基于FPGA的路灯控制系统

FPGA兼容了PLD和通用门阵列的优点,可实现较大规模的电路,编程也很灵活.本设计是要基于FPGA实现一个模拟路灯控制系统,整个路灯控制系统设计分为数字电路部分和模拟电路部分.通过对所设计的程序进行编译和仿真,在FPGA上下载验证,系统能够完成按时开关灯,同时可根据路上光线明亮程度和移动物体状况控制路灯开关的功能.当路灯出现故障时,系统还会发出故障报警并显示故障路灯的编号.     

自动调平仪的检测控制系统

介绍了采用红外检测位置信号，具有逻辑判断功能，集信号处理与驱动控制于一体的控制仪器。它不仅适用于高温蠕变持久试验机的调平控制，还可用作远距离检测移动物体，产品计数，以及其它要求三态控制的过程中。     

用于流式细胞仪的数据采集系统设计与实现

针对流式细胞仪的应用需求,设计了一种基于 ADS5560模数转换芯片的多通道高速高精度同步数据采集系统。该系统以CDCE18005时钟芯片为采集信号发生器,以 MSP430单片机为系统控制核心。依据系统的工作模式,设计了系统的硬件架构以及相关的电子电路,并讨论了系统中芯片的配置方法。通过实验验证,在30 MHz 的采样频率下,系统8个同步采集通道间最大延迟2.8 ns,各通道采样有效位数(ENOB)可达13.86位。     

基于ARM和FPGA的红外热像仪系统设计与研究

红外热成像技术是一种探测与识别目标温度的重要手段。由于目前红外热像仪均采用红外焦平面传感器作为成像核心部件,其成本极其高昂且工作独立性差。针对上述问题,采用阵列式红外传感器作为核心部件,以ARM作为计算协处理单元,以FPGA作为图像核心处理单元,通过设计基于温度值的灰度图像生成与增强算法,在保证实现系统功能的同时降低了系统的复杂度和成本。实验结果表明系统测温精度可达0.1℃,刷新帧率稳定在30Hz,验证了算法的有效性和系统设计的合理性。     

基于FPGA和状态机的USB接口在流式细胞仪的应用

为了满足流式细胞仪中数据高速传输的要求,设计了一种基于USB接口和FPGA主控的高速数据采集系统.在这个系统中,USB工作于Slave FIFO模式下,FPGA负责解析和实现各种命令,并实现数据处理和数据传输.为了保证仪器数据的高速、准确传输,系统采用了基于有限状态机的控制算法.从仿真和实验两个角度,验证了系统控制和数据传输的准确、稳定,并且从FPGA上传数据的速度能达到24 MB/s以上,为要求高速、高通量的分析仪器的数据传输提供了一种可行方案.     

基于FPGA的新型脉冲电源控制系统

本文介绍一种以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为核心，用VHDL语言来实现的新型高性能脉冲电源控制系统。     

一种舵机控制系统设计

舵系统是现代武器(如炸弹)关键系统之一。根据舵机控制系统需求,提出一种以单片FPGA为核心的全数字电动舵机控制系统的设计方案,详细介绍了该方案的系统组成、工作原理、硬件设计和软件设计。试验和应用结果表明,该舵机控制系统设计合理可行。     

基于FPGA的多通道伺服电机控制系统设计

针对大规模电机集群控制系统的控制难点,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)的多通道的伺服电机控制方案。首先,采用纯硬件逻辑部署用户数据报协议(user datagram protocol, UDP),使FPGA与上位机的实时交互;其次,针对特定的直线运动场合设计出一种双闭环PID控制策略,并在单片FPGA中集成多路伺服驱动控制模块,构建了多路伺服电机驱动控制系统;最后,搭建四路硬件测试平台,并进行实验验证。实验结果表明,到位误差小于0.42 mm,位置阶跃响应曲线平滑,速度阶跃响应超调量小于13%,稳定时间小于0.7 s,实现了快速响应和稳定调速,该系统有望在集群控制中得到广泛应用。     

永磁同步电动机控制系统的FPGA设计实现

介绍一种利用FPGA实现的高性能永磁同步电动机矢量控制系统。在分析了永磁同步电动机的数学模型和空间矢量控制方案的基础上,采用分模块化设计思想设计了基于FPGA的永磁同步电动机控制系统。使用VHDL硬件描述语言构建了永磁同步电动机矢量控制系统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)、编码器解码模块、PI调节器模块、角度计算模块等硬件逻辑电路。最后在Altera cyclone 4CE115 FPGA中,结合电机功率驱动板和永磁同步电动机对系统整体进行了实验验证。     

手持式光时域反射仪的设计与应用

光缆故障自动监测系统的主要设备是光时域反射仪(OTDR)。文章介绍了OTDR的工作原理和关键参数,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的手持式动态的OTDR系统,并详细论述了OTDR各功能模块的结构特点和设计原理。该系统与已有平台之间的数据传输通过PCI总线进行。文章最后通过对OTDR的动态范围和事件盲区2个系统指标进行实际测试,并对事件点的衰减和损耗计算进行了分析,对电力光通信网络的维护和检修有一定的参考价值。     

基于FPGA的动植物倍性分析检测系统

针对动植物细胞倍性检测的需求,介绍了一种基于流式细胞术（flow cytometry,FCM）原理的动植物倍性检测系统.该系统以EP1C6Q240C8N现场可编程门阵列芯片（FPGA）为控制核心,整体设计包括光路模块、液流模块、信号采集模块、微处理器控制模块、显示模块以及数据处理软件.系统检测标准微球变异系数值cv=2.67,鸡血红细胞cv=7.55.系统重复性测试中标准微球cv相对标准偏差为2.9％、平均荧光强度相对标准偏差为0.73％,实验表明系统性能稳定.该系统在动植物倍性育种中具有广泛的应用前景.     

