嵌入式系统网络接口模块设计及应用

本文介绍了一种基于TCP/IP协议的网络接口模块设计方法,可据此设计网络控制系统中的执行体与网络连接。文中采用嵌入式系统实现了TCP/IP协议,给出了硬件实现的电路原理图和软件编程的流程图,并详细介绍了软硬件实现中的关键技术。实际应用表明,采用文中方法设计的网络接口具有良好的网络通信性能,能够满足一般网络控制系统的要求。     

捷联惯导系统数据采集卡的设计

介绍了利用FPGA实现激光陀螺捷联惯导系统数据采集卡的设计。采集电路是激光陀螺捷联惯导系统中非常重要的组成部分,在深入分析激光陀螺和加速度计的输出信号的基础上,完成了基于FPGA的数据采集电路的设计,使用IP核来实现数字滤波模块,通过实验表明,该采集卡计数实时而准确,滤波效果达到设计要求,采用FPGA大大简化了装置,提高了系统的简易性和配置的灵活性。     

嵌入式以太网接口的研究与实现

结合目前以太网技术在嵌入式领域中的应用,提出了基于单片机C8051F020和以太网控制器CP2200的嵌入式以太网接口设计方案,采用适用于CP220X系列以太网控制器的TCP/IP协议栈,实现接口以太网通信.文中阐述了设计思想和接口电路的设计,重点对设计中的关键性问题:单片机看门狗定时寄存器的设置,接口电路的复位时序,网络数据的传输以及以太网的实时性作了详细的探讨和分析.该设计实现的接口电路硬件少,可在系统编程,通用性强,可以根据应用环境的需要,接入到各种嵌入式设备.     

一种新的基于特征值法的六端口自校准方法研究

为避免传统NBS自校准算法中存在的迭代和不收敛问题,提出了一种基于矩阵特征值理论的微波六端口自校准方法,该方法只需对校准模型进行简单矩阵变化即可求得自校准矩阵,便于实现,同时计算结果准确可靠;依据该方法,采用微带电路分别设计制作了六端口电路和自校准件,并搭建了微波六端口法相位测量系统,系统测量结果表明,该自校准方法可有效修正六端口电路的非理想性,提高六端口电路的相位测量准确度。修正之后的六端口相位测量系统在0°~180°测量范围内,相位测量误差小于1.6°,并具有结构紧凑、稳定性高的特点,可广泛应用于各类接收机及频率、相位测量系统中,具有较强的推广意义。     

一种铂电阻温度传感器的优化设计

基于航天工业中温度信号的测量,研制了一种高测量精度的铂电阻温度传感器。设计采用恒流源微电流驱动三线制铂电阻经不平衡电桥获得理想电压,实现了去除自身线阻和减小自热效应;提高了测量精度。通过差分放大电路、反馈电路和压控电压源二阶低通滤波电路有效地改善了铂电阻的线性度,减小外界干扰信号对测量系统的影响。测量结果表明,在-40~60℃的变温环境中测量-20~450℃温度误差小于0.5℃。     

一种可同时兼容四/五线制LVDT传感器调理电路设计

文中提出了一种可兼容四/五线制LVDT传感器信号调理电路。该电路的优势是不需更改硬件可对四/五线制LVDT传感器信号进行调理,将LVDT传感器位移比率信息转换为直流电压的幅值,幅值与比率成正比。该电路基于某集成LVDT调理芯片实现,通过五线制接口调理电路、四/五线制接口切换电路实现四/五线制LVDT传感器的兼容设计。并使用LVDT仿真板卡搭建了试验平台,完成了对该电路的验证,结果表明输出电压与LVDT传感器位移具有较好的线性度,全量程最大误差为-0.3%,并且输出电压幅值可通过电阻R₇调节。     

KVM交换机的优化设计研究

KVM系统是指通过硬件设备连接被控制计算机的键盘、鼠标和显卡接口,利用一套键盘、鼠标和显示器控制多台计算机的系统.KVM交换机是KVM系统的关键部件.基于IP的KVM系统(KVM over IP)是新型的KVM产品,它将键盘、鼠标和显示适配器信号通过标准的TCP/IP传输,理论上无限扩展了控制的距离.文中研究了基于IP的KVM交换机的体系结构,设计了一款基于IP的KVM系统.     

