基于STM32等精度测频的光信号检测装置设计与验证

基于STM32采用等精度测频方法设计了一种可用于光信号检测的装置。该装置由供电模块、光转频模块、频率测量模块和数据显示模块组成,其中,被测光信号在光转频模块中通过硅光电二极管S1226-8BK转成微弱电信号,经放大和滤波处理后输入AD650转换成频率信号。频率测量模块使用ARM Cortex-M3内核STM32F103RBT6作为处理器,结合一个D触发器,对光转频模块输出的频率信号进行等精度测频,测得的数据发送到上位机显示。实验结果表明,本装置测得的频率信号均与光功率之间成很好的线性关系,与示波器测量结果亦相吻合,证明了本装置可对光信号进行准确检测。相对于常用的频率测量法,本装置具有测量误差小的优点。     

FPGA与ARM的GPMC总线通信接口设计

为满足数据快速、稳定的传输,同时简化硬件设计,增强设计的灵活性,本文提出了一种利用A RM自身带有的GPMC总线作为ARM与FPGA数据传输的接口方案,并详细介绍了GPMC接口原理及FPGA内部GPMC接口时序的实现.首先,FPGA内部要实现ARM处理器的GPMC接口的读写时序,从而完成ARM与FPGA的通信.其次,FPGA完成对高速信号的采集以及存储,当存储到一定量时,FPGA中断ARM处理器进行数据的读取.仿真结果表明,与以往接口相比,该接口能完成高速信号的稳定传输.     

基于USB的多路数据采集器

提出了一种基于USB的多路数据采集系统的设计方法。该系统利用ARM＋FPGA＋AD7656的系统组合实现16路通道信号同步采样,其中FPGA完成对A／D转换的逻辑控制,使用ARM7处理器对A／D转换数据进行处理,再通过USB接口与计算机进行数据通信。测试结果表明,基于FPGA与ARM的多通道数据采集系统结构简单盛制方便...     

基于FPGA与ARM的多路时序控制系统设计与实现

介绍了基于FPGA与ARM7的多通道、多时间范围的同步时序控制系统,采用FPGA实现20路高精度的信号延时输出控制,通过ARM7的数据总线接口实现了ARM与FPGA的数据交互;重点介绍了系统的硬件电路设计、ARM与FPGA总线的设计和FPGA内部程序模块的设计;各通道的输出信号类型与延时时间等参数均可以通过人机接口现场配置,也可以通过上位机软件来配置;该设计可以保证各通道信号通过外触发信号为基准来进行延时输出,系统的延时时间精度小于2μs;ARM7处理器芯片采用PHILIPS公司的LPC2214,FPGA采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240;采用硬件描述语言Verilog HDL来设计延时模块,延时精度达到1μs;该系统在靶场测试中验证了其正确性和有效性。     

一种高精度测量频率的方法

本文分析了频率测量中产生误差的原因;介绍了一种使计数计时在测量过程的起始和终 止点上实现完全同步的测频方法.该法能大幅度减小测量误差,其精度高于0.01%.     

铯光泵磁力仪测频方法的研究和实现

铯光泵磁力仪需要通过测量磁共振频率换算得到被测磁场值。以全同步测频方法为基础,提出一种改进的测频方法,并进行了误差分析。通过判断连续两次测量中的被测信号周期个数是否一致对计数值进行处理,二者一致时进行频率换算,否则计数值被丢弃。通过该方法可以将最大误差减小到原来的一半。设计了基于FPGA的测频系统,对改进的方法进行验证,结果表明,改进后方法的误差明显下降,证实了改进方法的有效性。被测频率换算成对应磁场值,改进方法的测频的绝对精度满足设计要求。     

等精度频率计的FPGA设计

针对传统频率测量法不能满足等精度要求的缺点,提出一种等精度频率计的FPGA设计方法。设计系统各模块均由Altera公司的FPGA芯片EP2C35F672C8实现。试验结果表明,该系统可以实现在整个频率范围内测量精度一致,测量误差小,达到了等精度测量的要求。     

移频电路分析系统设计

介绍了基于dsPIC的测试系统结构,以及对移频信号进行测试的原理和算法.采用同时从时域和频域两个分析域着手的方法,避开利用频谱幅值求取频偏进而获得边频,而在时域中求取边频;在频域中运用频谱细化技术,提高了运算处理的速度以及频率测试精度,并给出了简洁实用的算法.试验结果表明,该方法能够对移频信号进行准确快速的测量.     

