简易等效采样数字示波器设计

系统以C8051f020单片机和FPGA为控制核心,主要包括输入调理、跟踪触发、信号采集、数据处理等模块,含有四个扫描时基档,三个垂直灵敏度档,具有波形存储、回放显示和频率测量等功能。     

基于FPGA的高精度数字移相信号发生器的设计

以FPGA为核心,采用锁相技术、直接数字频率合成(DDS)技术产生两路频率相同而相位不同的移相信号。同时通过STC12LE5A60S2单片机控制,可任意设置两路信号的频率、相位差。输入和输出的波形参数可通过液晶12864显示。实验结果表明,系统输出的波形相移精度高、稳定性好,具有良好的实用性。     

一种特殊波形信号发生器

本设计是基于数字合成的方法,产生特定的波形信号。即先将所需产生特定波形信号的一个周期内的若干样点的二进制信息存储在储存器中,再通过硬件电路依次把二进制信息读取出来,通过DA转换得到特定波形信号。电路由输入模块、数据处理模块、输出模块、液晶显示模块组成。输入模块由矩阵按键和独立按键构成,控制输出波形信号的幅值和频率。STC12C5A60S2构成数据处理模块,根据输入指令产生相关特定波形信号。输出模块通过DAC8032将数字信号转换为特定波形信号并输出。LCD12864作为显示模块显示特定波形信号。     

基于FPGA的脉搏波速度测量系统设计

动脉脉搏波速度能够很好地反映动脉弹性,准确测量动脉脉搏波速度对预防和治疗心血管疾病有很大的帮助.设计了一种基于FPGA的脉搏波速度测量系统,系统由调理模块、AD采集模块、触摸屏控制显示模块组成.采用SOPC Builder配置FPGA内核,同步采集2路脉搏信号,计算脉搏波速并显示波形.实验结果表明:系统具有良好的人机交互界面,由该系统测得实验室一成员的脉搏波波速平均值为10.344 m/s,而且标准差小于0.5,稳定性很高.     

基于FPGA的简易双相信号发生器的设计

本系统是以 Altera Cyclone Ⅱ EP2C8Q208C8N为核心控制器,利用 FPGA 芯片完成了正弦波和方波信号的发生及其参数的调节功能.该系统主要由四个模块组成;电源模块、控制模块、D/A转换模块及滤波模块.控制部分用VHDL语言实现了一个直接数字频率合成技术(DDS)的信号发生器,该信号发生器在特定的频率范内可以两路输出正弦波、方波.这是一个频率、幅度和相位可控的简易双相信号发生器,并且可以实现波形输出选择等多种控制功能.     

基于FPGA的机载PWM信号转换器仿真与实现

无人机系统常采用脉冲宽度调制信号(PWM)控制舵机执行机构,在进行飞行控制系统闭环半物理仿真中,需要实时采集舵机控制信号作为无人机模型的控制输入,进而构成闭环仿真.提出并实现了一种以FPGA为核心的PWM信号转换器的设计,给出了PWM信号转换器各部分模块的详细设计,并用Verilog在FPGA中实现了其全部功能.在对FPGA设计的PWM信号转换器模块功能仿真和时序仿真正确后,下载到Altera开发板中进行验证.测试结果表明,利用FPGA设计的PWM信号转换器模块具有测量精度高、简单高效的特点,满足了实时仿真的要求.     

基于单片机和FPGA的电能质量监测装置的设计

设计并制作了一个以单片机C8051F020为核心,并结合FPGA及双路A/D数据采集模块的简易电能质量监测装置.输入信号经过信号变换与处理模块后,满足ADS7865的幅值要求.再利用FPGA设计四个双口RAM,同时采集并存储电压电流信号,且调用FPGA中的D触发器,用以判断电压电流信号的超前、滞后特性.然后通过MCU模块控制双路A/D对信号进行采样,读取双口RAM中数据并对其进行计算和处理,并将一系列测量参数显示在LCD显示屏上.     