基于Internet的低成本网络传感器节点的设计

在基于网络传感器的监测系统中,传感器节点的成本控制直接关系到整个系统方案的可行性.以嵌入式技术的成本优势和面向工业测控的Internet自定制技术为基础,论述了在普通8051单片机上实现针对网络传感器节点的自定制TCP/IP协议栈的具体方法,开发出了完整的利用Internet进行远程监测的低成本网络传感器节点原型,并且设计上位机远程客户端程序,进行了实际的远程数据通信测试,测试结果良好.该技术为构建基于网络传感器的大型远程监测系统提供了技术铺垫.     

基于HART协议的二线制智能阀门定位器

介绍了基于HART协议的二线制智能阀门定位器系统硬件、软件设计及HART通信．并重点讨论实现系统的低功耗设计措施。该系统可与智能现场设备或上位机进行双向通信，具有自诊断、远程参数设定等功能。     

基于回放技术的某控制板自动测试仪硬件设计

本文首先介绍了基于回放技术的某控制板计算机自动测试仪的硬件系统的组成和工作原理.在此基础上,给出了激励信号回放电路、多路信号切换及加载电路、电源保护电路、高低电平信号输出隔离电路和系统校准电路等关键电路的具体实现方法.接下来,给出了硬件设计中可靠性设计、可维修性设计和电磁兼容性设计的详细操作方法.最后,对设计基于回放技术的计算机自动测试系统给出了几点建议.本文的研究成果对设计基于回放技术的计算机自动测试系统,具有较高的参考价值.     

基于DSP的CAN总线与以太网互联系统研制

目前,实现由CAN总线设备构成的现场网络与由以太网构成的企业管理网络之间的信息共享已成为工业控制领域的趋势,所以本文介绍了一种基于TMS320F2812的CAN总线与以太网互联系统的设计方法,通过该系统可实现CAN总线与网的互连.本文给出了系统各组成部分的硬件及软件的设计与实现,并对互联的准确性、应用效果进行了验证和分析.控分采用TI公司的TMS320F2812,以太网接口模块控制芯片采用Reahek公司的RTL8019AS,CAN总线接口模块采用,TI公SN65HVIY230,硬件电路各模块的设计还包括存储器扩展、电源电路、复位电路、串口通信模块、JTAG仿真口模块等.本系件分三大模块:RTL8019AS驱动程序、TCP/IP协议移植、CAN通信程序.系统在测试中达到预期的效果.     

基于双闭环控制的单相PWM整流电路设计

PWM整流电路具有功率因数高、电流畸变小等优点,在电源系统中有着广阔的应用前景。文中设计了基于IGBT的单相PWM整流器,给出了系统整体设计方案和详细的设计过程,包括主电路、控制电路、驱动电路的设计。将设计的PWM整流电路在实验室进行了实验,结果表明所设计的基于IGBT的单相PWM整流电路的正确性和可行性。     

基矛NIOS Ⅱ的数据采集系统

NIOS Ⅱ是Altera公司推出的第二代IP软核处理器,它与其他IP核构成了SOPC系统的主要部分。用户可以通过自定义逻辑的方法在SOPC设计中添加自己开发的IP核,使设计简单高效。本文利用FPGA中内嵌的NIOS Ⅱ处理器设计了一种数据采集系统。通过FPGA内部自带的双口RAM IP核和乒乓操作,实现数据的缓存。利用NIOS Ⅱ嵌入式软核实现缓存数据的读取、存储和传输。缓存数据的读取采用自定义组件的方式实现。该系统避免了控制单元与时序单元的分立设计,简化了电路,增强了可靠性,具有较好的可移植性。经试验验证,该系统能够较好地实现数据的采集,运行效果良好。     

