qt实现modbus

利用stm32F407单片机驱动线阵CCD传感器 -- tcd1304，其他型号stm32单片机稍作更改即可应用

《网络安全高级软件编程技术》的作者队伍是由南开大学计算机系、国家计算机病毒应急处理中心的人员组成。作者在总结多年网络安全科研与教学实践经验的基础上，设计了12个“近似实战”的网络安全软件设计与编程训练的课题。训练课题覆盖了从密码学在网络通信中的应用，网络端口扫描、网络嗅探器、网络诱骗、网络入侵检测、安全Web、防火墙，到Linux内核网络协议栈程序加固、网络病毒与垃圾邮件的检测与防治技术。训练课题接近研究的前沿，覆盖了网络安全研发的主要领域与方向。完成网络安全训练课题的操作系统选择为Linux，完成训练课题不限定任何特殊的硬件环境与编程语言。通过在Linux环境中完成网络安全软件的设计与编程训

【实例简介】主要代码封装成Chart.dll中，外围使用非常简单 1、资源管理器中引用Chart.dll 2、using MyChart; 3、按顺序申明线段名称（例如：string[] Field = new string[] { "线a", "线b" }; 4、申明Chart对象（例如：Chart chart;) 5、构造Chart对象（例如：chart = new Chart(Field);) 6、更新需要显示的数据到GDI图表中（例如：chart.Updata(temp);） 7、此时数据将显示到图表窗口中，右击鼠标有使用说明。 该Chart.dll不仅能显示曲线图还能将数据库存到Access数据库，具体请看工程中使用范例. 本应用因绘图效率比一般图表控件高(如msChart等)，所以较合适作为软件示波器用 具体详情: https://blog.csdn.net/iejinshan/article/details/48683043 特别说明： 不包含Chart.dll源代码，只提供了Chart.dll库的调用，如需全部源码请勿下载浪费你的积分

使用UCOSII最新版本2.92，程序中一共创建了三个任务，包括LED闪烁，串口收发，SPI收发，开发环境keil4，CPU是STM32L151C8T6

数据共享交换平台产品白皮书,实现核心业务应用之间的数据集成管理，设计数据平台系统的应用架构视图，加强数据服务及安全管理意识，通过标准、规范的技术路线对外提供统一接口服务。Censoft美村料技数件中关数据共享全换平台( CenDXS)产品口皮书目录服务安全支认证(信息资源目录管理、儿数据管掉服务网关理,导航服务)CaGR户数据交换平台 CenDXS数将式转确业务流程管理BPM管理控制流程定制、规则引擎)数据转换Message broker管理运行安全接口WebServices状态流程计企业服务总线ESB题数/分析路由服务 Routing services转换服务安全服务日志管理基内的点对点Plsb协议转换格式转换OMLFileauston)运行管理解密」[。地程后动/停止适配器服务消息通讯服务数据各份恢复同步/异步通信存储转发可靠传输逻地址与网络地址转换组件/厘务/系统多应次编码/解码加密解密调用身份验证签名断点续传分块传输序列化/反序列化负载均衡管理Qeue队列配置管理控制台配置维护发送接收传输服务适配器配置维护(可视化配置向导HTtP/ITpsiToP pMi File FtP Socket Wtonglink Web ServiceaL配置文件)节点适配器软件分发更码的女燃部的x油)节点适配器远程安装Cer?P DrCenDXs数据交换平台技术架构图CendXs数据共享交换平台的主要功能包括(一)目录服务数捱共享交换平台的共享资源目录服务系统包含目录服务和目录资源两部分内容1)日录服务提供日录、元数据注册、发布、审核、修改、维护以及编目服务等相关内容;2)目录资源通过将现有各类资源(元数据)的合理分类,重组资源,并通过 XML Tree以资溟导航树的方式完成资源目录服务系统的开发建设工作。(二)交换服务数捱交换服务是数据共享交换平台的核心,数据交换服务包括六部分:路由服务、转换服务、安全服务、消息通讯服务、发送接收服务、接入服务1、路由服务路由服务可使用像业务名称这样的地址,在服务之问路由消息,控制消息的Censoft美村料技数件中关数据共享父换平台( CenDXS)严品口皮书存储和分发,并对每个消息启动正确的处理流程;实现欻据交换路由解析功能,可实现数据的多步多级传输。