多脉冲远距离激光测距系统研究

激光测距是一种非接触式的精密测量技术,其具有测量距离远、方向性强、实时性高、精度高等优势,是测量领域不可或缺的一部分。由于远距离传输,部分微弱的脉冲信号提取存在困难,笔者采用AD高速采样,以1 GHz作为采样频率,并对高速采集后的回波信号进行数字化处理。根据噪声的非相关性,采用多脉冲互相关累加均值算法进行改进,能够较好地提升信号的强度,改善信号的信噪比。同时,采用小波奇异值滤波的方法,将累积信号的奇异点滤掉,能更精准地捕捉信号的上升沿,时钟计时更精准,降低误码率,提高测量精度,测量精度可保证在±20 cm以内,测量范围可达3 km。通过FPGA等硬件电路实现控制系统,提高测量精度和系统稳定性。该多脉冲远距离激光测距系统可广泛应用于工程和军事领域。     

基于激光测距的三坐标联动割胶装置设计与试验

为实现橡胶树自动化割胶,针对目前人工割胶劳动强度大、技术要求高、作业效率低等问题,设计了基于激光测距的三坐标联动割胶装置。自动化割胶装置由三坐标平台、振动割刀及激光测距传感器组成,其工作方式以人工割线及已割面作为参考,通过激光测距实现非接触式橡胶树干已割面仿形,从而保证割胶深度与人工割胶一致。通过控制三坐标平台联动,实现割刀按激光测定的空间曲线路径运动,割刀作直线往复动作切割树皮;通过矩形运动路径,实现参考割线起始点位置及倾斜度检测,在此基础上设计了沿割线倾斜方向对已割区域进行激光测距的运动路径,实现已割面深度信息的离散采集,整合参考割线位置信息和已割面深度信息,规划出新的切割路径;进行了深度信息激光测量点数优化,当目标路径沿割胶运动坐标系中X方向长度为80 mm时,进刀深度信息测量点数为17比较合理。采用单轴定位精度为±0. 05 mm的三坐标平台、测量精度为0. 07 mm的激光测距传感器进行了割胶试验,并通过割胶深度和耗皮量评价实际割胶效果。试验结果表明,在耗皮量设定为1. 0 mm、连续进行15次割胶操作的情况下,割胶深度控制良好,未出现伤树现象,耗皮量控制误差为5%,满足割胶要求。     

基于FPGA智能温度采集系统的设计研究

温度采集是测量系统中重要的指标之一,针对当前温度采集系统存在的传输距离短、实时性差、成本高等特点,笔者设计了一种基于FPGA的智能温度采集系统.该智能温度采集系统分为数据采集前端和后台数据处理两部分.数据采集前端采用FPGA作为中央处理器,通过WiFi模块将数据发送到OneNet平台上,实现数据的远程查看,还可以通过以...     

基于FPGA的数字存储示波器设计

本文设计一个数字存储示波器,以FPGA芯片为核心,辅以430单片机和信号调理电路（电压跟随、三路放大、电平转换、触发电路等）,采用实时采样和等效采样两种方法,能够实现垂直灵敏度、扫描速度、采样速率、触发电平可调,被测信号的显示波形应无明显失真等各项功能。     

基于FPGA的数字下变频设计与实现

数字下变频是全数字解调器中的关键技术之一,其性能好坏直接决定解调器的工作性能。给出一种基于FPGA的数字下变频设计,详细介绍正交变换、CIC抽取滤波及根升余弦滚降FIR低通滤波器的原理设计,并可编程设置各个模块参数。自动生成及动态配置滤波器系数。该设计在Xilinx公司XC3S4000 FPGA芯片的硬件平台和ISE9．2开发环境下,采用Verilog语言编程实现,经过实际通信系统验证,在全数字解调器中很好地完成了多载波、多速率信号的数字下变频处理功能,具有很强的灵活性、稳定性和可扩展性。     

基于FPGA的LED点阵显示系统的设计

描述了一个基于FPGA的LED点阵显示设计方案.该设计使用VHDL语言编程,利用数字系统设计自动化(EDA)技术实现全硬件方式的LED点阵显示,在QUARTUS Ⅱ平台上通过了编译和仿真.该系统设计简单,运行起来工作正常,性能稳定,显示可靠.     

