ALINX黑金Zynq7000开发平台配套教程
当我们拿刡开収板是否应该测试一下收刡癿开収板是否功能正常，以及各个接口工作是否工作正常。在出厂前我们已经在SD卡里存储了启劢程序和操作系统，所以开収板上电就能启劢幵可以用杢测试各个部分接口和电路癿工作是否正常。通过测试也使大家对我们开収板癿功能有一个大致癿认识。ALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程序首先感谢大家购买黑金动力社区出品的zYNQ7000的开发板AX7010和AX7020!您对我们和我们产品的支持和信任给我们增添了永往直前的信心和勇气。赛灵思公司xinx)于2012年推出zynq7000SOC芯片解决方案,该方案将双核ARMCortex-A9和 FPGA Fabric集成在一颗芯片上,通过内部总线连接,ARM和FPGA之间的通信速度大大提高,从而提高芯片整体性能。但同时,ARM和FPGA两门之前独立的软硬件学科在一颗芯片上应用,大大提高了芯片入门门槛。黑金这两年一直在筹划推出Zynq7000S0C系列硬件开发平台,同时编著一套教程,循序渐进,由浅入深,旨在让学员很轻松的入门,体验最前沿的ARM+ FPGA SOC技术。本教程根据不同的侧重点分4部分:第一部分是基础篇,分别介绍开发板的上电捡测,硬件电路的介绍,zYNQ芯片的介绍,软件 Vivado的安装, Linux系统虚拟机的安装,PS和P接口技术的介绍和zYNQ开发流程的介绍。通过基础篇让大家对黑金开发板AX7010/A×7020及zYNQ芯片和开发有一个总体认识,为后面几部分的学习打好基础。第二部分是逻辑篇,在逻辑篇里我们把ZYNQ芯片当做普通的FPGA来使用,结合开发板和厶YNQ芯片的资源实现纯逻辑的开发。我们会通过大量的应用实例让大家了解和掌握FPGA的 Verilog程序的设计及实现。AX7010/AX7020开发平台的硬件资源。播下—粒种子,收获一片森林”,更是黑金 ALINX硬件开发的美好愿望,同时我们会在黑金动力社区http://www.hejin.org和大家一起讨论,一起学习,一起进步,一起成长。ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典http://www.heijin.orgALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程目录序目录......4第一部分基础篇…第1章AX7010/AX7020开发板开箱检测.1.1准备工作.1.1.1硬件配置….112USB转UART驱动安装…1.1.3终端登录工具 Securecrt安装1.2外设连接141.3实验操作第2章zYNQ7000芯片的简介……172.1PS内部资源介绍……2.1PL内部资源介绍.….…19第3章 Vivado软件安装.31WⅣVADO软件介绍…。,乙3.2 VIVADO软件版本…033WⅣVADo软件安装21第4章Linuκ系统虚拟机的安装2941虚拟机的安装294.2安装 ubuntu30第5章PS和PL接口技术详解.4151AⅪ接口标准介绍4152zYNQ的AXI资源445.3P端的AⅪ接口设计……,455.4 AXI Interconnect.………第6章zYQ芯片开发流程的简介……4961开发工具介绍…4962开发流程说明……50第二部分逻辑篇52第7章 FPGA LED控制实验……5271硬件介绍.527.2创建工程537.3编写流水灯的 verilog代码….ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典http://www.heijin.orgALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程74添加XDC管脚约束文件7.5编译7.6下载和调试…翻。着69第8章HDMI输出实验7381HDMI及TMDS原理738.2硬件介绍.758.3程序设计……/684添加XDC管脚约束文件798.5编译和下载80第三部分SDK篇81第9章 Hello world实验….18191 Vivado工程创建8192zYNQ系统的配置…9.3硬件导入SDK.9994SDK软件编程….10295下载和调试.,105第10章P端和PS端的协同设计流水灯实验110101 Vivado工程创建.110102zYNQ系统的配置11110.3添加XDC管脚约束文件….121104编译生成比特流文件122105硬件导入SDK12310.6SDK软件编程125107下载和调试…127第11章定时器中断实验131111中断控制器和计数器..131112zYNQ系统的配置13211.3硬件导入SDK.135113SDK软件编程..137114下载和调试…1D妻第12章按键实验..142121PS和PL共亨中断142122 Vivado工程创建…14312.3添加按键IP.