1)路由可以是显式的:使用输入数据提供的帚式地址或昳像中的显式地址2)路由服务也可以是基内容的:分析输入数据或输出数据的内容以确定需要在哪里对输出进行路由;3)基于主题的消息路由,支持发布订阅机制:主题是消息月的地的字符串描述,基于消息主题实现消息的路由,可有效地实现消息的发布和订阅,实现数据抽取、转换、加载与应用之间的松散耦合,使得数据交换平台具有良好的可扩展性。2、转换服务转换服务包括协议转换、格式转换、数据转换,通过转换解决交换节点间协议差别、异构、数据项差异等问题。1)协议转换在请求方和服务方之间进行协议转换,解决异构系统之间由于通讯协议不同而不能联互通的问题2)格式转换在请求方和服务方之间进行消息格式转换,解决异构系统之间由于数据描述方式不同而不能互联互通的问题,解决不同企业应用程序的本体和浯义的异类问题支持各种主流关系型数据库之间的数据交换,如 Oracle、 SQL ServerDB2、 Sybase、 Access、 MYSQL等。支持数据表名称和字段名称转换,可以实现不同表名、字段名的数据表之间的数据交换3)数据转换指邐过数据项定乂功能,实现选择源数据表的仝部数据接入或先择源薮据表的部分字段接入;筛选数据记录或定义接入条件,实现以有符合条件的数据记录才被接入数据交换平台。数据表转换的实际内容是数据记录的拆分、组合,数据交换平台通过主健定义,多转换关系表定乂等环节,实现各种记录处理。Censoft美村料技数件中关数据共享全换平台( CenDXS)产品口皮书表对·表交换数据交换平台可以实现基本的一个数据表到一个数据表的交换,并且在一对交换中支持一个源数据表的一个记录的不同字段在目标表中生成两条或多条记录表对多表交换数据交换平台可以支持“一对多”交换。实现一个源数据表中的一条记录的不同字段组合交换为多个目标表中的记录。■多表对一表交换数据交换平台可以支持“多对一”交换。实现多个源数据表中的数据记录组合转换为一个目标表中的一条记录。3、安全服务能够基于产品自带的安全服务功能,对敏感信息交换进行MD5、DES、SSL加密,根据数据加密应用途径进行交换信息内窄的加密(可逆或不可逆),保障数据交换传输过稈中的安全。同时还将具有数据合法性验证功能,能够对交换平台与应用系统之间以及交换系统之间的两类合法性验证,确保数据可信交换。4、消息通讯服务MQ消息通讯服务为数据共享交换平台提供强健的消息中间件基础平台,它的主要功能如下1)支持同步或异步通信同步处理是指每一步骤必须等待下一步骤完成后才能继续进行;异步处理建立在系统间异步、基于消息的交互上,基于“存储转发”或消息队列服务,采用“松散耦合”的方式连接,这使得分布式系统具有更髙的可用性和可伸缩性即时传输毕丁事件驱动,由系统运行时动态产生和控制的会话方式。对丁没有网终占用时段限制或要求实时传输数据的交换可以定义为即时传输模式,即时传输模式可以将接入数据即时发送到接收节点。定时传输山系统定时器根据预设的定时策略产生和控制的会话方式。对于有网终占用时段限制或不要求实时传输数据的交换可以定义为定时传输模式,定时传输模式Censoft美村料技数件中关数据共享全换平台( CenDXS)产品口皮书可以在指定吋间将接入数据发送到接收节点。即时传输模式支持定点传输和指定间隔时间轮询启动传输■手工启动传输糸统运行时由用户手工产生和控制的会话方式。2)支持多种传输模式数据交换平台支持多种方式的数据分发,即可实现基于交换服务器的一对一的队列传输和一对多的发布订阅传输,也支持两个适配器的直接消息传输■订阅平台基于主题的消息路由,支持发布订阋机制:主题是消息目的地的字符串揹述,基于消息主题实现消息的路由,可有效地实现消息的发布和订阅,实现数据抽取、转换、加载与应用之间的松散耦合,使得数据交换平台具有良好的可扩展性队列平台支持队列方式,方便实现一点对一点的数据传输3)支持多通讯模式支持数据的发布/订阅、请求/应答通信模式;发布/订阅通信模式完全是一种“推”(Push)的技术;而请求/应答通信模式是对传统 Client/Server通信模式的支持,即支持“拉”(Pu〕技术。用户可以根据具体应用的信息处理流蓕来选择合适的信模式。推:点到点或点到多点的主动信息推送方式拉:点到点或点到多点的破动信息获取方式组播:在一个域或群组范围内的多点群发方式4)可靠传输支持断点续传、分块传输;保证消息传输一次且仅需传输一次,确保数据可靠传送。当以主题发布消息时,保证每个订阅者都可以接受到消息,而且每个订阅者只能接受一次。