基于FPGA的UART模块的设计

为了实现计算机与基于FPGA图像处理系统的数据通信,这里用FPGA设计了一款简易通用异步收发器(UART)模块.UART的主要功能是实现数据处理模块与RS 232串行数据接口之间的数据转换,即将送过来的并行数据转换为输出的串行数据流,由数据处理模块传送给计算机,还可以将串行数据转换为并行数据,供数据处理模块使用.为了简化电路设计,减少电路面积,这里省略了UART系统中的奇偶检验模块.     

基于PIC的矿用瓦斯报警器设计

以PIC单片机为控制核心,以传感器技术和A/D转换技术作为系统设计基础,实现对矿井瓦斯气体浓度的实时监测和报警。设计采用稳压降压芯片LM2937,PAM3115Z为系统各部分提供可靠电压源,通过气体传感器KGS-20实时检测矿井中瓦斯气体的浓度,并将监测到的浓度值由PIC16F688单片机进行A/D转换和处理,若浓度超标,则由报警电路发出相应的报警信号。经过对相关的电路参考和改进,设计出了系统硬件电路,并给出相关测试结果,该系统硬件电路简单稳定,控制可靠,并且在电路中设计了一些扩展功能端口,有不错的功能延拓性,模块体积小,易于携带及安装使用,实用性较强。     

基于FPGA的数字电压表的设计

采用EDA(电子设计自动化)技术和FPGA(现场可编程门阵列)芯片设计数字电压表。整个设计采用VHDL,由ADC0809转换控制模块、数据转换模块、译码模块组成。并在MAX PLUSⅡ下进行软件编程实现正确的工作时序后,将编译结果下载到FPGA芯片上生成SoC(片上系统)。     

基于FPGA与单片机的等精度频率计的设计

根据等精度测量原理,设计了一种基于FPGA和单片机的等精度频率计。系统主要包括信号预处理电路、单片机控制电路、FPGA测频电路和显示电路等。被测频率信号和标准频率信号经过整形放大处理后输入FPGA．单片机控制FPGA对两路信号进行计数并读取测频数据,单片机将读取的测频数据经过运算处理后显示。测试结果表明,该频率计实现了整个频率测量范围内的测量精度相等,测量精度高,稳定性好。     

基于FPGA的通用PCM接收解码电路的设计

为了准确接收提取某遥测系统的PCM数据,设计了基于FPGA的通用PCM接收解码电路,该电路通过基于锁相环的位同步器实现不同码率的PCM数据流接收,通过三态搜索理论的帧同步器可判别不同帧结构数据,码型转换模块识别并转换NRZ-L/M/S、BiФ-L/M/S 6种码型,最后电路将解调出的数据通过USB接口传送至计算机进行存储、显示和处理。该电路可识别码型不同、码速率不同以及帧同步码组不同的PCM数据流,兼有单端和差分输入接口,在遥测领域具有很强的通用性。     

以FPGA为核心的液晶显示电路设计与实现

介绍了采用大规模可编程逻辑器件(FPGA)设计与实现液晶显示电路的一种新的方法。设计了以FPGA为核心的液晶显示、控制硬件电路和基于硬件描述语言(VHDL)的各功能模块,相应地设计了外围驱动电路;通过对驱动电路的分析,设计了时钟模块、串行接口电路、内部RAM块、读写电路以及时序产生电路,并将多个模块集成在一片FPGA芯片上,实现了80×64点阵液晶屏的实时显示。通过扩展外部的行、列驱动器和利用FPGA的快速定制性,可方便地实现更多像素点的液晶显示,增强了系统的灵活性。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计

设计了一种以FPGA为主要控制芯片并通过串口与PC机进行数据通信的高速数据采集系统。FPGA内各个逻辑模块利用Verilog HDL语言进行设计,通过各功能模块分别实现高速模数转换芯片控制、数据采集处理以及与PC机之间的数据通信。系统发挥FPGA的并行数据处理能力,较传统以DSP和单片机为主要处理芯片的数据采集系统更能满足高速度、高稳定性、高实时性等要求。     

