《专用键盘接口芯片的CPLD实现方案》 在单片机系统中,键盘子系统是数据输入的重要途径,尤其对于实时调试、数据调整和控制功能的实现至关重要。传统的键盘扩展方式,如直接使用I/O接口线或8255A接口芯片,虽然简单,但在高实时性要求的系统中,会占用大量单片机资源,影响效率。为此,专用键盘接口芯片如Intel8279被广泛采用,但它们在灵活性和特定功能实现上存在局限。本文针对这一问题,提出了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的专用键盘接口芯片设计方案。 CPLD是一种先进的数字集成电路,能够灵活地实现复杂的逻辑功能。通过CPLD,我们可以定制键盘接口芯片的内部结构,以满足特定需求。具体来说,该芯片需具备以下功能: 1. 键盘扫描和硬件去抖动:生成按键扫描时序,消除因机械按键抖动可能导致的误读。 2. 按键编码和中断处理:对数字键进行编码存储,功能键触发中断请求。 3. 数字键与功能键区分处理:数字键暂存,功能键直接引发CPU中断。 4. 与MCS-51兼容的接口:允许单片机读取存储的键码或功能代码。 5. LED显示接口:支持4位七段LED数码管的动态扫描显示。 在设计中,关键组件包括键盘扫描控制及编码电路、FIFORAM、扫描发生器和接口控制电路。键盘扫描控制采用环形计数器产生扫描信号,通过去抖动机制确保稳定读取。FIFORAM用于存储按键数据,扫描发生器同时控制LED显示。接口控制电路则负责识别CPU读取请求,并根据地址信号线A1和A0选择输出数据。 为了实现这些功能,我们需要详细描述和设计芯片核心部分的状态机。例如,键盘扫描的时序设计可以通过状态图表示,包括扫描、去抖动和按键保持等状态。状态转移逻辑基于输入变量(如按键状态和去抖定时器)和输出变量(如扫描使能和编码启动)进行控制。 图3所示的状态图描绘了键盘扫描的典型过程,通过状态S0到S6的转换,实现按键检测、去抖动和保持。这种设计思路可以转化为具体的硬件逻辑,如图4所示,利用6位循环移位寄存器H3实现状态的实时更新。 CPLD提供的可编程逻辑使得设计出更加高效、灵活且定制化的键盘接口芯片成为可能。通过这样的方案,我们可以优化单片机系统的资源利用,提升系统响应速度,同时满足用户特定的键盘交互需求。
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【超声波测厚系统设计】 超声波测厚技术在工业生产中扮演着重要角色,尤其在无损检测领域,它能够精准地测量工件的厚度而不对其造成任何损伤。本文着重介绍了一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的超声波测厚系统的构建和工作原理。 **超声波测厚原理** 超声波测厚的基本思想是利用超声波在材料中的传播特性。脉冲反射法是最常见的测厚方式,它测量超声波脉冲在材料中往返传播的时间。超声波从探头发射,穿过被测物体,到达底部后反射回来,被探头再次接收。通过计算这个时间差,结合超声波在材料中的传播速度,可以计算出物体的厚度。公式为:d = vt / 2,其中d为被测物体的厚度,v为超声波速度,t为超声波往返的时间。 **CPLD在超声波测厚系统中的应用** CPLD在该系统中主要负责测量控制和数据处理。系统包含触发信号产生、发射接收放大、放大检波、采样峰值保持、模数转换、液晶显示和CPLD运算及控制等模块。当系统开始测厚,CPU发出同步信号触发发射电路,超声波由探头发射,返回后经过一系列电路处理,最终通过模数转换器将模拟信号转变为数字信号,再由CPLD进行数据处理,结果显示在液晶显示屏上。 **温度补偿** 为了提高测量精度,系统采用了温度补偿技术,以校正因温度变化导致的超声波传播速度的变化。这使得系统能够在各种环境下提供实时、可靠的测量数据。 **软件程序设计** 系统软件主要包括初始化、校正、探伤和测厚处理程序。初始化阶段,设置好堆栈指针、显示单元、缓冲区地址等。根据手动开关选择,系统会进入相应的处理程序。测厚程序设计中,使用12位ADC确保高精度,并通过CPLD实现数据采集和处理,包括触发信号生成、计数器操作、回波检测等。 **总结** 基于CPLD的超声波测厚系统实现了硬件结构简化、工作稳定、测量误差小的目标。通过集成的软件和硬件设计,系统能够有效地进行超声波测厚,特别适用于如钢板等重要工程材料的厚度检测,保障了工程的安全性和可靠性。这种系统设计对于提升工业生产效率和产品质量检测水平具有重要意义。
2026-01-19 11:31:06 138KB CPLD