另外,由于发布老产生的消息是按时间顺序放在相当士队列的消息队列表中,可以保证按消息产生的时间序列依次发送,司样,也按时间序列接受和处理消息,所以,整个架构不仅可保证消息传递的可靠性而且可保证消思处理的时序性Censoft美村料技数件中关数据共享全换平台( CenDXS)产品口皮书5)事务支持发送方只有成功地发送消息时,才删除消息队列中的消息,否则回滚事务;只有在受到接收方确认消息( Point/ Point时)或所有订阅者确认消总( Publish/ Subscriber时)之后,才删除持久性存储的消息:接攻适酤器只有成功地将消息映像到目标数据库后,才给消息通讯服务器发送确认消息。6)解码/编码将数据转换到与数据交换平台相同的代码页,编码服务则可将输出数据的字符集编码为系统的代码页。7)数据压缩/加密解密攴持数据传输过程中的数据压缩伽加密处理,保证数据传输安全8)序列化/反序列化序列化服务获取输出数据结构并将其序列化到可通过网络传输的纯文本文件中,反序列化服务执行相反的操作。9)地址转换在分配给集成服务目的地的逻辑业务地址与网终协议所需要的网终坦址间转换。5、发送接收传输服务执行数据的传输或接收,提供JMS、 Webservices、FTP、 Http/httPs、IOP、RMI、rile、 Socket等多种方式数据传输。6、接入服务数捱共亨交换平台的接入包括采集接入(相关单位到中心基础数据库)和共亨接入(中心基础数据库到相关咩位),数据接入功能提供可视化配置与管理,支持多种接入方式和接入模式,支持基丁元数据的可视化数据接入1)接入方式数摭共享交换平台支持多种接入方式,接入方式包括中闫薮据表接入、原始系统表接入、文件目录树接入、 Web services接入、文解析接入、数搪表单接入等。可根据不同需要配置各种接入方式。中间数据表接入对于可以推送交换数据的节点,可采用肀间表接入方式接入,这种方式最简Censoft美村料技数件中关数据共享全换平台( CenDXS)产品口皮书单,接凵界面清晰,利于排查问题,并且可以保证原始系统不受交换平台的影响,保证原始系统数据的安仝。中旧薮据表接入方式即根据实际业务需要,定义所需交换数据的表结构,建立接口数据表,原始应用系统负责向接口表肀传送需要的数据,交换丬台负责将接口表中的数据交换到目标节点中叵数据表接入方式要求原始应用系统提供数据推送服务,每个接入节点的实施将有一定的工作量。■原始系统表接入对于不可以推送交换数据并对数据共享交换平台信仁的节点,可采用原始系统表接入方式接入,这种方式比较复杂,接口界面不清昕,不利于排查问题,并且涉及到原始系统数据库会受交换平台一定影响,要靠严格的授权机制来保证原始系统数据的安全原始系统表接入方式即根据实际业务需要,在原始应用系统数据表中沅择需要的数据项,自接交换到目标节点原妒系统表接入方式不要求原始应用系统提供数据推送服务,每个接入节点的实施工作量很小,可以方便的增加、减少数据表和数据项,但是需提供完整的原始系统表结构说明。文件目录树接入平台提供文件目录接入功能,可实现各节点间指定目录节点中文件的传输和同步,这种方式可简单的实现两台服务器间目录文件的同步。■ Web service接入平台提供 Web services接入接口,原始系统可通过调用 Web services接口将数据推送到交换平台,同时,交换平台也提供 Web services调用功能,通过调用原始系统的 Web services服务获得数据■文件解析接入平台提供文件解析接入功能,将系统或者其它方式生成的 Excel TXT、PDFDOC等各类格式的数据文件解析入库,再以数据库的方式交换。■数据表单接入为用户提供数据表单,用户直接在表单上输入数据,提交后系统直接入库并Censoft美村料技数件中关数据共享全换平台( CenDXS)产品口皮书传输。■GIS数据接入平台支持GIS数据的交换,GIS数据库中将存在Tab空间图像数据,平台将库中图像数据定义为标准的二走制数据文件(以 Blob Clob等模式通过底层二进制完成存储转发),借助JMS消息完成数据的交换服务■适配器模板服务接口数捱共亨交换平台能在以上各类通用接口的基础上,提供数据交换服务适配器模板,用户可根据模板形成特殊数据交换服务适配器组件的开发和使用2)接入适配器系统通过丰富约内置适配器和组件攴持上述的多种接入方式,各种适配器和组件的功能如适配器服务组件适配器/服务组件描述名称可监听多个文件月录;文件发送日志记录、查询;文件发文件发送适配器送回执的记录、查询;根据监听目录的不同,发送到不同的主题或队列上可同时监听不同的主题或队列;向发送方发送回执;文件文件接收适配器接收日志记录、查询。