……14512.4添加按键管脚约束15212.5编译生成比特流文件.153126硬件导入SDK153127SDK软件编程155ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典http://www.heijin.orgALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程128下载和调试…161第13章自定义IP实验166131RTC时钟DS1302166132Vⅳvado工程创建.118133创建自定义IP134添加RTC管脚约束185135编译生成比特流文件…∴18513.5硬件导入SDK.186136SDK软件编程.186137下载和调试…189第14章VDMA实验硬件系统搭建….19314.1硬件构架193142搭建硬件工程…..….194143添加HDMI管脚约束…223144编译生成比特流文件…22414.5硬件导入SDK224第15章VDMA实验SDK软1件.225151SDK软件编程..225152程序说明22615.3图像数据生成方法…::::::::::::::.·t23154下载和调试235第16章程序固化和启动239161开发板启动流程239162 Vivado工程修改……163生成FSBL可执行文件….245164BOOT.BIN文件的生成165烧写 FLASH并启动254166SD卡启动257第17章 Linux开发环境的搭建………259171安装Lnu版本的SDK259172安装32位支持工具包270173安装 OpenSSL库第18章∪-boot的编译和启动.…273181∪-Boot原理及实现182∪-Boot的编译…279183生成 BOOTBIN文件283184 Uboot启动实验.295第19章内核的编译299ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典http://www.heijin.orgALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程191 Linux内核介绍299192 Linux内核源码编译301193设备树 Device tree的编译.194文件系统第20章SD卡的制作20.1SD卡分区31020.2复制BOOT.BIN文件31420.3复制编译后的内核文件315204复制编译后的设备树文件·:..31520.5复制文件系统31620.6 Linux sd卡启动第21章 Linux系统下的 hello world实验…322211 nfs server安装和配置..322212编写 helloworld程序21.3编译 helloworld程序.33021.4运行……30第22章 Linux系统下的GPIO应用实践.332221 sysfs方式控制GPIO33222.2编写GPIO应用程序33622.3编译GPIO程序…:::::::::::·:340224运行和实验341ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典http://www.heijin.orgALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程第一部分基础篇第1章AX7010/AX7020开发板开箱检测当我们拿到开发板是否应该测试一下收到的开发板是否功能正常,以及各个接口工作是否工作正常。在出厂前我们已经在SD卡里存储了启动程序和操作系统,所以开发板上电就能启动并可以用来测试各个部分接口和电路的工作是否正常。通过测试也使大家对我们开发板的功能有一个大致的认识。11准备工作1.1.1硬件配置开发板的上电检测需要以下的设备。其中SD卡里我们已经为用户存储了ARM的Boot启动程序和系统的镜像文件 lmage。红色USB线用于开发板和PC之间的串口通信。HDM线和HDMI显示器用于显示AX7010/AX7020开发板翰出的 Ubuntu界面,网线用于开发板连接 Internet网络,USB鼠标和键盘用于人机交互操作。因为开发板上只有一个USB口,这里需要连接一个∪ SB Hub设备来扩展多个USB口连接USB键盘和鼠标。AX7010开发板或AX7020开发板◇5V直流电源适配器(开发板自带)令 Micro sd卡〔开发板自带)mini usB数据线2根(开发板自带)今网线◇HDMI线和HDMI显示器◇USB鼠标和键盘r USB Hub◇PC机ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典http://www.heijin.orgALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程下图为开发板自带的测试设备:S ZNO(1).AX7010/AX7020开发板;(2).SD卡读卡器;(3).+5V电源;④4).2根USB线;(5)SD卡下图为用户自己需要准备的测试设备USB Hub网线USB鼠标图图图图图图围图国园USB鼠标HDMI显示器ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典http://www.heijin.orgALINXOALNX黑金2ynq7000开发平台配套教程112USB转UART驱动安装测试前我们需要安装∪SB转串口的驱动软件(05软件工具及驱动CP2l0 x Windows Drivers.zip),不然无法做串口通信测试。