基于FPGA与ARM的遥测数据网络化采集

现有的遥测接收机为PCI接口,需安装在工控机上使用,为实现设备小型化、便携化,设计实现了小型网络接口遥测解调模块,可配合带有网口的计算机使用。采用FPGA进行遥测数据的帧同步与IRIG-B时码解调,将接收到的遥测数据添加时码后发送给ARM处理器中的Linux系统,并编写Linux 2.6下的FPGA驱动程序,实现FPGA数据的读取,然后通过网卡以TCP/IP格式发给主机,主机实现数据存储与显示。     

基于FPGA的激光通信数据模拟器

随着空间激光通信技术的发展,作为空间激光通信系统检测的必备辅助工具之一激光通信数据模拟器也开始受到人们关注。笔者基于FPGA开发平台,以FPGA为控制核心,由PC机通过RS422通信模块控制系统工作状态,采用RockI/O硬核产生1.6 Gb/s的高速激光数据,采用FPGA对数据发生器产生的数据进行CRC编码和8B/10B编码,经过并串转换后模拟输出100 Mb/s的中速激光数据,最后采用光电转换模块将其转换为激光信号在空间传播,激光通信接收端经过光电转换,串并转换等数据处理,同时将接收数据转发给PC机进行存储分析,完成激光通信的测试。     

故障信号检测虚拟示波器数据采集系统设计

为了获取虚拟示波器故障信号数据,设计一种故障信号检测虚拟示波器的数据采集系统,该系统主要由衰减保护控制电路、信号调理电路、A/D转换、数据缓存和单片机5部分组成。通过减少信号调理电路使输入信号和A/D模块满量程值之间的差异达到理想的精确度。利用单片机ATmega32和AD574组成的A/D转换电路对数据进行转换和采集。在系统的输入端设计比例衰减与过压保护电路,避免因电压幅值过大造成芯片损坏。软件设计中,详细分析A/D采集的主程序及相关实现代码。实验结果表明,所提系统采集精度高,所需时间短,具有很高的采集性能。     

基于FPGA的LED显示屏控制系统设计

介绍了一种基于FPGA的LED显示屏控制系统的设计方法,系统由一片FPGA芯片、LED显示及接口驱动电路模块组成。采用Altera公司的EP2C35F672C8FPGA芯片并使用NiosⅡ软核微处理器。PC上位机与FPGA核心板采用RS232串口通信和JTAG下载线。FPGA核心板的输出通过显示驱动模块点亮LED点阵。串口通信电路接口电路采用MAX232芯片。驱动电路使用4片74HC595移位寄存器。与传统的单片机控制LED显示系统相比,本系统具有外围电路简单、升级容易、稳定性好的优点。     

基于MSP430F148的土基智能测斜仪

设计了一种基于MSP430单片机的土基智能测斜仪.以MSP430F148单片机为核心,结合加速度传感器,通过扩展一定的外围电路对土基位移测量系统进行设计.利用单片机内置的定时器和A/D模块控制采样频率并进行模数转换,提高了CPU的利用率,减少了外围电路的设计.在此基础上编写了相应的信号采集、A/D转换和异步串行通信等下位机程序.采用Delphi语言编写上位机软件,实现了对土基位移数据的采集、处理、打印等功能.通过实验表明:该系统精度达0.01°,最小分辨率为1.5"(±15°),最小位移量为±0.01mm.     

一种适用于FPGA系统中的变速箱电路设计

设计了一种新型变速箱电路,变速箱两边采用同一时钟,不需要额外的时钟输入,使用计数器来控制位宽转变的整个过程,并产生标志位来控制变速箱数据的输入和输出。在不改变数据传输波特率的情况下,解决在传输过程中数据的重复或丢失问题,实现两边不同数据位宽的正确转换。电路适用于在FPGA系统中,模块之间或者各IP之间的数据位宽不匹配的情况下调整模块之间的数据位宽,从而实现各内部模块之间的数据位宽匹配。仿真结果表明,以66位数据转64位数据为例,在不影响有效数据传输速率的情况下,可以在32个时钟周期内完成数据的无损转换。     