Excl文件解析适自动完成 Excel文件的解析和入库处理配器PDF文件解析适配自动完成PDF文件的解析和入库处理器TEXT文件解析适自动完成TEXT文件的解析和入库处理配器支持 Oracle、DB2、 MS SQL Server、 Sybase、 MySQL等多种主流数据库类型;自动生成和创建数据库接凵表、主键、数据库发送适配器索引;批处理(次可传送多条数据库纪录)的支持;支持非结构亿数据和大字段数据的处理8Censofit中美村斜技数件中关数据共亨父换平台( CenDXS)产品口皮书支持 Oracle、DB2、 MS SQL SErver、 Sybase、 MySQL等多种主流数据厍类型;自动生成和创建数据库接口表、主键据库接收适配器索引;批处理(一次可传送多条数据库纪录)的支持;支持非结构亿数据和大字段数据的处理专门为 CengrP门户CMS内容管理系统设计的适配器,可实坳不同蚱点、不同栏目之间的数捃传输、射、转换和CMS内容管理适同步功能。传输的模型可以是一个上级节点以主题的方式配器发布传输的栏日,多个下级节点以订阅的方式接受;也可以是不同节点(无论上级节点还是下级节点)之间的CMS数据的互相传接。专门为 CengrP门设计的适配器,通过 Portlet可调用门户适配组件CeIdXs数据交换服务。目录服务适配组件提供通过目录服务系统调用数据交换服务的接口适配组件Webservices服务提供数据交换Web服务接口、文件交换web服务接口等适配组件Web services服外适配组件JMS消息系统适配连接JMS消息系统组件提供 Http/httPs、FTP、 TCP Sockets、SOAP、RMI、SMS工具组件等多种协议接口工具组件,向应用系统发送请求或接收响3)触发模式数捱共亨交换平台对各种接入数据的传送触发提供三种模式:数据库触发器触发模式、数据库轮询触发模式、目录监听触发模式。数据库触发器对于支持触发器的数据厍,可以米用触发器触发模式,原始数据的任何变化都可以触发接入动作,实现即时的数据接入。■数据库轮询对于不支持触发器、数据采集时间受限制(如:白天的上下午不能影响业务

【实例简介】基于STM32的红外测温仪设计与实现,TS118-3测温数据处理算法稍复杂，若对精度要求不高，则可直接线性处理，技术交流QQ：317678345

高清扫描版PDF，含章节书签。本书既有锁相环原理又有工程实现，值得一看。尤其是关注数字锁相环的同学，可以了解一下。内容简介本书全面阐述了典型锁相环技术的工作原理及FPGA设计方法,结合 System View仿真实例,详细分析了锁相环技术的基本概念。按照从理论到实践,再从实践到理论的思路,以 Altera公司的FPGA器件为开发平台,采用 MATLAB及 Verilog HDL语言为开发工具,详细阐述了锁相环技术的FPGA实现原理及仿真测试过程,逐步深入地讲解锁相环技术在工程应用中的技术细节。本书思路清晰、语言流畅、分析透彻,在简明阐述设计原理的基础上,追求对工程实践的指导性,力求使读者在较短的时间内掌握锁相环技术的FPGA设计知识和技能。本书的配套网络光盘收录了完整的 System View、 MATLAB及 Verilog HDL实例工程代码,有利于技术人员参考学习,读者可登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)免费注册后下载。本书适合从事数字通信和数字信号处理领域的设计工程师、科研人员,以及相关专业的研究生、高年级本科生使用未经许可,不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容版权所有,侵权必究。图书在版编目(C|P)数据锁相环技术原理及FPGA实现/杜勇编著.一北京:电子工业出版社,2016.6ISBN978-7-121-28738-1I.①锁…ⅡI.①杜…Ⅲ①锁相环一研究Ⅳ.①TN9118中国版本图书馆CIP数据核字(2016)第095248号责任编辑:田宏峰印刷:北京京师印务有限公司装订:北京京师印务有限公司出版发行:电子工业出版社北京市海淀区万寿路173信箱邮编10006开本:787×10921/16印张:18.25字数:465千字版次:2016年6月第1版印次:2016年6月第1次印刷印数:3000册定价:6800元凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题,请向购买书店调换。若书店售缺,请与本社发行部联系,联系及邮购电话:(010)88254888,88258888质量投诉请发邮件至zs@Dphei.com.cn,盗版侵权举报请发邮件至dbq@phei.com.cn本书咨询联系方式:tianhf@phei.com.cn。前言为什么要写这本书1965年,英特尔联合创始人戈登·摩尔( Gordon moore)预测,计算机芯片的处理能力每两年就会翻一番。