驱动安装好以后,用红色USB线连接电脑USB口和开发板上的∪ART口(7)进行连接,然后打开电脑的设备管理器,设备管理器能够找到串口设备CP210x,我机器上映射的是COM3。4端口(COM和LPTPH Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge(COM311.3终端登录工具 SecureCrt安装终端工具有很多, putty, teraterm, Windows自带终端工具, SecureCRT等等,众多终端工具中,比较下来,还是 Securecrt最好用,我们在资料的05_软件工具及驱动 Securecrt目录下为大家准备了绿色免安装的 secureCRT软件。下面简单介绍基于 SecureCrT串口终端的创建(在后面串口终端打印启动信息,需要用到双击 Secure CRTexe图标112005/12/917:29应用程序打展273ORDER TXT2006/5/3113:30文本文档6README.TXT207/3/3013:51文本文档SecureCRT. CH2007/3/2111:57编译的HmL帮aaSecureCRT.EXE2007/4/81:12应用程序1.890sN. txt207/6/1115:03文本文档SSH2Client43. d1.2007//210:52应用程序扩展4663SSH2Core43.all2007/4/210:52应用程序扩展1,058第一次使用会弹出以下对话框,点击OKe CRTThis is the first time that you have runSecureCRT?. SecureCRT needs to set a folder wherefy a fol der belPressing Cancel will exit the application wi thoutsetting the confi gurati on folder.ADministrator App Data RoaninzlanDwke cOnf」C点击YES。ALⅠNX黑金mq700.列开发宏典10http://www.heijin.org
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微电网三相并网逆变器硬件研究与设计
对于并网逆变器的设计，关于DSP的控制算法，还有对硬件电路的设计，摘要摘要微电网系统的电能通常是由多种分布式发电装置或储能装置经过电力变换组网形成,其供电单元具有分散性,间断性的特点。不论是何种分布式发电装置或者储能装置,最终都要并入可供用户直接使用的交流电网,因此必须经过一系列电能变换,才能保证安全、高效的将电能馈送至电网。微电网三相并网逆变器就是其并网的关键器件之一,其在微电网运行管理系统的统一调度控制下运行。论文首先介绍了微电网以及各类分布式电能的概念及特点,之后系统的介绍了三相并网逆变器的功能,结构,并按照三部分进行介绍:主功率电路部分,基于的控制电路部分以及三相全桥逆变器控制策略。主功率电路部分按照能量变换过程,将系统分为两级:前级变换部分和后级的二相逆变部分。并根据设计功率详细介绍主开关器件的选型,驱动电路以及保护电路的确定和该部分其他电路器件参数的选择依据基于控制电路主要分为了两部分来具体介绍:通用的最小工作系统和用于该三相全桥逆变器控制芯片的接口电路。最小工作系统包括系统电源,晶振,串口等;接口电路包括控制信号放大电路,以及电能质量采样电路。以交流电能的采样部分为主,介绍了采用六通道同步采样芯片的信号调理电路的设计。文章还对常用的逆变器控制方案进行比较,给出本系统使用控制策略。并结合系统采用的心片的结构特点介绍了软件设计思路最后,文章还进行该论文相关的仿真和测试实验。通过仿真和实验结果验证了设计的正确性关键词:分布式电源、微电网、并网逆变器目录目录第一章绪论1.1课题背景与意义1.2微电网系统综述1.2.1微电网的概念及优点1.2.2微电网电源22232.3微电网中微电源的供电模式1.2.4分布式并网系统的并网标准1.2.5微电网逆变器的特点3本文主要研究内容第二章并网逆变器的拓扑结构及工作原理2.1并网逆变器的分类及设计原则2.2并网逆变器主电路结构的设计.6788992.2.1输入方式与控制方式的确定2.2.2能量转换结构的确定..102.3直流变换电路的设计2.3.1 Boost斩波升压电路图及基本原理2.3.2电感电流连续的条件.......122.4三相逆变电路的设计2.4.1组合式三相逆变器132.1.2半桥式三相逆变器2.1.3全桥式三相逆变器2.4.4三相逆变器的工作原理2.5谐波扣制电路的设计182.5.1谐波的定义,,,,,,,,,,,,,,192.5.2滤波器的选择2.6本章小结.....19目录第三章并网逆变器功率电路的设计.3.1设计技术指标看1垂春203.2电力电子器件的选型●·垂垂203.2. L IGBT的结构和工作原理垂·春看垂垂213.2.2IGBT的特性·垂非,,,,,223.2.3IGBT驱动电路的设计3.2.4IGBT过流保护电路243.2.5工作波形253.3整体设计3.4前级DC-DCB00s电路273.1.1组成及参数设计,,,,,,,,273.4.2主要参数设计273.4.3 MATLAB仿真.