本文關(guān)鍵詞：基于NIOSⅡ的濾光器波帶運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 濾光器 NIOSII FPGA FRAM 步進(jìn)電機(jī)控制

【摘要】：濾光器是太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)儀器的重要組成部分,實(shí)現(xiàn)濾光器波帶快速準(zhǔn)確地調(diào)整是構(gòu)建電控系統(tǒng)過(guò)程中的基礎(chǔ)工作之一,對(duì)簡(jiǎn)化觀測(cè)步驟、提高系統(tǒng)整體性能有著重要的意義。論文采用靈活度較高的NIOS Ⅱ處理器,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套全新的濾光器波帶控制系統(tǒng)——包括硬件平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)程序和控制程序以及用戶調(diào)試界面。硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)包括了底層功能模塊硬件電路設(shè)計(jì)及FPGA平臺(tái)設(shè)計(jì)兩方面,電路設(shè)計(jì)涵蓋了芯片選型、方案對(duì)比以及PCB制作等內(nèi)容。研究中提出了基于FRAM芯片的存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)方案,解決了電機(jī)位置數(shù)據(jù)掉電丟失的問(wèn)題,在一定程度上提升了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的安全性,是論文研究的重點(diǎn)之一。論文選用C作為程序的設(shè)計(jì)語(yǔ)言,在設(shè)計(jì)過(guò)程中參照各知識(shí)產(chǎn)權(quán)核寄存器結(jié)構(gòu),并結(jié)合由Altera公司提供的HAL庫(kù)函數(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)底層電路的具體控制。該部分主要完成了通信和存儲(chǔ)模塊的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)工作,相對(duì)運(yùn)動(dòng)、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)等11個(gè)具體控制程序編寫工作。最終實(shí)現(xiàn)了波帶運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的全部功能,并將電機(jī)控制數(shù)目提升至12個(gè)。用戶界面設(shè)計(jì)使用了由微軟公司提供的MFC庫(kù)類,根據(jù)觀測(cè)人員的使用習(xí)慣設(shè)計(jì)了一款基于Win32平臺(tái)的應(yīng)用程序,主要用于顯示電機(jī)當(dāng)前位置以及發(fā)送各類控制指令。經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果表明,本論文所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)基本滿足濾光器波帶控制系統(tǒng)的性能要求,其中所涉及的方法和成果對(duì)于步進(jìn)電機(jī)控制等相關(guān)工程應(yīng)用具有一定的通用性。
【關(guān)鍵詞】：濾光器 NIOSII FPGA FRAM 步進(jìn)電機(jī)控制
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH753.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-14
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)13-14
• 2 研究基礎(chǔ)14-21
• 2.1 步進(jìn)電機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)述14-15
• 2.2 FPGA概念簡(jiǎn)述15-16
• 2.3 SOPC及NIOSⅡ技術(shù)介紹16-19
• 2.3.1 何謂SOPC16-17
• 2.3.2 NIOSⅡ處理器17-18
• 2.3.3 Avalon總線18-19
• 2.4 基于NIOSⅡ的SOPC系統(tǒng)開發(fā)流程19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 3 系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)21-45
• 3.1 硬件總體架構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 3.2 處理器及核心板選型22-23
• 3.3 通信方案選擇及電路設(shè)計(jì)23-25
• 3.3.1 通信方案分析及選擇23-24
• 3.3.2 電路設(shè)計(jì)24-25
• 3.3.3 通信電路功能驗(yàn)證25
• 3.4 存儲(chǔ)模塊方案設(shè)計(jì)25-28
• 3.4.1 外掛Flash芯片25-26
• 3.4.2 外掛EEPROM芯片26-27
• 3.4.3 基于FRAM芯片的存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)27-28
• 3.4.4 存儲(chǔ)模塊功能驗(yàn)證28
• 3.5 電源電路及控制信號(hào)電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)28-30
• 3.5.1 底板供電電路29
• 3.5.2 輸出信號(hào)放大電路及芯片保護(hù)電路29-30
• 3.5.3 電源及保護(hù)電路模塊功能驗(yàn)證30
• 3.6 電路設(shè)計(jì)及PCB制作30-34
• 3.7 FPGA硬件設(shè)計(jì)及IP核配置34-40
• 3.7.1 硬件配置平臺(tái)——Quartusll34-35
• 3.7.2 NIOSⅡ處理器添加與配置35-36
• 3.7.3 SDRAM Controller及EPCS配置36
• 3.7.4 RS232串口通信核配置36-37
• 3.7.5 定時(shí)器控制核37
• 3.7.6 PIO控制核37-38
• 3.7.7 SPI總線核38
• 3.7.8 PLL設(shè)置38-39
• 3.7.9 基址、中斷地址及引腳分配39-40
• 3.8 關(guān)鍵IP核寄存器結(jié)構(gòu)40-43
• 3.9 本章小結(jié)43-45
• 4 濾光器波帶控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)45-57
• 4.1 NIOSⅡ程序設(shè)計(jì)45-53
• 4.1.1 軟件開發(fā)工具——NIOSⅡ IDE45-46
• 4.1.2 寄存器控制方式46-47
• 4.1.3 NIOSⅡ驅(qū)動(dòng)程序及控制程序設(shè)計(jì)47-53
• 4.2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)53-56
• 4.2.1 用戶界面設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.2 控件行為程序設(shè)計(jì)54-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 5 系統(tǒng)功能驗(yàn)證及裝箱測(cè)試57-60
• 5.1 控制系統(tǒng)整體驗(yàn)證57-58
• 5.1.1 NIOSⅡ配置信息及軟件固化57
• 5.1.2 整體功能驗(yàn)證57-58
• 5.2 控制箱裝配58-60
• 6 總結(jié)與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果63-65
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集65