尽管已经过去50多年,摩尔定律仍然有效。半导体行业的发展速度,以及摩尔定律的精准性预测一度连摩尔本人都感到无比惊奇!2015年6月1日,英特尔宣布将以每股54美元的价格收购 Altera,以此计算,此交易总价将达到167亿美元,创造了英特尔并购历史上金额最大的纪录。一时间,传闻四起,业内专家和媒体开始讨论,FPGA计算机是否将成为可能?无论你是否愿意,只要从事的是与电子及信息处理相关的行业,FPGA的地位已显得越来越重要,它已成为电子行业的基本设计平台之一!无论多么高大上的技术,工程师要能够熟练应用到自己的工程项目中,都必须深入了解每一个技术实现细节。所谓“九层之台,起于垒土:合抱之木,生于毫末”。对于繁杂的技术实现方法,“各个击破”是有效学习应用的不二法门。自作者于4年前开始陆续出版数字通信技术的FPGA实现相关著作以来,通过邮件或博客的方式收到了广大读者的很多反馈意见。一些读者直接通过邮件告知书中的内容对工作中提供的直接或间接的帮助;一些读者提出了很多中肯的、有建设性的意见和建议;更多的读者通过邮件或博客交流书中的相关设计问题。归纳起来,不少读者的问题集中在数字锁相环技术的设计及实现方面。在前几本著作中,限于书中内容编排,对通信系统中最困难的锁相环技术阐述得还不够系统全面。目前市场上讲解锁相环技术的图书,主要集中在讲解锁相环的基本工作原理,或介绍一些专门的锁相环集成芯片,因此,将锁相环的工作原理与FPGA实现结合起来讨论,显得十分必要作者在写作本书的过程中,兼顾锁相环技术的理论,以及工程设计过程的完整性,重点突出FPGA设计方法、结构、实现细节,以及仿真测试方法。在讲解理论知识的时候,结合 System View、 MATLAB软件仿真实例,重点从工程应用的角度进行介绍,主要介绍工程设计时必须掌握和理解的知识点,便于读者尽快地找到理论与工程实现之间的结合点。在讲解实例的FPGA实现时,不仅对所有实例给出了完整的程序代码,并且从思路和结构上进行了详细的分析和说明。根据作者的理解,针对一些似是而非的概念,结合工程实例的仿真测试加以阐述,希望能对读者提供更多有用的参考。相信读者按照书中讲解的步骤完成一个个工程实例时,会逐步感觉到理论与工程实现之间完美结合的畅快。随着读者掌握的工程实现技能的提高,对锁相环理论知识的理解也必将越来越深刻,当重新阅读以前学过的原理时,头脑里就更容易构建起理论知识与工程实践之间的桥梁。前言Ⅲ本书的内容安排第1章首先介绍了FPGA的基本知识,以及 Altera公司的主要器件。本章在介绍了FPGA的发展历程、结构及工作原理等基本知识后,对本书所用到的设计语言及工具软件进行了简要介绍,主要包括 Verilog ldl语言、 Quartus、 MATLAB和 System View软件。所谓“工欲善其事,必先利其器”。之所以说是简要介绍,因为这些开发工具本身的功能十分强大,每一种工具都有种类繁多的专门著述进行阐述。随着工程师设计经验的积累,设计水平的提高,越能更全面地掌握设计工具的特点,从而更好地发挥设计工具的性能,以最小的代价设计出理想的产品。好比一把宝剑,只有握在高手的手中才能发挥出最大的威力。第2章介绍了FPGA数字信号处理基础知识。数字信号在FPGA等硬件系统中实现时,因受寄存器长度的限制,不可避免地会产生有效字长效应。设计工程师必须了解字长效应对数字系统可能带来的影响,并在实际设计中通过仿真来确定最终的量化位数、寄存器长度等内容。本章在详细分析了字长效应在FPGA设计中的影响后,对几种常用的运算模块P核进行介绍,讨论了各P核控制参数的设置方法。IP核在FPGA设计中的应用十分普遍,尤其是在数字滤波器等信号处理领域,采用设计工具提供的IP核进行设计,不仅可以提高设计效率,而且可以保证设计的性能第3章从锁相环的组成讲起,深入细致地探讨锁相环关注的信号特性,全面阐述VCO和乘法鉴相器的工作方式。随后借用最简单的反馈电路等基础知识,逐步揭开锁相环跟踪信号相位的神秘面纱。最后通过 System View软件工具,详细仿真分析了一阶锁相环的工作过程,全方位地了解锁相环的工作机理。第4章讨论了一阶锁相环的FPGA实现方法。根据作者的学习经验,这个阶段最期望的一定不是再去理解什么原理公式,学习什么方法思路。好比初次接触到羽毛球时,在网上看了一段中规中矩的教学视频,又刚好买回一支炫丽的球拍,走进球场,实在没有心情再听老师讲什么挥拍动作和击球技巧,只想痛痛快快地上球场打上几拍了。这一章,我们将完成一个完整的一阶锁相环电路的FPGA设计及仿真测试过程第5章又回到理论知识上来。