采集与处理,采用Measure Studio开发应用程序;微波鉴相器和数字信号处理技术相结合,实现了对Ku波段微波信号关键参数的侦测,该系统已投入实际应用,其性能稳定、操作方便、瞬态参数测量精度高。     

基于C8051F020芯片的多功能计数器设计

本系统针对设计制作简易多功能计数器能接收函数信号发生器产生的信号,实现周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能的要求.通过分频和整形,利用C8051F020的可编程计数器阵列(PCA)的边沿捕捉模式对信号的上升沿捕捉并计时,从而达到时频率、周期和时间间隔测量的目的,并能使测量的范围和测量精度达到预期的要求,还能实现显示温度、时间和记忆10个测量过的历史数据、显示峰值等扩展需求.     

便携式时域反射仪硬件系统设计

介绍了用于土壤参数测量的时域反射仪硬件系统的设计与实现方案,并研制出样机TDR-I。该样机使用DSP做主控板,利用阶跃恢复二极管(SRD)产生140ps上升沿的快沿发射脉冲,采用快慢斜波比较法获得等效采样步进精度为8.7ps的取样脉冲。经过实验数据获取验证,该系统测量效果良好。     

四种先进PID控制方法及性能比较

针对常规PID参数固定,使得应用范围受到限制的问题,研究四种先进PID控制方法。在常规PID基础上,分别引入模糊技术、Vague技术以及遗传算法,提出Fuzzy—PID、Vague—PID、GA—Fuzzy—PID、GA—Vague—PID控制方法并对其控制性能进行比较。在介绍常规PID的基础上,引入智能技术,在线实时调整PID的三个参数,即自适应PID。利用模糊控制对被控对象模型精度要求不高且鲁棒性高、解耦性强的优点,构成Fuzzy—PID;基于Vague集相似度量的近似推理更符合实际,易于得到控制量,便于工程实践,构成Vague—PID;利用遗传算法（Genetic Algorithms,简写成GA）实现对模糊控制规则的整定,构成GA—Fuzzy-PID、GA—Vague－PID。给出上述四种自适应PID设计方法,并从理论上进行分析比较,指出各自优缺点。仿真结果表明：上述自适应PID较常规PID上升时间短、响应速度快;引入GA整定后的GA—Fuzzy-PID、GA－Vague—PID分别比未引入GA的Fuzzy－PID、Vague－PID上升时间短、响应速度快。     

80C196单片机多功能教学实验板的开发与研制

本文介绍了一种多功能实验板．它是专门为80C196单片机教学实验而设计的。谊实验板与80C196单片机开发系统相连后，可直接进行显示、打印、定时、计数、HSO、HSI、A／D、PWM(D／A)和串行通讯等接口实验。此外，由于该实验板功能强、潜力大．在许多应用场合只要对其监控程序稍加修改就可构成一个单片机应用系统。     

实验动物用埋藏式心脏起搏器精密可调脉冲发生器设计

埋藏式心脏起搏器是一种植入体内的精密电子治疗仪器,它通过脉冲发生器发送电刺激脉冲刺激心脏使之收缩与舒张。针对国内起搏器脉冲发生器设计参数调节精度不高、可靠性低的问题,依据埋藏式心脏起搏脉冲发生器设计原理,设计了一款精密可调脉冲发生器,可实现对起搏脉冲幅度、脉宽和起搏频率的精密调整,实测幅度调整精度1.230 mV,脉宽调整精度0.1 ms,起搏频率调整精度1 bpm。该设计采用数字化控制,体积小、功耗低、可靠性高,具有脉冲参数精密可调的特性,可应用于多种实验动物体内。     

高速电阻层析成像数据采集系统设计

针对目前电阻层析成像(ERT)系统实时性欠佳的问题,研制成功一套基于DSP和USB2.0技术的ERT数据采集系统.模块化设计保证了系统良好的可维护性和可扩展性,双极性脉冲电流激励技术和优化的结构设计实现了系统高速的数据采集能力,从而突破了ERT系统数据采集速度的瓶颈问题.测试结果表明,系统在取得良好精度的同时达到1464帧/秒的数据采集速度,满足了实际工业应用的实时性要求.     