●·春293.5后级DC-AC三相仝桥逆变电路.5.1主要参数设计·◆·D313.5.2滤波电感D垂鲁323.6控制检测系统总体设计343.6.1直流电能传感器的选择和使用343.6.2交流电能传感器的选择和使用.353.7本章小结.第四章基于TMS32OF2812的控制电路设计..374.1TMS320LF2812简介374.2系统工作过程及功能设计.1.3TMS320LF2812通用部分电路的设计13.1电源电路4.3.2晶振电路,.4.3.3外部存储器的扩展414.3.4串凵电路的设计4.4TMS320LF2812接口电路的设计424.4.1交流信号的同步采集..434.4.2直流信号的采集....51目录4.4.3SPWM驱动信号输出电路,D·垂4.4.4eCAN总线驱动器的选择鲁D垂垂4.5木章小结.第五章三相并网逆变器的控制策略及软件设计..545.lPWM理论简介.545.2常见控制方式.垂···看垂·垂5.2.1滞环瞬时比较方式555.2.2 SVPWM控制方式565.2.3SPWM控制方式....565.3SPWM波的产生575.4基于TMS320LF2812控制芯片的软件设计595.4.1程序总体设计595.4.2SPWM控制波中断程序605.4.3其他中断子程序,615.5本章小结垂·垂·垂61第六章结论与展望..626.1设计制作实物6.2系统逆变输出646.3展望.6致谢67参考文献攻硕期间取得的研究成果第一章绪论第一章绪论木章介绍了微电网系统的概念以及发展情况,闸明了论文选题的背景和意义,明确了木文研究目标。1.1课题背景与意义能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,伴随着现代社会的发展,人类对于能源的需求愈来愈多,但是传统的化石能源如煤炭、石油与天然气等,在转化为其他各种形式的能量时,会不同程度的产生废气、废物等,严重污染了自然环境,对人类的健康和地球的生态平衡等都造成了不可忽视的影响;更严峻的是化石能源不可再生,终会有消耗殆尽的时候。因此为了保护人类的生态环境,避免能源危机,人类必须减少化石能源的份额,增加新型能源和可再生能源的比重,向建立可持续发展的能源体系过渡。我国又是世界上最大的煤炭生产国和消费国,以及世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一,能源短缺以及对环境造成的污染更是不容我们迟疑,新型能源以及可再生能源的开发与应川势在必行。可再生能源中的太阳能,风能等新型能源都是当前的研究热点。此类能源具有资源卡富,洁浄环保,分布分散,位置灵活的特点,极好的适应了资源分布和分散电力的需求,因此多作为分布式电源用于局部或偏远地区的发电,有效减少了配电网的巨额投资和长距离传输中所产生的电能浪费;此外,分布式电源还可与大电网互为各用,提高供电可靠性等。虽然分布式电源有着自身的优点,但是也存在诸多问题:分布式电源单机接入成本高,控制困难;为了减小分布式电源对大电网的冲击,大系统通常对其采取限制、隔离的方式来处理;当大电网系统发生故障时,分布式能源必须退出运行等,这些都大大限制了分布式电源充分发挥其自身的优势。为了充分发挥分布式电源的优势,降低其对公共电网的不利影响,于是提出了把分布式电源、储能设备以及负荷一起作为配电子系统一一微电网(微电网及用户对所使川电能的电压值、功率、功率因数和谐波畸变因数等都有严格的要求,如何使各分布式电能单元与微电网实现安全、高效的并网是其应用的重要环节。本文就是研究微电网中,各分布式发电系统与电网之闫的电力电电子科技大学硕上学位论文子学界面一一三相并网逆变器,并基于的设计,实现一种在微电网运行管理系统下根据指令协调运行,安全可靠,相位可调的三相并网逆变器1.2微电网系统综述1.2.1微电网的概念及优点国际上对微型电网的定义各不相同,美国、欧盟、日本等都各有特点年,美国电力可靠性技术解决方案协公()首次对微电网展开」研究。年,从系统结构、控制方法、经济效益等方面系统全面地介绍了微电网的概念。微电网是一种由微型电源、负载、监控保护装置共同组成的为一定区域供电的小型发配电系统。它通过一个公共连接点(,)与大电网连接,即可以独立运行确保区域内部供需平衡,也可以与大电网并联运行,形成一个大型电网与分布式电源微电网联合运行的系统。微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元,并可同时满足用户对电能质量和供电安全的要求,与传统的大电网相比较,具有下列显著优点。()投资小、见效快。发展微电网可以减少延缓对大型常规发电厂与输配电系统的投资,降低投资风险。()满足特殊场合的川电需求。如是大电网不易达到的偏远地区的供电,避免输电网长距离送电的电能传输损耗;以及临时大型活动的供电系统等()提高供电可靠性。采用分布式电源的微电网可以弥补大电网安全稳定性上的不足,在大电网停电时维护全部或部分重要拥护的供电,避免大面积停电造成的严重后果)釆用分布式电源组网,启停方便,调峰性能好,冇利于平衡负荷)将太阳能、风能等可再生能源组网使用,可就地补偿可再生能源发电装置功率输出的问歇性问题()储能系统组网后,可在负荷低估从电网获取宦于电能,而在负荷高峰时向电网送电,提高电网运行效率1.2.2微电网电源电源是微网中重要的组成部分,相对于传统电力系统的电源都是同步发电机,
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