基于FPGA的播种机自主导航控制系统设计

为了提高播种机自主导航控制系统的精度和导航机器视觉系统图像的处理速度,实现实时导航功能,降低数据接收和参数解算的时间延迟,将FPGA引入到了导航系统的设计上,有效提高了播种机的导航精度和效率。以播种机导航中心线的追踪为例,通过追踪误差的仿真模拟,验证了FPGA在导航系统中使用的可行性。模拟仿真结果表明:采用FPGA反馈系统可以明显提高导航系统导航中心线追踪的准确性,从而提高导航系统的精度。     

基于FPGA的步进电机驱动控制系统的研究与设计

【目的】步进电机具有定位精度高、无累计误差、易于开环控制等优点,但其实际运动与定位过程中易存在速度扰动的现象,需要加强对步进电机驱动控制的研究。【方法】研究团队设计了一款基于FPGA的步进电机驱动控制系统,详细分析了系统硬件设计和系统软件设计。整个控制系统由相应的主控制器、Netzer编码器、TMC5130驱动芯片电路等组成,通过各模块共同调节实现TMC5130驱动芯片驱动步进电机,实现了步进电机的开环控制和定位控制的应用,并且验证了该驱动芯片具有良好的运动特性。【结果】相较于其他芯片,该驱动芯片适用于具有高精度定位、静音运动控制系统的场合;基于FPGA的步进电机驱动控制系统抗干扰能力和稳定性较高,性能良好,适用于多个领域。     

基于FPGA的千兆以太网传输系统设计和实现

针对物联网环境数据采集系统中大量数据回读的要求,笔者设计了基于FPGA的UDP协议千兆以太网数据传输系统。首先,详细介绍了UDP协议千兆以太网的设计方案,并且在FPGA中实现以太网的UDP协议功能;其次,在仿真软件上对该方案进行仿真验证;最后,在XILINX的FPGA板卡上对设计方案进行具体的功能验证。实验结果表明：基于UDP协议设计的以太网传输逻辑是正确的,传输速度非常高,可到910 Mbps,能够满足大部分物联网监测系统数据传输的要求,具有良好的可维护性、移植性和实际的推广价值。     

一种基于 FPGA 的水果分级检测系统的设计

为了降低目前水果检测与分级系统的复杂性和成本,提出了以 FPGA 代替计算机进行图像数据处理的方法。首先使用高斯滤波器对水果的图像进行预处理,然后采用 soble 算法提取水果的边缘,最后运用直方图的方法实现水果大小分级功能。实验结果表明,该检测系统具有处理速度快,开发周期短等优点,在水果品质检测与分级方面具有较高的实用价值。     

基于FPGA的X-2正弦波信号发生器的设计

在汽车检修过程中,需要信号发生器提供各种测试信号去检验实际电路中存在的问题。本文设计了以EP1C3T144C8为核心芯片的信号发生器。该信号发生器由键盘电路、液晶显示、FPGA单元、D/A转化、低通滤波电路等构成,能生成汽车磁电式X-2曲轴位置传感器信号,为汽车发动机ECU的软硬件调试与测试以及各种现场调试和快速诊断工作提供了方便。     

基于FPGA的直流电机控制器的研究与实现

本文提出了一种基于FPGA的直流电机控制系统的设计方案,介绍了控制系统的组成、各工作模块的设计方法和原理以及测试结果,阐明了该控制系统的设计意义。     

基于Multisim的辅助数字电路设计研究

Multisim在实际应用阶段具有较强的优势特点,不仅能够实现对模拟电路的细化探究,更能根据实际情况进行仿真性分析。实际上Multisim是以设计为主体的工具形式,其优势不仅体现在对模拟电路的设计上,更重要的是,在数字电路分析设计框架中,其功能效用也是无可比拟的。     