基于FPGA的交通信号控制器的设计

为了克服交通信号灯控制系统传统设计方法的弊端,更加适应城镇交通现状,利用VHDL语言、采用层次化混合输入方式,设计了包含左转指示灯在内的具有4种信号灯和倒计时显示器的交通信号灯控制系统,在QuartusⅡ下进行仿真,并下载到FPGA中制作成实际的硬件电路进行了模拟运行.使用该方法设计的交通灯控制系统电路简单、运行可靠、易于实现,可实现对交通信号的控制和显示功能.     

一种基于FPGA的三坐标测量机电机控制系统

本文介绍了一种基于FPGA的三坐标测量机电机控制系统。为了保证三坐标测量机电机运行,需要有一个能够连接上位机与驱动器的运动控制电路。这个电路需要实现对上位机命令和驱动器反馈信号的处理,并且能够处理一些突发事件,保证三坐标测量机的安全运行。本文重点分析了基于FPGA的三坐标测量机的电机控制电路的实现。本系统实现了用脉冲控制电机运行,精度较高,实现了对电机运行状态的监测,并且在限位信号发出后,电机能够及时停止,防止出现危险,安全性较高,适用于三坐标测量机的电机运行控制。     

基于FPGA的惯性导航系统设计

本文采用FPGA开发了一种嵌入式低成本的惯性导航系统,通过对硬件结构的描述分析了系统中各个电路模块的功能,给出了各个模块的实现方法.结合惯性器件的接口方式,给出了FPGA接口的实现方法,实现了NIOS2集成开发环境下获取惯性器件的C程序.最后,实验证明本方案可行.     

基于现场可编程门阵列的电能质量监测系统设计

提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的电能质量监测系统的设计方案。系统以FPGA为核心处理芯片,配以少量外围器件即可实现电压﹑电流﹑功率﹑频率等常规量监测,稳态谐波分析和电压上凸、下凹捕捉等功能,而且可以与上位机通信。与使用单片机进行电能质量监测相比,具有可靠性高、通用性好、成本低等优点。对设计进行了整体编译、综合与优化,将得到的配置数据下载到FPGA中,通过SignalTapⅡ逻辑分析仪对设计进行了验证。在实验室条件下,对频率、有效值和功率的监测结果表明,该监测系统能够满足电能质量监测的要求。     

基于FPGA的相机图像转接测试系统设计

研究并设计了一种相机图像转接测试系统,将卫星相机视频电子系统输出的串行数传数据进行格式转换并成像,同时能够模拟相机管理控制器功能对相机电子系统中信息处理器进行遥测遥控。相机图像转接系统以 FPGA作为逻辑控制的核心,通过CamLink接口与上位机进行图像数据传输并实时成像,采用 RS232接口接收上位机指令模拟遥测遥控,文中详细介绍了系统组成和 FPGA模块化设计方法,并于硬件电路上进行验证。实测结果表明,以本文方法设计和实现的相机图像转接测试系统成像结果准确无误,能够完整模拟相机管理控制器的遥测遥控功能,实现了多种成像模式的切换,为相机系统研制有很大的促进作用。     

基于FPGA的CELLPACK信号采集系统设计

为实现CELLPACK信号的实时处理,通过对相关采集系统对比分析,设计了基于FPGA的CELLPACK信号采集系统。在该数据采集系统中,以现场可编程逻辑门阵列（FPGA）控制芯片为核心,由12bit的串行ADC对CELLPACK信号进行采样,FPGA实现的系统接收采样信号并实现实时串并转换、滤波及脉冲甄别等信号处理操作,然后将有效数据同时写入异步FIFO和SDRAM供微控制器（MCU）通过异步总线接口进行读取,从而计算出CELLPACK中的血球细胞密度。该系统已成功应用于某血细胞分析仪的产品生产中,能有效地实现信号的采集处理及存储功能。     

基于FPGA的惯性平台嵌入式调平系统设计

嵌入式调平系统是惯性平台“三自(自主功能检测、自主误差标定、自主初始对准)”技术发展首先要解决的问题.在深入研究了某型号惯性平台调平原理的基础上,设计了1套全新的嵌入式调平系统.该系统主要是通过AD650采集失调电压信号,然后送入FPGA进行分析处理,最后通过施矩施矩电路的工作来实现惯性平台的调平.实验表明此系统不仅能...     

Xilinx FPGA system generator在伺服电机控制中的应用

为了避免编写FPGA语言HDL代码的烦琐性,借助于Simulink集成工具箱中Xilinx系列FPGA独有的System Generator模块,围绕3种伺服电机控制应用进行了仿真和实验研究。首先,根据3种伺服电机控制所需PWM信号波形,利用System Generator建立Simulink仿真框图;其次,在Simulink仿真结果正确的基础上生成HDL代码;然后,利用ISE的仿真配套软件ModelSim对HDL代码仿真测试;最后,在ModelSim仿真结果正确的基础上将代码载入FPGA硬件,并利用ChipScope Pro对PWM信号进行实验测试。实验结果与仿真结果的吻合,表明此方法简单易行,具有一定的实际应用价值。     

基于FPGA的函数发生器

介绍了基于FPGA的函数发生器的设计、实验和测试。系统运用了基于嵌入式处理器的SOPC技术,以ALTERA公司的CycloneⅡ系列FPGA为平台,将微处理器、总线、数字频率合成器、存储器和I/O接口等部件集成在一片FPGA上,实现了50Hz到10MHz频率范围正弦信号的输出,扩展了AM、FM、FSK、ASK等多种信号调制功能。输出级采用AD811的功率放大器以提高负载能力,50Ω负载下输出峰-峰值0～6V可调。