学习的过程通常是学习(理论)一实践(工程)一学习理论)一实践(工程)的循环反复过程,每一次循环都会带来一次提高。前几章,我们主要从环路基本概念的角度,对环路进行了分析和仿真,从而初步建立起对锁相环路工作机理的认识。要深入硏究锁相环技术,必须建立环路的系统模型,而后采用数学方法对模型进行精确的分析。这一章我们从最基本的线性时不变系统知识开始,逐步建立起锁相环路的数学模型,为后续的分析打下坚实的基础。在建立模型的过程中,我们会发现,所有的知识,所有的公式其实都是在大学的一些基础课程中学习过的。第δ章深入讨论锁相环中最关键的组成电路——环路滤波器。我们从最简单的环路滤波器——RC低通滤波器开始,逐步理解环路滤波器对锁相环路性能的决定性作用,并引出本书所研究的重点——由有源积分滤波器组成的理想二阶环路。为了直观说明环路滤波器对锁相环路性能的影响,以及锁相环路参数的设计方法,我们再次采用 System View搭建了锁相环路模型,并通过翔实的仿真数据来说明一些看似深奥的理论知识。第7章开始讨论工程上应用最多的理想二阶环路的FPGA实现。前两章讲了一大堆枯燥的锁相环原理,本质是说理想二阶环具有相当优异的性能。我们在第4章已经对一阶锁Ⅳ锁相环技术原理及FPGA实现相环的FPGA实现进行了详细的讨论,有了前面章节的基础,就可以开始设计二阶环的FPGA电路了,并且要通过FPGA设计后的仿真来验证理论的正确性。二阶锁相环路相比一阶环路来讲,仅仅是多了一个环路滤波器。正是这个环路滤波器,尤其是理想环路滤波器,极大地改善了锁相环路的性能。当我们深刻理解了环路的工作原理,并动手设计出传说中的理想二阶锁相环电路时,会发现整个设计过程原来如此!第8章再次回过头来,静心硏究前面设计过程中还没有解决的一些问题。经过第7章的学习,我们己经可以完成一个完整的理想二阶锁相环路的设计。但在设计过程中,仍有一些参数的取值没有明确的依据,例如环路的固有振荡频率ωn该如何取值?环路的捕获带宽与捕获时间如何设计?当环路中存在噪声时(前面章节的设计都还没有涉及这个问题,但噪声又是电子系统中无法避免的),又该如何设计并计算环路的抗干扰性能呢?因此,在完成数字二阶环的FPGA初步设计之后,我们需要再回过头来更深入分析一下锁相环路性能,最终找到锁相环路参数的设计依据。第9章是一个完整的应用锁相环实现信号解调的工程应用实例。经过前面章节的讨论,我们对锁相环的理论知识、仿真、设计及FPGA实现都有了比较充分的认识。在无线通信技术中,在接收端,应用锁相环获取相干载波是最为广泛的应用之一。本章以锁相环解调PSK调制信号为例,应用前面章节讨论得出的结论,完整地给出锁相环的参数设计、仿真测试,以及FPGA实现过程关于FPGA开发环境的说明众所周知,目前两大商 Xilinx和 Altera的产品占据全球90%以上的FPGA市场。可以说,在一定程度上正是由于两家FPGA公司的相互竞争态势,有力地推动了FPGA技术的不断发展。虽然HDL的编译及综合环境可以采用第三方公司所开发的产品,如 Modelsim、Synplify等,但FPGA器件的物理实现必须采用各自公司开发的软件平台,无法通用。 Xilinx公司目前最新的开发工具为 Vivado Design Suite套件, Altera公司目前的主流开发平台是Quartus系列套件。与FPGA开发平台类似,HDL也存两种难以取舍的选择:VHDL和Verilog hdl。如何选择开发平台以及HDL语言呢?其实,对于有志于从事FPGA技术开发的技术人员,选择哪种平台及HDL语言并不重要,因为两种平台具有很多相似的地方,精通一种HDL语言后,再学习另一种HDL语言也不是一件困难的事。通常来讲,可以根据周围同事朋友、同学或公司的主要使用情况进行选择,这样在学习的过程中,可以很方便地找到能够给你指点迷津的专业人士,从而加快学习进度。本书采用的是Aera公司的FPGA器件作为开发平台,采用 QuartusⅡ2.1作为开发环境,采用 Verilog hDl语言作为实现手段。由于 Verilog hdl语言并不依赖于某家公司的FPGA产品,因此本书的 Verilog HDL程序文件可以很方便地移植到 Xilinx公司的FPGA产品上。如果程序中应用了P核资源,两家公司的P核通常是不能通用的,这就需要根据IP核的功能参数,在另外一个平台上重新生成IP核,或编写 Verilog HDl代码来实现。有人曾经说过,“技术只是一个工具,关键在于思想。”将这句话套用过来,对于本书来讲,具体的开发平台以及HDL语言只是实现数字通信技术的工具,关键在于设计的思路和方法。