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基于瑞薩R7F0C002單片機(jī)的JJY數(shù)字電波鐘設(shè)計(jì)(上)

　　1 引言　　隨著時(shí)代的發(fā)展，人類對(duì)于精確的時(shí)間越來(lái)越重視，像國(guó)防、衛(wèi)星、天氣監(jiān)控等系統(tǒng)，需要精確的時(shí)間來(lái)做資料的備份以及同步的處理。傳統(tǒng)的計(jì)時(shí)方式難以滿足日益精確的時(shí)間要求，融合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)與現(xiàn)代時(shí)頻技術(shù)的電波鐘正是成為合適的選擇。它接收授時(shí)中心以無(wú)線電長(zhǎng)波傳送的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)置微處理器解碼處理，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)間自動(dòng)校準(zhǔn)，使電波鐘表顯示的時(shí)間與國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保持高度同步。　　鑒于目前我國(guó) BPC 低頻時(shí)碼格式尚未公開，我們只能制作接收日本 JJY60 信號(hào)的電波鐘表。
關(guān)鍵字：瑞薩 JJY 單片機(jī) R7F0C002 MCU LCD

Altera: FPGA集成硬核浮點(diǎn)DSP

　　1 FPGA浮點(diǎn)運(yùn)算推陳出新　　以往FPGA在進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，為符合IEEE 754標(biāo)準(zhǔn)，每次運(yùn)算都需要去歸一化和歸一化步驟，導(dǎo)致了極大的性能瓶頸。因?yàn)檫@些歸一化和去歸一化步驟一般通過(guò)FPGA中的大規(guī)模桶形移位寄存器實(shí)現(xiàn)，需要大量的邏輯和布線資源。通常一個(gè)單精度浮點(diǎn)加法器需要500個(gè)查找表(LUT)，單精度浮點(diǎn)要占用30%的LUT，指數(shù)和自然對(duì)數(shù)等更復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù)需要大約1000個(gè)LUT。因此隨著DSP算法越來(lái)越復(fù)雜，F(xiàn)PGA性能會(huì)明顯劣化，對(duì)占用80%～90%邏輯資源的FPGA會(huì)造成嚴(yán)重的布線擁
關(guān)鍵字： Altera FPGA LUT DSP 數(shù)據(jù)通路

基于GD32 MCU的綠色智能家居

基于綠色節(jié)能的理念，在智能家居模型中加入了蓄電池、太陽(yáng)能電池板、風(fēng)能發(fā)電機(jī)，以GD32 MCU為控制核心，設(shè)計(jì)了紅外檢測(cè)、人體檢測(cè)、光控LED、溫度監(jiān)測(cè)和電子鎖等功能，并可通過(guò)GSM短信進(jìn)行報(bào)警。
關(guān)鍵字：綠色節(jié)能智能家居 GD32 MCU LED 201505

三相SPWM波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真

本文提出了一種采用VHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)新型三相正弦脈寬調(diào)制（SPWM）波形發(fā)生器的方法。該方法以直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)為核心產(chǎn)生三相SPWM信號(hào)。并且利用VHDL設(shè)計(jì)了死區(qū)時(shí)間可調(diào)的死區(qū)時(shí)間控制器，解決了傳統(tǒng)的模塊電路等待方法很難產(chǎn)生帶精確死區(qū)時(shí)間控制的SPWM信號(hào)的問(wèn)題。該方法在Quartus II 9.1環(huán)境平臺(tái)下進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并將設(shè)計(jì)程序下載到DE2-70實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，用示波器測(cè)試得到了死區(qū)時(shí)間可控制的SPWM波形。
關(guān)鍵字： VHDL SPWM DDS 死區(qū)時(shí)間 FPGA 201505

聲納圖像動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展與FPGA實(shí)現(xiàn)

本文針對(duì)成像聲納擴(kuò)展圖像動(dòng)態(tài)范圍和增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié)的需求，提出了一種基于開方運(yùn)算的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展方法?；谡n題組研制的多波束成像聲納原理樣機(jī)的研制，分析了數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍壓縮導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)丟失的原因及其對(duì)成像質(zhì)量的影響，采用JPL快速平方根近似算法改善了開方運(yùn)算FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程的資源占用和系統(tǒng)延時(shí)。最后，對(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)多波束成像聲納系統(tǒng)的消聲水池實(shí)驗(yàn)證明了本文動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展方法的有效性和可行性，系統(tǒng)成像質(zhì)量改善明顯，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
關(guān)鍵字：成像聲納動(dòng)態(tài)范圍平方根 FPGA 波束成像 201505

接收機(jī)的中頻處理技術(shù)