铁路自动闭塞方向电路过渡设计方案探讨

针对某铁路信号系统更新改造工程中遇到的二线制和四线制自动闭塞方向电路过渡需求,本文分析了二线制和四线制方向电路原理,提出了停用方向电路正常改方和辅助改方功能,但不停用监督区间和显示接发车方向状态功能的过渡方案,并设计了典型开通场景的过渡电路。所设计方案和电路在现场实施,应用效果较好,具有一定的借鉴和推广意义。     

基于IP核的电力系统监控装置SOC设计

介绍了一种基于IP核的电力系统监控装置,详细描述了该装置的IP核模块,并设计了基于FPGA的硬件仿真平台,验证了系统功能的正确性.提出了在硬件设计和IP核开发中所运用的关键技术.     

心脏起搏器无线能量传输装置的设计与研究

首先介绍了基于谐振磁耦合的心脏起搏器无线能量传输系统工作原理和电路补偿结构,然后建立了系统数学模型,推导了输出功率和耦合效率的数学公式,研制了心脏起搏器的谐振无线能量传输系统,包括选用集成电路芯片XKT-412与XKT-3168设计系统初级发射电路、次级接收电路,绕制初次级线圈,对补偿电容进行选型并进行负载匹配等。最后通过试验找出了系统最佳工作条件,实验结果显示当输入电压5V,传输距离10mm时,负载端电压为5.05V,输出功率0.543W,系统耦合效率可达43.41%,表明该设计是可行和有效的。     

铂电阻高精度温度测量系统设计

为了满足工业生产对温度测量的高精度要求,研制了一种恒流源微电流驱动四线制铂电阻Pt100的高精度温度测量系统.分析了引起系统测量误差的原因,给出了减少误差的方法;阐述了恒流源、仪用放大、抗混叠滤波、采样保持、A/D采样等主要电路的设计原理和参数选择准则;说明了测量系统的标定方法.该系统采用四线制铂电阻Pt100作为温度传感器,由恒流源微电流驱动产生电压,可以完全去除铂电阻自身的引线电阻、有效减少自热效应;通过仪用放大电路、抗混叠滤波电路和采集保持电路可以有效滤除采集信号中的干扰信号,降低外界干扰对测量系统的影响,增强测量系统稳定性、可靠性和准确性.测试结果表明,该系统性能稳定可靠,标定后测量误差小于±0.03℃.     

CO气体检测温度自补偿实现及硬件电路设计

提出了基于温度监测法的CO浓度检测软件自补偿方法；设计了检测系统的硬件电路，包括CO气体调理放大电路、STC12C5410AD单片机主控电路、LCD显示电路、温度测量及调理电路、PC机通信及程序下载电路；通过实验，得出了CO浓度测量系统的输入输出特性的线性拟合方程；通过CO测量系统的温度自补偿，误差为未补偿时的58．50％，提高了测量系统的温度稳定性，减小了温度变化带来的温度附加误差。     

基于FPGA的模块化机械手控制系统设计方法研究

本文提出一种基于FPGA的模块化机械手控制系统设计方法.利用FPGA的软核MicroBlaze的特性,使用XPS创建系统硬件和软件平台,构造各IP核.利用IP核可重复,可自定义,独立性强的特点,可根据不同工作要求,将相关模块从控制系统中添加或删除,增减机械手的功能.达到无需重新设计硬件系统,就可满足模块化设计要求,提高控制系统的开放性.     

自定制IP在SOPC系统中的实现及性能分析

SOPC（System On Programmable Chip）即可编程的片上系统。它的最主要的特点就是系统可剪并且可以挂接自定制IP，本文采取了直接驱动PLB总线和使用IPIF模块两种方法挂接自定制IP，在Xilinx公司的V2pro FPGA做了实现。并且对这两种方法做了对比和性能分析。