基于STM32机械臂解魔方算法研究

针对双手臂智能机器人复原魔方这一难题,设计了一套快速解魔方系统。该系统由图像采集、图像处理和机械臂控制三部分组成。首先,利用android手机中的Droid Cam软件采集魔方图像并将该图像信息传送至PC端;然后,通过Lab VIEW软件提供的库函数对图像进行分析和识别,并将结果发送给STM32处理器;最后,通过层先法得到复原魔方的步骤并控制2个机械臂复原魔方。实验结果表明,本系统可智能恢复任意打乱的魔方,并且执行过程控制较为简单,性能稳定可靠。

一种线性补偿的带隙基准电路

文章提出一种分段线性补偿的带隙基准,可以大幅减小带隙基准的温度系数。在-40～120℃范围内,仅两级补偿就可以将某工艺条件下一种传统带隙基准的温度系数从15ppm/℃减小到2ppm/℃。如果增加补偿级数,温度系数还可以进一步减小。该补偿方法修正过程简单,并且具有通用性,不受具体工艺参数的限制。

基于24位AD自然电位法海底探矿系统研究

为了测量近海底矿物和矿石产生的微弱自然电场信号,设计了一种灵敏的海底自然电位法检测系统。该系统前端采用精密仪表放大器INA118对来自碳电极的微弱电场信号进行一级差分放大,后级采用内置PGA的24位高精密的A/D转换器ADS1256对电场信号进行二级放大和A/D转换。主控制器采用32位ARM内核微处理器STM32,将采集的数据存放在SD卡中。本系统通过了"大洋一号"科考船在南海海试的验收,并已在第26次大洋科考中用于海底热液硫化物勘探。

基于GTP收发器的水下高清视频光纤传输系统设计

为提升海底视频监测能力,提出了一种基于Xilinx高速串行收发器(GTP收发器)的水下高清视频光纤传输系统。该系统以GTP收发器为核心,实现了光纤传输中一系列的数据处理和转换,最终实现了高清视频和串口数据的光纤传输。

基于微功耗技术的太阳能时码接收器设计

以MSP430超低功耗单片机为核心,针对现有计时设备使用传统电池、具有累积误差等缺点,设计了一种太阳能低频时码接收装置。使用太阳能电池为系统供电,采用超级电容器作为储能介质。同时,加入了低功耗低频时码接收模块,并设计了一套解码算法用于校正系统时间。系统能自动校正系统时间至标准北京时间且不存在累计误差,对太阳能电池的最大功率点进行跟踪以达到最高转换效率,并可保证在阴雨天气等弱光环境中连续工作。

基于DDS的高精度频率信号源

该文主要研究用直接数字频率合成DDS技术实现高精度频率信号源,利用红外遥控技术完成了高精度频率信号源的人机接口设计。实验结果表明,所研制的高精度频率信号源性能稳定、频谱纯度较高以及频率稳定度较高等优点。

基于LwIP的海洋数据采集与传输系统

针对海洋数据采集系统中串行数据传输能力不能满足海洋环境实时监测需求的现状,设计并实现了一种传输速率较高的以太网数据传输系统。系统以STM32F207VGT6处理器为核心,选择轻量级的LwIP作为以太网协议栈,将LwIP TCP/IP协议栈移植到STM32F207VGT6上,在应用层实现了一个网络、串口数据双向传输的数据传输系统。经测试,其传输速率优于同条件下RS232、RS485、CAN总线的传输速度,满足了设计要求。

基于STM32的微型USB-CAN适配器开发

基于低成本、低功耗的STM32F103系列微处理器与高速USB2.0控制器CY7C68013,设计一款微型USB-CAN适配器,解决了没有CAN接口的个人电脑、特别是笔记本电脑在工控现场与CAN接口设备无法直接调试,而转换卡成本高、体积大等问题;针对STM32F103系列处理器包括一个USB和一个CAN外设接口却无法同时使用这一特点,给出了转换模块的完整设计方案;实验测试表明,该系统能以最高1Mbps的速率长时间稳定运行;文中阐述了USB-CAN转换模块的完整设计方案,给出从PC端软件到嵌入式软硬件实现的具体过程;同时该方案也可应用于USB到RS485等其他接口之间的转换实现。

基于CMOS图像传感器的视频采集系统设计

提出了一种采用Altera公司CycloneⅡ系列的FPGA作为主控芯片,采用OV7670这款CMOS图像传感器作为视频信号源并采用SRAM(静态随机存储器)作为数据缓存的实用方案,实现了对图像传感器寄存器配置、图像传感器输出信号采集、图像数据格式转换、图像数据缓存及最终在VGA显示器上进行图像显示的一系列过程。该视频采集系统设计能够很好地满足实时图像的输出需求。