多频率激励生物电阻抗测量方法的研究

生物电阻抗是生物组织的一个重要电参数,对生物电阻抗的测量与分析在生物医学工程上有着重要的研究和应用价值;采用四电极测量法,设计了一种多频激励的生物电阻抗测量系统,利用AFE4300产生16-128 kHz激励信号源,并将此激励信号施加于待测生物组织上,通过IQ解调,得出待测电阻抗的模值和相角;当激励信号为128 kHz时,系统模值测量误差最大,最大测量误差为2.07%,且随着激励频率的增加,模值和相角的测量误差呈逆向变化趋势,在不同的应用场合,选择不同的激励频率可以提高生物电阻抗的测量精度。     

基于ARM与FPGA的气象微波辐射计测控系统设计

针对中小尺度气象预测对微波辐射计的应用需求,提出一种气象微波辐射计数据测量与控制系统。该系统以STM32F4系列的ARM处理器为核心,以Altera Cyclone IV E系列的FPGA为辅助。通过设计系统整体结构、ARM处理器与FPGA芯片的外围电路以及相应的嵌入式软件,实现数据采集、上下位机通信、电压检测等功能。为提高后续的反演精度与时间分辨率,将FPGA与ARM处理器相结合,以同步采集接收机16通道的电压输出。实验结果表明,该系统能够对天线、噪声源状态、恒温开关等进行精确控制,且实时性较好。     

WinCE 下ARM+FPGA 系统

ARM嵌入式单片机和FPGA逻辑电路组成的系统平台是实现仪器仪表便携式、智能化发展的重要方法。系统设计的核心为ARM对FPGA进行管理控制。通过分析ARM的外围总线和与GPIO研究,设计出FPGA通过数据总线交换数据、GPIO完成状态传递的直接连接方式,有效利用了ARM处理器的地址资源,简化了接口电路;通过研究Windows CE系统驱动程序原理和编程,设计了简化的Windows CE对数据总线和GPIO驱动过程,节省了系统资源,完成了ARM+FPG A系统的多通道数据采集系统应用开发。     

基于FPGA与FSM的高精度测角系统设计与实现

介绍了一种基于有限状态机(FSM)的高精度角度测量系统。该系统采用Renishaw高精度增量式光电编码器作为位置传感器来测量角度,在FPGA上用VHDL语言描述与仿真有限状态机,实现信号滤波与去抖,从而保证了计数器计数的正确性。在ARM9处理器上实现角度的实时计算,并控制转台旋转。在激光跟踪测量系统的工程应用中验证了该系统的正确性和有效性。     

基于Zynq的图像角点及边缘检测系统的设计与实现

以Zynq芯片为基础,采用软硬件协同设计的方法设计并实现整个系统。Zynq芯片内部采用ARM+FPGA的异构架构,既具备ARM处理器的灵活性,又拥有FPGA并行处理的能力。本系统的设计充分发挥了Zynq芯片的优势,在软硬件划分上, 通过ARM处理器来实现图像的采集;图像角点及边缘检测用FPGA来完成,即通过硬件加速提升系统的整体性能。ARM处理器与FPGA通过AXI4总线进行数据交互,在Zynq上实现集图像采集、图像特征提取、图像显示为一体的片上系统。最终系统测试结果表明,采用硬件加速实现图像特征提取的相关算法比在ARM处理器软件上实现的算法的速度提高了6～8倍。     

ARM与神经网络处理器的通信方案设计

基于ARM芯片和FPGA的特点,设计了一种ARM与FPGA人工神经网络处理器之间的通信方案。该方案采用ARM的ZDMA控制器对数据传输进行控制,完成ARM与神经网络处理器的控制寄存器组、分布式存储器、样本存储器等存储体的数据交换。     

一种FPGA高速访问USB设备的设计方案

针对FPGA访问USB设备存在传输速率低、资源消耗大、开发复杂的缺点,提出了一种将ARM处理器与FPGA相结合实现高速访问USB设备的方案。该方案利用ARM处理器的USB Host读取USB设备数据并缓存于高速内存,采用乒乓机制通过SRAM接口将数据传给FPGA。经测试,数据传输速率可以达到48Mbps。该方案具有开发难度小,资源占用率低和传输速率高的特点,适合于FPGA高速读取大量外部数据。     

基于ARM-FPGA的NURBS插补嵌入式平台研究

针对非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲线高速高精加工过程中计算负载高的问题,提出基于ARM-FPGA嵌入式技术的NURBS曲线插补硬件平台,对硬件平台结构进行了设计,利用读写下降沿同步信号解决ARM与FPGA跨时钟域总线传输问题,自主开发了ARM-FPGA嵌入式硬件平台。该平台结构具有小型化、智能化特点,在硬件平台上经实际测试表明,ARM与FPGA之间数据传输稳定可靠,能有效降低单一处理器的计算负载。     

直升机发动机超转实验系统的测频设计

本文采用FPGA技术测量直升机发动机转速,介绍了双通道等精度测频的原理,设计了信号调理电路,并在FPGA上设计了Verilog代码,在实际应用中测量直升机发动机转速表现了良好的系统实时性能。