本文對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了研究，采用軟件無(wú)線電的設(shè)計(jì)思想和解決方案，提出了一種基于“AD+FPGA”的中頻信號(hào)處理技術(shù)，在頻譜分析儀及信號(hào)分析儀等接收機(jī)中應(yīng)用廣泛。
關(guān)鍵字：數(shù)字中頻軟件無(wú)線電 AD FPGA 分析儀 201505

無(wú)運(yùn)放的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)在單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用(下)

　　接上篇　　編程思路　　對(duì)于電阻類數(shù)據(jù)，常用的數(shù)表有電阻數(shù)表、AD數(shù)表。　　1. 電阻數(shù)表，優(yōu)點(diǎn)是直觀，方便后期查驗(yàn)，與電源電壓無(wú)關(guān);缺點(diǎn)和AD值之間需要額外的計(jì)算，占用系統(tǒng)時(shí)間。　　2. AD數(shù)表，優(yōu)點(diǎn)是MCU只需做比較而無(wú)需乘除，與電源電壓無(wú)關(guān);缺點(diǎn)是不直觀，需要保存好原始的計(jì)算表格以備查驗(yàn)。　　這里使用第二種AD數(shù)表，我們推導(dǎo)一下AD值與地址設(shè)置值之間的關(guān)系：　　因?yàn)椴⒙?lián)電路和串聯(lián)電路都是線性電路，電源VCC的波動(dòng)會(huì)直接導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)，所以直接把VCC和Vref連接能
關(guān)鍵字： MCU PCB 電阻 AD數(shù)表 VCC

無(wú)運(yùn)放的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)在單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用(上)

　　前言　　命題的起源是一款RS485從機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要給它提供一個(gè)手動(dòng)設(shè)置從機(jī)地址的功能，市面上同類產(chǎn)品，一般是兩種做法。　　一種是純軟件，通過(guò)設(shè)備的RS485端口，按廠家給出的通信協(xié)議，比如Modbus RTU，修改它作為從機(jī)地址的寄存器的值，有些要求重啟才生效。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了PCB面積和相關(guān)的元器件，缺點(diǎn)是操作麻煩，需要客戶先搭建軟硬件環(huán)境，把設(shè)備地址修改完后再安裝到系統(tǒng)里。　　另一種是硬件上提供了撥碼開關(guān)，想修改地址時(shí)，撥成不同的地址組合就可以了。這種做法優(yōu)點(diǎn)是操作很簡(jiǎn)單，不需要額外的
關(guān)鍵字： RS485 MCU PCB 單片機(jī) 電阻

基于FPGA的LZO實(shí)時(shí)無(wú)損壓縮的硬件設(shè)計(jì)

　　本文通過(guò)對(duì)多種壓縮算法作進(jìn)一步研究對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，LZO壓縮算法是一種被稱為實(shí)時(shí)無(wú)損壓縮的算法，LZO壓縮算法在保證實(shí)時(shí)壓縮速率的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)提供適中的壓縮率。如圖1(A)給出了Linux操作系統(tǒng)下常見開源壓縮算法的壓縮速率的測(cè)試結(jié)果，LZO壓縮算法速率極快;如圖1(B)給出了Gzip壓縮算法和LZO壓縮算法的壓縮率測(cè)試結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出，LZO壓縮算法可以提供平均約50%的壓縮率。　　1 LZO壓縮算法基本原理分析　　1.1 LZO壓縮算法壓縮原理　　LZO壓縮算法采用(重復(fù)長(zhǎng)度L，指回
關(guān)鍵字： LZO FPGA LZSS RAM 壓縮算法

基于瑞薩單片機(jī) R7F0C802 的溫濕度傳感器設(shè)計(jì)

　　1 引言　　本文介紹的溫濕度傳感器采用瑞薩電子生產(chǎn)的 R7F0C802 單片機(jī)作為控制單元，采集溫度傳感器 TC1047A 輸出的電壓信號(hào)和濕度傳感器 HS11 01 LF 電路輸出的頻率信號(hào)，經(jīng)計(jì)算處理，由異步串行通信接口輸出可讀性強(qiáng)的溫度和濕度值。該溫濕度傳感器工作電源電壓為 4.5 V~5.5VDC，低功耗電流(MCU)為 290 µA@5MHz(TYP.)，響應(yīng)時(shí)間小于 1 秒。溫度測(cè)量范圍為-40~85℃，測(cè)量精度達(dá)± 1 ℃。濕度測(cè)量范圍為 1~99
關(guān)鍵字：瑞薩單片機(jī) 溫濕度傳感器 MCU R7F0C802