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張根偉;趙將;劉波;邵晟宇;楊杰;蔣顏瑋;;基于NIOS Ⅱ的離子遷移譜儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年06期

2 顏麗莎;朱力宏;;基于NIOS Ⅱ系統(tǒng)的異步串行通信功能的實(shí)現(xiàn)[J];鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年03期

3 萬(wàn)里;李剛;林凌;;基于NIOS Ⅱ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];新技術(shù)新工藝;2009年03期

4 武杰;王勇;劉安;;基于NIOSⅡ的雙接口多通道ARINC429接口卡設(shè)計(jì)[J];電光與控制;2009年06期

5 陳家林;劉蘭軍;王建國(guó);;雙NIOS Ⅱ軟核系統(tǒng)在潮流能發(fā)電中的應(yīng)用[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2014年13期

6 吳子豪;王喬;梁莉;;基于雙NIOS Ⅱ核FPGA勵(lì)磁控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J];陜西電力;2008年12期

7 楊柳,盧清萍;嵌入式系統(tǒng)與Nios[J];安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

8 王永州;范多旺;金靜;桑興民;;基于NIOS II處理器GPS/GSM車輛監(jiān)控系統(tǒng)終端設(shè)計(jì)[J];鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2007年02期

9 鈕文良;姜余祥;韓璽;;基于Nios Ⅱ的UART設(shè)計(jì)方法研究[J];北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年02期

10 凌朝東;洪華峰;李國(guó)剛;劉一平;王加賢;;基于NIOSⅡ的便攜式遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)器硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2008年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 高旭;金星;黃偉;;基于NIOSⅡ的多串口網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2010年西南三省一市自動(dòng)化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 何麗平;;基于Nios Ⅱ軟核的SOPC五子棋游戲設(shè)計(jì)[A];2008年“ICT助力兩型社會(huì)建設(shè)”學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

3 朱奕丹;;基于NiosⅡ嵌入式處理器的LCD顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第十七屆全國(guó)測(cè)控計(jì)量?jī)x器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)（MCMI'2007）論文集（上冊(cè)）[C];2007年

4 潘浩;郭書軍;;基于雙Nios Ⅱ CPU的MP3播放系統(tǒng)[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2007年

5 陳昌龍;臧傳晟;;LED顯示屏灰度控制系統(tǒng)在NiosⅡ中的實(shí)現(xiàn)[A];2006年全國(guó)LED顯示技術(shù)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2006年

6 劉茂國(guó);王鵬飛;韓丙寅;;基于NiosⅡ的高速串口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第六屆全國(guó)信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 朱亦楓 北京;Altera為NiosⅡ處理器系統(tǒng)提供新C語(yǔ)言至硬件加速工具[N];電子資訊時(shí)報(bào);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張良;基于FPGA和NIOS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種"智能綜合電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)"[D];蘭州大學(xué);2016年

2 王剛;基于NIOSⅡ的濾光器波帶運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2016年

3 俞霄靚;基于NIOS的導(dǎo)引頭檢測(cè)系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

4 黃俊石;NIOS Ⅱ軟核處理器在超聲診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

5 王俊卿;基于NIOS軟核處理器的μClinux移植研究[D];北京科技大學(xué);2005年

6 賴先志;基于NIOS的自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2008年

7 程丹;NIOS Ⅱ多核通信及在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件實(shí)現(xiàn)中的應(yīng)用研究[D];東北師范大學(xué);2010年

8 潘峰;基于NiosⅡ嵌入式軟核的焊縫圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制[D];沈陽(yáng)大學(xué);2007年

9 任曉琨;基于NIOSⅡ的便攜式超聲波流量計(jì)測(cè)控模塊設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2011年

10 張君安;基于NIOS Ⅱ軟核處理器的嵌入式指紋數(shù)據(jù)識(shí)別系統(tǒng)研究[D];華東師范大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：965250