因此,读者完全不必要过于在意开发平台的差别,相信只要掌握本书所讲述的设前言计思路和方法,加上读者已经具备的FPGA开发经验,采用任何一种FPGA平台都可以很快地设计出满足用户需求的产品。如何使用本书木书在讨论锁相环的基木概念及工作原理时,主要用到了 System View5.0版本软件。关于 System View5.0软件的特点及使用方法在本书第1章进行了简要介绍。 System View软件使用起来非常简单,书中的实例也只用到了一些基本功能。如果读者以前没有使用过这款软件的话,建议先用几个小时了解一下其基本用法,这样就可以动手对本书提供的实例程序运行仿真。当然,由于 System View仅用来说明锁相环的工作原理,因此,读者也可以完全不去运行这些实例程序,只要理解书中提供的仿真结果即可。相信大部分工科院校的学生和电子通信的从业人员对 MATLAB软件都会有一个基本的了解。由于它的易用性及强大的功能,已经成为数学分析、信号仿真、数字处理必不可少的工具。由于 MATLAB具有大量专门针对数字信号处理的常用函数,如滤波器函数、傅里叶分析函数等,十分有利于对一些通信的概念及信号进行功能性仿真,因此,在具体讲解某个实例时,通常会采用 MATLAB作为仿真验证工具。虽然书中的 MATLAB程序相对比较简单,主要应用一些数字信号处理函数进行仿真验证,如果读者没有 MATLAB的知识基础,建议最好还是先简单学习一下 MATLAB的编程概念及基本语法。考虑到程序及函数的兼容性,书中所有 MATLAB程序的开发验证平台均为 MATLAB R2014a版软件。在讲解具体的FPGA工程应用实例时,通常会先采用 MATLAB对所需设计的工程进行仿真,一方面仿真算法过程及结果,另一方面生成FPGA仿真所需要的测试数据;然后在QuartusⅡ平台上编写 Verilog hDL程序对实例进行设计实现,为便于讲述,通常会先讨论程序的设计思路,或者先给出程序清单,再对程序代码进行分析说明;完成程序编写后,需要编写 Test Bench测试激励文件,根据所需产生输入信号的种类,可以直接在 TestBench文件中编写代码来产生输入信号,也可以通过读取外部文本文件的方式来产生输入信号;接下来就可以采用 Modelsim工具对 Verilog HDL程序进行仿真,查看 Modelsim仿真波形结果,并根据需要将仿真数据写入外部文本文件中,通常还会对仿真波形进行讨论,分析仿真结果是否满足要求;如果 Modelsim波形不便于精确分析测试结果,则需要再次编写MATLAB程序,对 Modelsim仿真结果数据进行分析处理,最终验证FPGA设计的正确性。本书主要以工程应用实例的方式讲解锁相环技术的原理及FPGA实现方法和步骤。书中所有实例均给出了完整的程序清单,限于篇幅,不同工程实例中的一些重复或相似的代码没有完全列出,随书配套的网络光盘上收录了本书所有实例的源程序及工程设计资源并按章节序号置于光盘根目录下。本书在编写工程实例时,程序文件均放置在“D: PllPrograms”的文件夹下,读者可以先在本地硬盘下建立“D: PllPrograms”文件夹,而后将配套网络光盘中的程序压缩包解压至该文件夹下,大部分程序均可直接运行。需要说明的是,在部分工程实例中,需要由 MATLAB产生FPGA测试所需的文本数据文件,或者由 MATLAB读取外部文件进行数据分析,同时FPGA仿真的 TestBench文件通常也需要从指定的路径下读取外部文件数据,或将仿真结果输出到指定的路径下。对于 Modelsim仿真来讲,作为测试输入的文本文件必须放置在当前FPGA工程目录下的“ simulationmodelsim”路径下。因此,读者在用 MATLAB生成测试数据后,需要将生成的文件复制到指定的路径Ⅵ|锁相环技术原理及FPGA实现下,以获取正确的仿真结果。致谢有人说,每个人都有他存在的使命,如果他的使命迷失了,也就失去了他存在的价值。不只是每个人,每件物品也都有其存在的使命。对于一本书来讲,其存在的使命就是被阅读,并给阅读者带来收获作者在写作本书的过程中查阅了大量的资料,在此对资料的作者及提供者表示衷心的感谢。由于写作本书的缘故,重新阅读一些经典的数字通信理论书籍时,再次深刻感受到前辈们严谨的治学态度和细致的写作作风。在此,感谢父母,多年来一直陪伴在我的身边,由于他们的默默支持,使得我能够在家里专心致志地写作;感谢我的妻子刘帝英女士,她不仅是一位尽心尽职的优秀母亲,也是一位严谨细致的科技工作者,同时也是本书的第一位读者,在工作之余对本书进行了详尽而细致的校对;四年前初次编写数字通信的FPGA设计与实现系列图书时,女儿才刚上小学,转眼她已经上五年级了,她最爱看书和画画,小脑袋里装着越来越多的她自己的想法。