基于FPGA多通道数据采集系统设计

以EP1K100系列FPGA为核心控制模块结合CS5101A模数转换芯片,实现了高精度数据采集系统,该系统能够完成40路最大采样频率100KHz、精度为12位有效数位的差分模拟信号采集,具有采集通道输入路径的自标定功能。介绍了该控制FPGA由顶至下模块化设计的具体实现方案,并给出其核心模块的状态跃迁图及时序仿真波形。     

RC网络阻抗测试仪

本次设计以STC89C52单片机为控制核心,研究RC网络在不同频率下的阻抗大小。该系统由正弦波产生模块,RC网络,阻抗模测量模块,阻抗角测量模块,控制模块,显示模块共六部分组成。标准输入正弦波信号由DDS模块(AD9850)产生,输入待测RC网络中,将输出信号通过I/V转换,再与输入信号进行幅度和相位的比较,从而确定被测网络的阻抗模和阻抗角,最后将结果送到LCD1602液晶上显示。     

基于PXI总线高速图像采集显示系统设计

为解决高速Camera Link数据视频图像信号的采集与显示问题,提出了以PXI系统为平台,利用FPGA强大的并行处理能力及内部丰富的块RAM资源,模块化设计PXI接口模块,Camera Link数据接收模块,SDRAM缓存模块及VGA显示控制模块,同时利用FPGA构造出相应的VGA时序信号,控制视频转换芯片ADV7123实现两路图像数据的图形显示的系统设计;试验结果表明,该系统可实现输入100 MB/s图像数据的实时显示,达到了预期的效果,具有一定的实用性和推广价值。     

SOPC中NiosⅡ的LCD显示驱动IP设计

针对SOPC Builder系统没有提供128064液晶模块驱动的问题,以CBG128064液晶模块为例,采用有限状态机,用Verilog HDL语言设计了显示驱动IP核,并构建了基于NiosⅡ嵌入式处理器的片上系统。通过把显示驱动IP核下载到Cyclone系列FPGA上,验证了该设计的可行性。     

基于NiosII的VGA图像控制器的研究与设计

VGA（视频图形阵列）作为一种标准的显示接口得到了广泛的应用。随着嵌入式系统的迅速发展,尤其是高速图像处理的发展,对实时图像处理进行显示有了更多的需要。本文依据VGA显示原理,“抛弃”VGA显示专用芯片,采用SOPC（可编程片上系统）技术,将Ni0SII32位处理器软核嵌入到FPGA（现场可编程门阵列）中。通过编写DMA控制模块和VGA显示控制模块,设计TVGA图像显示控制器。此方法构建的VGA显示系统体积小、功耗低、可靠性强。     

基于SOPC的指纹识别模块设计

随着EDA技术及微电子技术的飞速发展,现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,简称FPGA）的性能有了大幅度的提高。以Nios Ⅱ软核处理器为核心的SOPC（Systemon Programmable Chip）系统便是把嵌入式系统应用在FPGA上的典型例子,本文设计的指纹识别模块就是基于FPGA的Nios Ⅱ处理器为核心的SOPC设计。通过IP核技术和灵活的软硬件编程,实现Nios Ⅱ对FPGA外围器件的控制,利用SOPC Builder将Nios Ⅱ处理器、指纹读取接口UART、键盘与LCD显示接口、FLASH接口、SDRAM控制器构建成Nios Ⅱ硬件系统,后者是电源和时钟电路、SDRAM存储器电路、FLASH存储器电路、LCD显示电路、指纹传感器电路、FPGA配置电路这些纯实物硬件设计。     

NiosⅡ的LED显示屏控制器设计

基于μC／OS-Ⅱ实时操作系统实现多任务管理运行模式,采用NiosⅡ32位处理器作为LED显示屏控制系统的核心,控制单屏幕多窗口任意显示。整个控制系统在一片FPGA上实现,使用SOPC Builder软件定制集成IP核,通过外扩存储设备实现数据的海量存储,解决了FPGA内部资源相对不足的问题。同时,合理组织数据存储方式,降低了数据处理和控制系统的复杂度。     