小型集成三通道机抖激光陀螺数字式控制电路设计

针对军事和民用工程中亟待解决的捷联式机械抖动激光陀螺惯导的小型化、集成化和高精度问题,提出了一种以单块电路板实现对3个机械抖动激光陀螺进行数字式稳频控制、抖动控制、稳流控制、信号检测及脉冲计数的全功能小型机抖激光陀螺集成控制方案,设计了以DSP和FPGA为核心控制器的陀螺电路。试验结果表明,该集成控制电路能同时实现3路陀螺的自动控制,参数调整灵活方便,控制精确稳定,在实现小型化集成化的同时,提高了激光陀螺的输出精度,为捷联式机械抖动激光陀螺惯导的小型化、集成化和高精度奠定了基础,已在多个项目中获得工程应用,具有较高实用价值。     

运动捕捉技术及其应用研究综述

运动捕捉技术能够测量、跟踪和记录物体在三维空间中的运动轨迹,在许多研究领域得到了广泛的应用。介绍了运动捕捉技术的发展历程,概括总结了目前常用的五种运动捕捉系统的组成及优缺点,对采用运动捕捉技术进行应用研究的相关成果进行了收集、分类和整理,从非物质文化遗产的数字化保护、模拟训练与教学、影视和游戏动画制作、人体姿态研究、人机工程学研究等方面对这些成果作了系统综述。在分析总结已有研究成果的基础上,提出可将该技术应用于一些新的研究项目。     

基于PWM技术的光纤陀螺光源控制系统设计

为满足工程中对光纤陀螺光源控制电路的低功耗、小型化设计需求,设计了一种基于脉冲宽度调制(PWM)技术的光源控制系统。实验表明,该控制系统体积小,功耗低,最大电源效率可达91.4%,全温温控精度可达0.01℃,同时操作灵活,可扩展性强,具有良好的实用价值。     

具有快速脉冲沿的脉冲电流发生器的设计

设计了一种具有快速上升时间和下降时间的大电流脉冲发生器.采用高速精密运放控制恒流源模块,通过对运放相位和负载的补偿消除了脉冲上升沿和下降沿的过冲和振铃现象.同时由大功率MOS管构成的恒流源电路保证输出脉冲顶部纹波小,输出脉冲波形近似矩形,从而使输出脉冲能量值与设定值偏差小,减小了测试测量误差.该脉冲电流发生器输出电流幅度在0.10～9.99 A的范围内可调,脉冲宽度在0.10～200.00 ms的范围内可调,被测负载可在0～10 Ω之间.设计输出范围内脉冲上升时间和下降时间均小于10μs,输出电流脉冲幅度误差小于±1％.     

Study of the influence of fringe edge on MEMS capacitive accelerometers self-calibration

This paper is the follow-up of the research we conduct to improve the self-calibration precision of high-precision MEMS capacitive accelerometers. In the previous published study, we have analyzed the influence of DRIE fabrication error on the dynamic self-calibration. In this paper, the influence of fringe effect on the self-calibration is discussed in order to improve the self-calibration precision further more, and the results has proved the feasibility of this self-calibration technique. Aimed at the capacitive accelerometer in this paper, the self-calibration error is only 0.18 % in closed-loop circuit, which is approach to the absolute calibration error of laser interferometer (0.5–1 %), which can satisfy the demand of high-precision sensors. In open-loop circuit, the fringe effect influences the self-calibration obviously and the error reaches 24.2 %, but it can be reduced to 1.49 % by correcting the actuation voltage. The method proposed in this paper may be used to develop full-automatic self-calibration system integrated on circuit board in the future.