多转轴机械自适应滤波交叉阶比跟踪

有多个独立转轴的旋转及往复运动机械在升降速过程产生的振动复杂,不同参考转轴的阶比在频率交叉的时候会产生拍波现象,使阶比成分的分离成为难题。通过研究周期性负载机械系统振动信号的特点,构造了包括状态方程和观测方程的振动信号模型,采用解耦合自适应滤波分离方法提取相交叉的阶比成分。克服了其他阶比跟踪方法不能分离交叉阶比的不足。

一路视频双向数据的光纤传输系统设计

为了降低一路视频双向数据光纤通信的系统成本,提高系统性能,提出了一种基于XC9572XL的单路视频双向数据的光纤传输系统设计。该系统基于时分复用技术采用比特串行数字视频传输方式实现在一根光纤中传输视频信号和数据信号。实验证明,系统工作性能稳定可靠,实时传输效果好。

深海中深孔钻机监控系统设计与实现

针对深海取样钻机智能远程监控的实际需要,提出了一种基于高速混合单片机的深海取样钻机监控系统的软硬件设计方法。该水下电子测控系统与船上甲板监控系统配合作业,完成对深海钻机的远程监控。该系统利用C8051F系列单片机及其内置模块的功能,给出了控制系统的系统框图,详细介绍了水下主控制单元的各个功能模块的硬件电路设计,同时给出了软件设计流程。经现场调试运行表明,该监控系统使用方便、实时性强、运行稳定可靠,具有很强的实用性和市场推广应用价值。

中深孔岩心取样钻机供电系统电力参数的监测

针对取样钻机供电系统存在电力参数监测难、采集精度低的问题,提出了一种基于RS-485总线的智能监测系统。重点分析了上位机监控软件的构建和RS-232/RS-485接口转换器的设计,同时介绍了计算机与多功能网络电力仪表AOB192E-9T4的实时通信方式。测试结果表明,该系统具有运行稳定可靠、操作简单方便、响应速度快、抗干扰能力强、高精度等特点,大大简化了系统硬件电路。

基于C8051F040的数据传输嵌入式系统开发

为了解决嵌入式设备与计算机不能直接互联通信或者通信距离短的问题,基于C8051F040单片机和高速UART串行端口及其内置CAN控制器,开发一套适合多种总线接口配置要求的通用数据传输嵌入式系统。该系统具有总线接口配置灵活、数据及事物处理能力强等特点,具有一定的通用性。本系统已成功应用于深海取样钻机监控系统中各功能模块相互数据传输,系统运行稳定、可靠。

基于ISP芯片的数字编码波形发生器设计

介绍了一种可程控的编码波形发生器,并重点讨论了用Synplicity的VHDL和在系统可编程逻辑器件ispLSI5KVE的实现方法。

基于光缆的深海摄像系统的设计与实现

为了满足海洋资源勘探和开发过程中对可视化的需求,设计并实现了一套基于光缆的深海摄像系统。系统主要由上位机控制界面、视频及数据传输系统和设备控制系统组成,具有视频存储功能,以满足视频回放的需求。

基于同轴电缆的能源与数据信息混合传输技术中数据耦合器的设计与实现

目前,深海科学考察所用的调查设备动力与监控系统的供电电源主要采用水下锂离子电池供电,但采用锂离子电池供电存在较多弊端,严重制约着深海科考工作的发展。本文针对这个弊端设计并制作了数据耦合器,实现了基于铠装同轴电缆的能源、彩色实时图像以及上、下位机数据的混合传输。该技术主要采用低通滤波和电容耦合,将数据信号叠加到电源信号上,通过同轴电缆,实现长距离功率能源与数据混合传输。

射频宽带放大器的增益控制设计与研究

该系统是基于高频宽带运放OPA695和可控增益放大器LMH6502组合而成的射频宽带放大器，可实现0~60 dB连续可调。由于OPA695是一款具有超低输入噪声电压信号的电流型运放，所以将其作为前级放大。LMH6502作为第二级放大电路可通过DA控制其增益大小，变化范围为-40~20 dB。最后一级经OPA695进行信号的总体放大，使其总增益可达到60 dB以上。调零电路使整个放大器最大程度的减小了直流偏移，并通过减小电源纹波和使用屏蔽线等方法将噪声减小到最小。同时，放大器增益可预设，并可将增益同步显示在LCD上。

基于HDPLD的雷达数字编码波形设计与实现

提出了一种雷达数字编码波形的设计方案,该方案运用计数器和便于扩展的PS移位寄存器阵列,通过微机控制完成多位雷达数字编码波形的输出。着重讨论了用VHDL设计源文件,通过综合编译,用HDPLD实现的方法。仿真和测试结果表明,设计合理,实用稳定。

基于STM32的自然电位法的研究

为了测量海底自然电场产生的微弱信号,提出一种基于STM32的海底自然电位法检测系统。该系统以微弱信号的检测为核心,采用仪表运放对微弱信号进行放大处理,经AD转换后传输给单片机,单片机将采集的数据进行处理后通过串口输出,可以方便地查看测量结果。经实验验证,可以在海底热液硫化物矿体勘探中得到成功应用。