多串口并行通信数据传输系统设计

传统多串口并行通信数据传输系统无法自主获取串口号,需手动选择再打开串口,需要使用者事先了解接口编码,这无形增加了系统的工作时间。为此,设计一种基于FPGA的多串口并行通信数据传输系统,该系统中的串口数据接收模块采集多串口数据,并通过控制寄存器达到控制通信数据波特率的目的。系统利用NiosⅡ处理器使8种信道共同进行传输工作,其将数据传输到并串转换模块。并串转换模块对输出的8位并行数据添加通道标识、并串转换处理,再将处理后的并行数据传递到串口输出选择模块中。依据数据脉冲上升沿设计串口输出选择模块,该模块通过多路分配器将有数据通道的数据串行逐位送出。系统在软件中进行了传输设计、NiosⅡ处理器流程设计以及通信设备类的设计与封装。实验结果表明,所设计系统在FPGA上正确实现了8个串口数据的传输,并且具有较高的数据接收成功率。     

基于FPGA的数字磁通门传感器系统设计和实现

针对传统磁通门信号处理电路中模拟元件的缺点,设计一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字磁通门系统。整个系统采用闭环结构,由激励产生模块、信号处理模块和负反馈模块组成。外围模拟电路用高速D/A、A/D芯片取代,有利于系统温度稳定性的提到。FPGA内的数字逻辑实现了磁通门信号解算、激励正弦信号发生、D/A、A/D输入/输出串并转换的功能,首先用硬件描述语言（HDL）设计并仿真,然后下载、配置到FPGA中,调试完成后进行实验,通过实时处理双铁芯磁通门传感器探头输出信号对系统进行测试。实验结果证实了系统功能的正确性。闭环结构的采用提高了系统信号梯度线性度,与模拟系统相比,基于数字逻辑的设计温度性能更稳定,更易于小型化,可移植性更强。     

图像边缘检测系统的硬件设计

介绍了一种视频检测系统中图像边缘检测子系统的设计方案及其实现过程。选择Sobe!算子作为设计系统的核心算子。该系统采用Ahera公司的FPGA（现场可编程门阵列）芯片作为中央处理器,由帧数据接收模块、像素值串入并出模块、像素窗口刷新模块、数据处理模块及相关配置电路组成。像素窗口刷新模块本质为一个移位寄存器,用于实现像素处理窗口的更新,并将更新后的数据送入数据处理模块实现Sobel算法和整个图像边缘检测的过程。系统在QuartusII软件平台下开发,通过仿真证明符合设计要求,并被成功下载到Cyclone系列FPGA中。本系统还可应用在需要对图像进行高速处理的场合。     

基于单片机与ds18B20的GPRS测量报警系统

随着计算机技术的高速发展,单片机在仪器测试领域的应用越来越广泛。本文设计的温度检测系统采用AT89C51单片机作为控制中心,利用温度传感器ds18B20将温度转换成电信号,通过其内置转换芯片完成A/D转换,利用LM017液晶显示屏实现温度的显示。通过对显示数值的监控,并最终通过GPRS模块*自动对过高温度进行短信报警。仿真测试结果表明,该系统电路简单,工作稳定可靠。*注:目前该计划尚未加入GPRS模块。     

一种单片机双极模拟信号A/D转换的电路设计

实现 A/D转换通常需要使用A/D转换芯片,而单片机内置的A/D模块只能接收单极模拟信号。文中介绍了一种使Freescale单片机A/D转换模块能够接收双极型模拟信号的电路设计,文中电路采用对称设计,扩大了A/D转换的量程,提高了A/D转换的分辨率。     

基于FPGA和EPP的芯片测试电路设计

提出了一种基于FPGA和EPP并口的模数转换器芯片测试电路设计。通过FPGA实现了对待测试芯片的数据读出和控制,并将数据进行相关处理,再通过EPP并口模块与计算机系统连接,实现了待测试芯片与计算机的双向通信,其通信速率达到1.2MB/s。在介绍芯片测试电路各个模块电路的基础上,详细讲述了测试芯片所集成的2种模数转换器电路、信号处理电路以及EPP并口的功能及实现原理。本设计已经应用于实际的芯片测试系统中,其性能良好,工作稳定,达到了预期的设计目标。     

图像边缘检测Sobel算法的FPGA仿真与实现

针对目前数字图像处理速度不足的问题,提出一种使用硬件FPGA芯片实现Sobel边缘检测的方法.由于FPGA在并行结构和流水线结构具有天然优势,通过提高算法的并行性,可以大幅提高Sobel边缘检测速度.采用模块化方式构造了串/并转换模块、数据窗口生成模块和边缘检测模块,保证了系统的扩展性.使用Verilog HDL语言编写算法程序并成功进行了仿真和实现.