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设计一种以单片机AT89C51为核心的数字频率计,介绍了单片机、数字译码和显示单元的组成及工作原理。测量时,将被测输入信号送给单片机,通过程序控制计数,结果送译码器74- LS145与移位寄存器74LS164,驱动LED数码管显示频率值。通过测量结果对比,分析了测量误差的来源,提出了减小误差应采取的措施。频率计具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点,适合测量低频信号。 本文介绍了一种基于单片机AT89C51实现的数字频率计设计。这种频率计主要用于测量低频信号,其特点是电路结构简单、成本低、测量方便且精度较高。AT89C51单片机因其编程灵活性、调试便捷性以及丰富的硬件资源成为设计的核心。在测量过程中,被测输入信号经过放大整形后送入单片机,通过单片机内部的计数器记录脉冲个数,然后将结果通过译码器74LS145和移位寄存器74LS164驱动LED数码管显示频率值。 频率计的设计原理主要依赖于单片机的计数功能。被测信号首先经过脉冲形成电路处理,然后进入单片机的计数器。单片机通过计算在特定时间间隔内接收到的脉冲数量,从而计算出信号的频率。LED数码管通过译码和移位操作显示测量结果。 在元器件选择上,AT89C51单片机因其强大的功能和易于使用被选中。它有40个引脚,支持32个外部I/O端口,两个外部中断口,两个定时计数器和两个串行通信口。此外,其片内集成的4KB FLASH ROM用于存储程序,并支持在线编程和加密保护。74LS145译码器用于位选控制,74LS164移位寄存器用于段选控制,两者共同驱动LED数码管实现动态显示。 硬件设计中,电路关键在于利用单片机的定时器/计数器功能来获取精确的1秒定时。通过设定计数器在1秒内计数,计数结果即为频率值。通常会使用单片机的T1口(P3.5)作为外部脉冲输入,通过晶振和电容构成的时钟电路来设定定时。 为了减小测量误差,可以采用以下措施:优化脉冲形成电路以提高信号整形的准确性;确保单片机计数器的计数无误;合理设置计数时间,避免因为计数时间过短或过长导致的误差;以及在软件设计中加入误差校正算法。 这种基于单片机的数字频率计设计充分展示了单片机在电子测量领域的应用,尤其适用于教学、科研和工业控制中的低频信号测量。通过合理的硬件选择和软件设计,可以实现经济高效且精确的频率测量。
2026-01-18 21:39:48 635KB 数字频率计 AT89C51 课设毕设
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一种多连杆液压四足机器人腿部结构
2026-01-07 15:40:57 531KB
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0 引言   短波信道存在多径时延、多普勒频移和扩散、高斯白噪声干扰等复杂现象。为了测试短波通信设备的性能,通常需要进行大量的外场实验。相比之下,信道模拟器能够在实验室环境下进行类似的性能测试,而且测试费用少、可重复性强,可以缩短设备的研制周期。所以自行研制信道模拟器十分必要。   信道模拟器可选用比较有代表性的 Watterson 信道模型 ( 即高斯散射增益抽头延迟线模型 ) ,其中一个重要环节就是快速产生高斯白噪声序列,便于在添加多普勒扩展和高斯白噪声影响时使用。传统的高斯白噪声发生器是在微处理器和 DSP 软件系统上实现的,其仿真速度比硬件仿真器慢的多。因此,选取 FPGA 硬件平 在电子设计自动化(EDA)和可编程逻辑器件(PLD)领域,利用FPGA(现场可编程门阵列)产生高斯白噪声序列是一种高效的方法,尤其在构建信道模拟器时至关重要。信道模拟器用于模拟真实环境下的通信信道特征,例如短波通信信道,这些信道常常受到多径时延、多普勒频移和高斯白噪声的干扰。通过模拟这些现象,可以对通信设备进行性能测试,节省大量外场实验的成本,并增强测试的可重复性。 Watterson信道模型是一种广泛应用的信道模拟模型,它基于高斯散射增益抽头延迟线,其中需要快速生成高斯白噪声序列。传统方法是在微处理器或数字信号处理器(DSP)上实现,这种方法在速度上远不及硬件仿真。FPGA硬件平台则提供了更快速、全数字化处理的解决方案,具有更低的测试成本、更高的可重复性和实时性。 本文介绍了一种基于FPGA的高斯白噪声序列快速生成技术。该技术利用均匀分布与高斯分布之间的映射关系,采用折线逼近法在FPGA中实现。这种方法简便、快速且硬件资源占用少,使用VHDL语言编写,具备良好的可移植性和灵活性,可以方便地集成到调制解调器中。 生成均匀分布的随机数是关键步骤。m序列发生器是一种常用的伪随机数生成器,由线性反馈移位寄存器(LFSR)产生,其特点是周期长、统计特性接近随机。