FPGA技术博大精深,本书虽尽量详细讨论了锁相环技术的原理及FPGA实现相关内容,仍感觉到难以详尽阐述所有技术细节。相信读者在实际工程应用中经过不断的实践、思考及总结,一定可以快速掌握其工程设计方法,提高应用FPGA进行工程设计的能力。由于作者水平有限,不足之处在所难免,敬请读者批评指正。欢迎大家就相关技术问题进行交流,或对本书提出改进意见及建议为便于读者交流,并及时发布相关资料及信息,本书特开设了交流博客,读者也可以通过邮件与作者进行技术交流。交流空间:http://duyongcn.blog163.com,作者邮箱:duyongcn@sina.cn。杜勇2016年4月前言目录Contents第1章设计环境及开发平台介绍1.1FPGA基础知识····+1.1.基本概念及发展历程……………·,··,,2241.1.2FPGA的结构和工作原理……1.1.3FPGA在数字信号处理中的应用“·““““““………121.2 Altera器件简介…1213 Verilog HDL语言简介………………………………………151.3.1HDL语言简介…………151.3.2 Verilog HDL语言特点161.3.3 Verilog HDL程序结构…卡““为“节“““”““牛……………………1714 QuartusⅡ开发套件…………1814. I Quartus I开发套件简介……………………………………………………1814.2 Quartus II软件的用户界面191.5 Modelsim仿真软件…221.6 MATLAB软件……………………………………………………·241.6.1 MATLAB软件介绍………2416.2 MATLAB工作界面………………………………………241.6.3 MATLAB的特点及优势……251.64 MATLAB与 Quartus的数据交互………2717 System View软件…2817.1 System View简介……281.7.2 System View工作界面……291.8小结——欲善其事先利其器…32第2章FPGA数字信号处理基础……332.1FPGA中数的表示…2.1.1莱布尼兹与二进制……………………………………………………………342.1.2定点数表示352.1.3浮点数表示…………·444,4·,,+3622FPGA中数的运算……02.2.1加/减法运算…………………………………4022.2乘法运算……4322.3除法运算22.4有效数据位的计算目录IX23有限字长效应4723.1字长效应的产生因素4723.2AD转换的字长效应4823.3系统运算中的字长效应………………………………………………4924FPGA中的常用处理模块24.1加法器模块…………………………………………………5124.2乘法器模块……2.4.3除法器模块……4.44444、562.4.4浮点运算模块572.5小结—四个过桥人………59第3章锁相环为什么能够跟踪相位613.1锁相环的组成…………623.1.1关注信号的相位分量……………………………………623.1.2VCO是一个积分器件3.1.3正弦鉴相器还是余弦鉴相器653.1.4环路滤波器的作用…………683.2从负反馈电路理解锁相环…693.2.1反馈电路的概念3.2.2负反馈电路的控制作用703.2.3锁相环与基本负反馈电路的区别…………………………………713.2.4分析锁相环的工作状态…33最简单的锁相环………………………1733.3.1一阶锁相环的 System View模型733.3.2确定VCO输出的同相支路434锁相环的基本性能参数………………………………………………773.4.1捕获及跟踪过程3.4.2环路的基本性能要求..,…………………………783.5分析一阶环的基本参数…3.5.1数学方法求解一阶环…………………………793.5.2图解法分析一阶环工作过程……813.53工程设计与理论分析的差异…3.54遗忘的参数一鉴相滤波器截止频率……………………3.6小结——千条路与磨豆腐87第4章一阶锁相环的FPGA实现4.1一阶环的数字化模型…………4.1.1工程实例需求……………………………………………………………904.1.2数字鉴相器914.1.3数控振荡器…4.1.4计算环路增益…………944.2数字鉴相滤波器设计………………………………X锁相环技术原理及FPGA实现

本人QQ7049256，共同研究，一起进步。

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