使用FPGA實(shí)現(xiàn)靈活的USB Type-C接口控制

　　1 USB Type-C接口介紹　　二十年前，第一代通用串行總線(Universal Serial Bus, USB 1.0)的出現(xiàn)，為各自為政的電子行業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)注入了互通性。而最新發(fā)布的USB Type-C接口規(guī)范將USB技術(shù)提升到了一個(gè)新的高度，能夠滿足21世紀(jì)電子行業(yè)的需求，同時(shí)也將再一次改變計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品以及移動(dòng)設(shè)備之間的互連方式。輕薄、堅(jiān)固、無(wú)需區(qū)分插頭方向的USB Type-C連接器拓展了由USB 3.1超速(SuperSpeed+)規(guī)范定義的各項(xiàng)功能，采用雙通道實(shí)現(xiàn)高達(dá)20
關(guān)鍵字： FPGA USB Type-C 充電器嵌入式

最小化ARM Cortex-M CPU功耗的方法與技巧

　　1 理解Thumb-2 　　首先，讓我們從一個(gè)看起來(lái)并不明顯的起點(diǎn)開始討論節(jié)能技術(shù)—指令集。所有Cortex-M CPU都使用Thumb-2指令集，它融合了32位ARM指令集和16位Thumb指令集，并且為原始性能和整體代碼大小提供了靈活的解決方案。在Cortex-M內(nèi)核上一個(gè)典型的Thumb-2應(yīng)用程序與完全采用ARM指令完成的相同功能應(yīng)用程序相比，代碼大小減小到25%之內(nèi)，而執(zhí)行效率達(dá)到90%(當(dāng)針對(duì)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化后)。　　Thumb-2中包含了許多功能強(qiáng)大的指令，能夠有效減少
關(guān)鍵字： ARM Cortex-M CPU 存儲(chǔ)器 MCU

基于FPGA的高可靠全自動(dòng)加樣器

　　1 系統(tǒng)方案　　智能加樣器系統(tǒng)以FPGA為控制核心，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，結(jié)合到位傳感器，控制整個(gè)設(shè)備機(jī)械平臺(tái)的正常運(yùn)轉(zhuǎn);通過(guò)處理液位傳感器信號(hào)和控制泵閥一體模塊，實(shí)現(xiàn)加樣功能;同時(shí)，采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與安卓手機(jī)通訊，將安卓手機(jī)作為無(wú)線控制終端和數(shù)據(jù)顯示平臺(tái)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案如圖1所示。　　為了提高系統(tǒng)加樣速率與效率，設(shè)計(jì)了以試管架作為加樣單位的加樣方式。如圖2所示，系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械推臂和行車，實(shí)現(xiàn)試管架在進(jìn)樣倉(cāng)、加樣區(qū)與出樣倉(cāng)之間的推動(dòng)轉(zhuǎn)移，并在加樣區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)試管的依次加樣。這種新型的加樣
關(guān)鍵字： FPGA 傳感器液位探測(cè) 注射器單片機(jī)

【從零開始走進(jìn)FPGA】 LCD1602 Hello World

　　前面說(shuō)過(guò)，在C,C++等語(yǔ)言學(xué)習(xí)中，“Hello World”將會(huì)是第一個(gè)學(xué)習(xí)的代碼，但是在FPGA中由于電路驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜性，與單片機(jī)雷同，我們無(wú)法在電腦上實(shí)現(xiàn)“Hello World”的顯示，而必須依靠相關(guān)硬件。因此我們不得不在一定的基礎(chǔ)上，才能講解關(guān)于LCD1602字符液晶的驅(qū)動(dòng)，以及Hello World的顯示。　　雷同于前面MCU按鍵消抖動(dòng)移植代碼，此處也可以移植MCU LCD1602驅(qū)動(dòng)代碼。本例程不是Bingo原創(chuàng)，是按照網(wǎng)友“
關(guān)鍵字： FPGA LCD1602

結(jié)合FPGA與DSP的仿人假手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　仿人假手作為肢殘患者重獲人手功能的主要對(duì)象，具有重大的社會(huì)需求。理想的假手應(yīng)具有人手的仿生特征，主要體現(xiàn)在假手構(gòu)造、控制方式與環(huán)境感知3個(gè)方面，但由于其有限的體積和復(fù)雜的傳感器系統(tǒng)，對(duì)控制系統(tǒng)提出了更高的要求。　　現(xiàn)有的控制系統(tǒng)有外置式和內(nèi)置式兩種。外置式控制系統(tǒng)多用于研究型假手，如Cyber Hand，Tokyo Hand，Vanderbilt Hand等，這種控制系統(tǒng)主要用于算法、方案的驗(yàn)證，在殘疾人應(yīng)用上推廣意義較小。內(nèi)置式控制系統(tǒng)在研究型假手和商業(yè)型假手上均有應(yīng)用，其中研究型假手控制系統(tǒng)，
關(guān)鍵字： FPGA DSP