m序列的周期与LFSR的级数有关,例如,采用18级LFSR,对应的本原多项式为x18+x7+1,可以生成(2^18-1)长度的序列。然而,由于LFSR的工作机制,相邻的序列状态并非完全独立,因此需要降低相关性。 降低相关性可以通过每隔2的幂次个时钟周期输出一次状态值来实现,这样不会影响m序列的周期,同时减少了相邻样点的相关性。这种方法不需要额外的硬件资源,如交织器,从而节省了FPGA的资源。 接着,从均匀分布转化为高斯分布,通常采用Box-Muller变换或者Ziggurat算法。文中提到的是通过均匀分布和高斯分布之间的映射关系进行转换。具体方法未在给出的部分中详细阐述,但通常涉及到将均匀分布的随机数映射到具有特定均值和方差的高斯分布。 通过FPGA实现的高斯白噪声生成方案,结合有效的均匀分布到高斯分布转换方法,可以在实验室环境中快速模拟短波通信信道的噪声特性,对通信设备的性能进行精确评估。这样的设计有助于提高研发效率,降低测试成本,并为通信系统的设计和优化提供有力支持。
2026-01-06 16:15:05 292KB EDA/PLD
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针对电容式MEMS陀螺,设计了一种高精度CMOS接口读出电路。从理论上分析了接口寄生电容、器件的不匹配对接口电路的影响,采用连续时间电压读出方式的检测方法,设计了一款带有输入输出共模反馈的低噪声全差分电荷运算放大器,输入输出共模电压稳定在2.5 V,输人端的噪声电压为9 nV。载波调制技术用来消除低频闪烁噪声。在Cadence中对设计的接口电路进行仿真分析,并采用PCB电路板进行了实验。结果显示所提出的接口电路不仅消除了大部分寄生电容的影响,抑制了大部分的耦合信号和噪声信号,而且减小了由于器件的不匹配产生
2026-01-05 13:46:07 291KB 工程技术 论文
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空间句法是一种分析城市空间结构的方法,最初由伦敦大学巴利特学院的Bill Hillier及其团队提出,主要用于理解城市形态和组织,尤其在城市交通、街道布局特征分析以及城市规划中具有重要应用。空间句法通过抽象的方式分析现实世界中的空间关系,为城市系统可达性的预测提供了一个理论框架。然而,传统的空间句法在实际应用中存在一定的局限性,其中一个重要缺陷是未考虑道路宽度对空间可达性的影响。道路宽度作为影响交通流量和通行能力的关键因素,其重要性在城市规划和设计中不言而喻。 郑新奇、苏艳军等学者通过研究提出了一种扩展的空间句法方法,该方法在集成度的计算中加入了道路宽度参数。研究团队分析了国内外10个城市的数据,发现加入道路宽度指标后,能够使空间句法的计算结果更接近城市实际交通情况。通过这种扩展,能够更好地理解城市道路网络中道路宽度对可达性的影响,从而为城市形态和规划提供更为精确的分析工具。 研究方法主要分为两个步骤:首先是分析空间句法的基本原理,其次是根据道路宽度数据进行空间句法的扩展计算。在空间句法原理中,深度值是指某一个结点到其他所有结点的最短步数,而非真实距离。在此基础上,研究者通过选择案例城市进行空间句法计算,并修正相关参数,最终归纳出加入道路宽度指标的集成度经验公式。 郑新奇等学者的研究不仅扩展了空间句法理论的适用范围,而且对于城市规划实践具有重要的现实意义。这一新方法能够在城市形态和城市道路网布局分析中提供更为全面和精准的分析结果,有助于城市规划者制定更为合理和科学的城市发展策略。 关键词包括空间句法、道路宽度、经验公式和城市,这些词汇集中反映了空间句法扩展方法的核心内容和研究重点。研究者们希望该扩展方法能够为空间句法在城市规划领域的应用提供一个新的途径,同时也为后续的理论和方法研究奠定基础。该研究得到了中国地质大学(北京)人才基金资助项目(***)的支持,显示了该研究具有一定的学术价值和实际应用潜力。作者郑新奇教授在GIS开发与应用、空间数据挖掘、复杂系统仿真、地理计算、土地评价与规划等领域拥有丰富的研究经验,该研究进一步体现了郑教授的研究方向和学术贡献。
2026-01-05 08:16:46 557KB 首发论文
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简要地介绍了卫星通信中宽带信号空间分集合成技术的信号处理方法。对合成方法、时域均衡等方面进行了分析研究。在现有的自适应判决反馈均衡器(DFE)的基础上,提出了一种改进的均衡结构,使其适用于高速数据的接收。提出了一种LMS算法来实现最大信噪比合成。此方法无需信噪比估计,可自适应地更新信号合成系数。仿真结果表明,通过该合成方法获得的合成效果与理论值相比存在0.3 dB以下的损失,但系统仍能在-3 dB信噪比的条件下正常工作。该合成方法可应用于高数据速率卫星通信中。