基于PCI总线雷达卡的SOPC实现

本文论述在综合舰桥系统的基于PCI总线雷达卡SOPC实现方法,通过采用IP核设计方法,在基于FPGA的雷达卡上集成PCI总线接口与雷达信号处理显示单元。完成雷达信号的数字化功能,实现各种控制信息与主机的快速交互,进而实现对雷达目标的ARPA跟踪以及雷达图像与海图的叠加显示功能。     

基于FPGA的图像采集与VGA显示系统

针对传统的PCI图像采集卡的弊端,利用Altera公司的DE2开发平台,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像采集与VGA显示系统。该系统以嵌入了NiosⅡ软核的可编程逻辑芯片FPGA作为控制器,以图像传感器、数字存储器、视频D/A转换器、VGA显示接口等作为FPGA外设,利用可编程片上系统(SOPC)技术实现对FPGA及其外设的编程与控制,最终实现对实时图像的采集、处理与显示。设计结果表明,利用SOPC技术实现的电子系统具有设计方法灵活高效、可移植性强、易于实现高速数据采集、通用性好等优势。     

基于FPGA的NS3D程序移植和优化

为提高飞行器设计环节中NS3D程序的性能,提出了一种基于FPGA进行软硬件结合的优化方法。该方法运用FPGA搭建了嵌入式可编程片上系统,并对NS3D进行了代码性能分析和移植优化。该方法基于硬件实现了核心运算模块的硬件封装,并利用高速以太网接口实现PC和FPGA之间的数据交互,进行NS3D程序向嵌入式环境的移植,最终实现了整个NS3D程序的速度提升和性能优化。该嵌入式开发方案不仅较好地利用FPGA完成了控制电路的软硬件设计,并且为后续其它功能模块向FPGA移植提供了便利的基础和开发环境。采用该方法对NS3D程序进行了运算,并将仿真与实验结果与原始程序进行比较,结果表明了该方法的优越性。     

基于SOPC的高精度超声波温度计设计

根据在介质中超声波的传播速度随温度变化而变化的特点为设计原理,以基于Nios II处理器软核的可编程系统级芯片(SOPC)为控制核心,设计了高精度超声波温度计。在SOPC上同时实现了高频信号发生器模块、高速信号电路控制模块、信号自动采集控制模块以及Nios II软核处理器模块,缩小了体积,并降低了成本。传播时间的精确测量采用软件细分插补算法,经过理论分析和实验验证,该方法能够达到ns级超声波传播时间的测量,使设计的超声波温度计能够实现分辨率优于0.001℃的温度测量。     

基于μC/OS-Ⅱ的多窗口显示屏控制器设计

多窗口显示屏控制采用μC/OS-II实时操作系统的多任务管理运行模式,各窗口视频数据由线程管理,Nios II 32位处理器作为显示屏控制器硬件系统的核心,软件系统控制多窗口任意显示。在1片FPGA上实现显示屏控制器的硬件系统,利用SOPC Builder软件定制系统所需的IP核,外扩存储设备实现视频数据的海量存储,解决了FPGA内部资源相对不足的问题。通过重构视频数据,合理组织数据的存储方式,解决视频数据的灰度控制问题,减少数据处理过程,降低了控制系统的复杂度。     

一种基于FPGA的VoWLAN终端研究

在分析现有网络电话终端实现方式的基础上,提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）且具有无线保真（wi—Fi）功能的无线网络电话终端（VoWLAN终端,基于无线局域网的语音通信终端）的设计方案。主要研究内容包括设计w1-Fi通信模块,利用可编程片上系统（sOPc）技术在FPGA上移植ORl200软核处理器,将嵌入式Linux操作系统移植到ORl200软核处理器上,最后设计出VoIP应用软件。