FPGA教学的实践研究

FPGA是目前电子设计中的热点之一。在教学中,如何调动学生的学习兴趣,培养学生的创造能力,是教育者应该思考的问题。文章从FPGA教学实践出发,对教学改革进行了探索和尝试,介绍了一些观点和具体做法。     

用FPGA实现串口通信的设计

通过用接口芯片的VHDL的设计方法,通过对MAX232串行通总线接口的设计,掌握发送与接收电路的基本设计思路,并进行串口通信。本设计用文本输入法实现串口通信的发送与接收电路的设计。采用VHDL语言设计分频模块、发生模块、接收模块和显示模块;用键盘输入及串口调试软件调试;拨码开关开关控制发送资料,并在串口调试软件环境下显示,数码管显示出接收到的数据。     

智能轨迹控制割草机器人设计——基于FPGA神经网络

为了提高割草机器人自主导航和定位的精确性和智能性,设计了一种新型的基于FPGA神经网络算法的割草机器人。该设计采用FPGA可重构技术,以3层误差反向传播神经网络作为典型的模型来展开;利用成熟的BP算法公式,设计了割草机器人智能控制的模型;利用FPGA技术,设计了割草机器人的硬件系统;最后采用文本输入的设计方法,利用田间试验的方式,对机器人的轨迹规划能力和控制精度进行了验证。试验结果表明:利用FPGA和神经网络模型可以有效地穿越5个障碍物,并可得到满意的轨迹规划结果。将普通的PID控制器和神经网络PID控制器得到的控制结果误差进行了对比,结果表明:神经网络PID控制器得到的割草机器人控制误差明显比传统的PID控制器误差小。该方法为神经网络的硬件实现提供了可靠的理论基础。     

基于FPGA的数字喷码识别产品取样系统研究

识别喷涂数字标签是工厂自动化生产的重要工序.针对目前应用的数字识别系统在精度、效率方面存在的不足,基于FPGA芯片图像数字信号处理高效率的特点,笔者设计了一套新型的产品喷码数字识别系统.该系统由控制芯片、电源驱动板、摄像头、图像缓存器、按键、显示屏等组成.通过对摄像头采集的图像进行平滑卷积、二值化处理、投影分割和特征编...     

基于FPGA的鸡舍环境监控系统

为解决鸡舍环境参数较难控制问题,设计一种以FPGA、传感器、无线模块、GPRS模块和执行机构为硬件核心,以Kingview6.55软件为开发平台的实时环境参数监控系统。该系统通过无线模块将FPGA采集到的鸡舍参数值传到上位机,并对其采集数据进行分析和处理,实现数据采集、处理、显示、存储及执行机构控制等功能。同时,管理人员也可以通过手机终端以短信方式实现数据查询和设备控制等功能。试验结果表明,该系统既可以为蛋鸡提供更佳的产蛋环境,又可以提高产蛋量,节约饲料、电能和人力成本,在农业和牧业领域有良好的推广和应用价值。     

基于FPGA的无刷直流电机控制系统

文章偏重解析无刷直流电机的内部构造、工作方式和控制原理,并研究基于FPGA的无刷直流电机控制系统.其基本原理是FPGA输出的PWM波首先经过推挽放大电路,然后启动六个功率管,由功率管组成的三相全桥式逆变电路控制电机定子的各相通断,其偏差经电流调节后的信号控制PWM占空比,完成无刷直流电动机的速度与电流控制.     

基于FPGA的西瓜子机器视觉色选系统

基于现场可编程门阵列FPGA并行运算平台,设计了一种采用线阵CCD芯片的西瓜子色选机系统.硬件平台将CCD芯片驱动、动态图像的采集与处理、分类计算及气阀控制信号输出等集中在一个FPGA芯片上实现.色选机试制系统产量为1.2～1.8 t/h,色选精度97.7％,带出比为6～8.与传统工控机平台进行对比试验,验证了基于FPGA的西瓜子色选机系统具有良好的实时性和高效性.