2026-01-03 22:58:06 337KB 无线网络
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一种基于深度强化学习 (DRL) 的面向 QoE 的计算卸载算法 资源内项目源码是均来自个人的课程设计、毕业设计或者具体项目,代码都测试ok,都是运行成功后才上传资源,答辩评审绝对信服的,拿来就能用。放心下载使用!源码、说明、论文、数据集一站式服务,拿来就能用的绝对好资源!!! 项目备注 1、该资源内项目代码都经过测试运行成功,功能ok的情况下才上传的,请放心下载使用! 2、本项目适合计算机相关专业(如计科、人工智能、通信工程、自动化、电子信息等)的在校学生、老师或者企业员工下载学习,也适合小白学习进阶,当然也可作为毕设项目、课程设计、大作业、项目初期立项演示等。 3、如果基础还行,也可在此代码基础上进行修改,以实现其他功能,也可用于毕设、课设、作业等。 下载后请首先打开README.md文件(如有),仅供学习参考, 切勿用于商业用途。 4、如有侵权请私信博主,感谢支持
2026-01-02 21:17:09 9.83MB 深度学习
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### 一种ADS、Cadence软件联合仿真的LNA设计方法 #### 摘要与背景 随着无线通信技术的发展,为了提升系统的接收灵敏度,低噪声放大器(Low Noise Amplifier,简称LNA)的设计变得至关重要。LNA作为射频接收机的前端组件,其性能直接影响着整个系统的性能。本文介绍了一种结合使用安捷伦公司的ADS软件和Cadence公司的Allegro SPB软件进行LNA设计的方法。该设计方法通过在ADS中完成初步设计与仿真,然后在Allegro SPB中进行PCB布局设计,并最终在ADS中进行联合仿真,以确保LNA满足高性能指标。 #### 关键词解析 - **ATF54143**:Avago公司生产的高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT),适用于高频应用,如本案例中的2.4G至2.5G ISM频段的LNA设计。 - **ADS**:Advanced Design System,由安捷伦科技开发的微波电路和系统设计软件,具有强大的仿真和分析能力。 - **Cadence**:全球领先的电子设计自动化(EDA)软件供应商之一,旗下的Allegro SPB软件主要用于PCB设计。 - **联合仿真**:指在不同设计工具之间交换数据,进行跨平台仿真的一种方法,用于验证设计的一致性和准确性。 #### 设计方案与步骤 1. **初步设计与仿真**:在ADS软件中根据ATF54143的特性完成LNA的基本设计,包括电路原理图绘制、元件选择及初步的S参数仿真。这一阶段的主要目标是验证设计是否满足基本的增益、噪声系数等性能指标。 2. **PCB设计**:一旦初步设计通过验证,接下来在Cadence Allegro SPB软件中进行PCB布局设计。此步骤需考虑电磁兼容性(EMC)、信号完整性等问题,确保实际制造的电路板能够达到预期的性能水平。 3. **联合仿真**:完成PCB布局后,将布局数据导回ADS软件中,进行联合仿真。这一过程有助于检查PCB布局对电路性能的影响,并进行必要的调整以确保电路在实际环境中也能保持良好的性能表现。 #### 设计成果与优势 通过上述设计流程,可以得到一个工作在绝对稳定状态下的LNA,其噪声系数(NF)低于0.7dB,增益达到15dB。这些优秀的性能指标对于提高无线通信系统的接收灵敏度至关重要。此外,这种方法充分利用了ADS和Cadence软件的优势: - **ADS的强大仿真能力**使得复杂的理论计算和Smith圆图分析变得更加简单高效。 - **Allegro SPB的PCB设计功能**则确保了设计能够在物理上得以实现,同时考虑到实际制造中的各种限制因素。 #### 结论 这种联合使用ADS和Cadence软件的设计方法不仅能够有效地提高LNA的设计效率,还能确保最终产品的性能符合甚至超过预期标准。对于那些希望在有限的时间内开发出高性能无线通信设备的企业来说,这种方法无疑是一种值得推荐的选择。
2026-01-02 15:08:14 316KB
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